Polaris Raumflugzeuge testet in Peenemünde erstmals erfolgreich einem Aerospike-Antrieb
- Förderverein Peenemünde e.V.
- 13. Nov. 2024
- 4 Min. Lesezeit
VDI-Nachrichten, 12.11.2024:
Polaris Raumflugzeuge
Erster erfolgreicher Linear-Aerospike-Triebwerkflug
Dem deutschen Unternehmen Polaris Raumflugzeuge gelang der erste erfolgreiche Flug eines Linear-Aerospike-Triebwerks mit seinem Demonstrator Mira II – eine Weltpremiere. An dem Triebwerkstypen waren zuvor die großen Namen der Raumfahrtgeschichte gescheitert.
Deutsches Start-up "Polaris Raumflugzeuge" erreicht historischen Meilenstein im Bereich Luft- und Raumfahrt mit erfolgreichem Erstflug des Linear-Aerospike-Triebwerks. Foto: POLARIS Raumflugzeuge
Das deutsche Luft- und Raumfahrtunternehmen Polaris Raumflugzeuge hat erfolgreich ein Linear-Aerospike-Triebwerk im Flug gezündet. Am 29. Oktober kam der Antrieb, AS-1F, auf eine Brenndauer von 3 s. Dieser verbrennt Flüssigsauerstoff (LOX) und Kerosin.
Das teilte Polaris auf der Social-Media-Plattform Linkedin mit. „Wir sind unglaublich stolz auf diese Leistungen und freuen uns auf die nächste Reihe von Flugkampagnen, die den Einsatzbereich des Triebwerks und das Leistungsvermögen des Fahrzeugs schrittweise erweitern werden“, heißt es.
Polaris hat die Tests mit dem Flugdemonstrator Mira II durchgeführt, der wie ein Flugzeug Tragflächen und ein Fahrwerk hat. In den Tagen vor der Aerospike-Zündung hatte Polaris bereits erste Flugtests mit Mira II durchgeführt. Die Kampagne fand in Peenemünde statt.
Polaris gibt an, der Triebwerkstest habe aus Sicherheitsgründen mit reduzierter Treibstoffmenge und reduziertem Brennkammerdruck stattgefunden. Das Triebwerk hat demnach in 3 km Entfernung zum Startpunkt über der Ostsee gezündet. Mira II verzeichnete eine Beschleunigung von 4 m/s2 – das entspricht einem Schub von 900 N –, gewann an Höhe und landete nach dreieinhalb Minuten wieder in Peenemünde.
In zukünftigen Kampagnen will Polaris die Brenndauer und den Schub des Triebwerks schrittweise steigern. In Zukunft will das Unternehmen auch den 7 m bis 8 m langen Überschalldemonstrator Nova nutzen.
Der Flug dauerte dreieinhalb Minuten und legte eine Strecke von mehr als 10 km zurück. Foto: POLARIS Raumflugzeuge
Das ist der Vorteil beim Aerospike-Triebwerk
Im perfekten Schubstrahl sind die Gasmoleküle parallel zueinander, wenn sie die Brennkammer verlassen. Beim gebräuchlichsten Triebwerkstyp, der Lavaldüse, ist das nur in einem eingeschränkten Höhenkorridor so; der Schub ist stark vom Umgebungsdruck abhängig. Beim Start (sea level) schnürt der Schubstrahl in der Tendenz ein, im Vakuum des Orbits fächert er auf.
Der Aerospike-Antrieb hat diesen Nachteil nicht – und verbraucht in der Theorie ein Drittel weniger Treibstoff. Das Gas wird so gelenkt, dass der Schubstrahl immer parallel bleibt; die Performance wird unabhängig vom Umgebungsdruck. Dafür wird das Gas in der Düse geführt: Ein Führelement, der Spike, muss mitten im Schubstrahl montiert werden. Es gibt runde und – wie bei Polaris – lineare Spikes.
Bei beiden Typen ist das grundsätzliche Problem dasselbe: Der Spike ist extrem hohen Temperaturen ausgesetzt und muss effizient gekühlt werden. Seit den 1960er-Jahren arbeiten vor allem US-Unternehmen am Aerospike-Prinzip, darunter Rocketdyne und Lockheed Martin. Alle sind gescheitert – oder vor der Komplexität des Antriebs zurückgeschreckt.
Dass sich neuerdings wieder Unternehmen an der Technik versuchen, liegt an der Reife additiver Fertigungsverfahren. Mit diesen lassen sich filigrane Kühlkanäle im Spike fertigen, durch die der Treibstoff zur Kühlung hindurchgeleitet werden kann.
Quelle:
________________________________________________________________________
winfuture.de, 13.11.2024:
Polaris: Deutschem Startup gelingt Durchbruch in Raketentechnologie
Ein deutsches Start-up erreicht einen Meilenstein in der Raumfahrttechnologie: Erstmals wurde ein Aerospike-Raketentriebwerk erfolgreich im Flug gezündet. Die Innovation könnte die Zukunft der Raumfahrt maßgeblich beeinflussen - freilich ist der Weg noch weit.
Witold Pryjda, 13.11.2024
Bild: POLARIS Raumflugzeuge GmbH
Durchbruch in der Raketentechnologie
Die Raumfahrtindustrie hat einen möglicherweise historischen Moment erlebt. Das deutsche Start-up Polaris Raumflugzeuge hat mit seinem Raumflugzeug MIRA 2 erstmals erfolgreich ein Aerospike-Raketentriebwerk während eines Fluges gezündet.
MIRA 2 hob kürzlich vom Flughafen Peenemünde an der Ostseeküste ab. Das fünf Meter lange und 229 Kilogramm schwere Demonstrationsfahrzeug folgte zunächst einer vorprogrammierten Flugroute, angetrieben von vier Kerosin-Strahltriebwerken. Der entscheidende Moment kam, als das hauseigene AS-1 LOX/Kerosin-Aerospike-Triebwerk für drei Sekunden gezündet wurde.
Wie New Atlas berichtet, erreichte das Raumflugzeug dabei eine Beschleunigung von 4 m/s² und entwickelte einen Schub von 900 Newton. Das bedeutet, dass MIRA 2 etwa 14,4 km/h pro Sekunde beschleunigte, mit genug Schub, um eine 90 kg schwere Person vom Boden direkt nach oben in die Luft zu heben.
Aerospike: 70 Jahre alte Idee
Aerospike-Triebwerke sind keine neue Erfindung. Das Konzept wurde bereits in den 1950er Jahren von Rocketdyne entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen glockenförmigen Raketendüsen bildet ein Aerospike-Triebwerk eine nach innen gerichtete Kurve, wobei die Außenseite zur Atmosphäre hin offen ist.
Der Vorteil ist, dass such sich ein Aerospike-Triebwerk automatisch an den umgebenden Luftdruck anpasst. Im Gegensatz dazu sind konventionelle Raketentriebwerke nur für eine bestimmte Flughöhe optimiert. Das verspricht eine höhere Effizienz über ein breites Spektrum von Flughöhen und könnte mehrstufige Raketen überflüssig machen.
Polaris Raumflugzeuge testet erfolgreich einem Aerospike-Antrieb
Trotz seiner theoretischen Vorteile scheiterte die praktische Umsetzung des Aerospike-Konzepts bisher an technischen Herausforderungen und wie so oft den hohen Kosten. Selbst die NASA stellte 2001 ihr X-33/VentureStar-Programm ein, das ein Aerospike-Triebwerk für ein einstufiges Raumfahrzeug vorsah.
Vom Rückschlag zum Erfolg
Der Weg zum Erfolg war für Polaris nicht ohne Hindernisse. Im Mai dieses Jahres stürzte der Vorgänger MIRA 1 beim Start ab. Doch das Team entwickelte umgehend mit MIRA 2 und 3 gleich zwei neue und auch verbesserte Prototypen.
Diese Hartnäckigkeit zahlte sich aus: Nur Stunden nach einem erfolgreichen Bodentest konnte MIRA 2 seinen historischen Flug antreten. Trotz eines kleinen Lecks im Flüssigsauerstofftank, das zum Verlust einer Zugangsklappe führte, blieb das Raumflugzeug weitgehend unbeschädigt.
Der erfolgreiche Test des Aerospike-Triebwerks durch Polaris markiert einen wichtigen Schritt in der Raumfahrttechnologie. Dennoch stehen noch zahlreiche Herausforderungen bevor, bevor diese Technologie in größerem Maßstab eingesetzt werden kann. Dazu gehören die Optimierung der Treibstoffeffizienz, die Verbesserung der Kühlsysteme und die Skalierung der Technologie für größere Raumfahrzeuge.
Experten sehen in der Aerospike-Technologie großes Potenzial für kostengünstigere und effizientere Raumflüge. Allerdings wird es noch Jahre intensiver Forschung und Entwicklung benötigen, bis diese Technologie überhaupt eine Chance hat, konventionelle Raketentriebwerke zu ersetzen.
Zusammenfassung
Deutsches Start-up testet erfolgreich Aerospike-Triebwerk im Flug
MIRA 2 Raumflugzeug erreicht 4 m/s² Beschleunigung und 900 N Schub
Aerospike-Triebwerke passen sich automatisch an Umgebungsdruck an
Technologie verspricht höhere Effizienz über ein breites Flughöhenspektrum
Polaris überwand Rückschläge und technische Herausforderungen
Erfolg markiert wichtigen Schritt in der Raumfahrttechnologie
Weitere Optimierung für großflächigen Einsatz noch notwendig
Quelle:
________________________________________________________________________
europeanspaceflight.com, 06.11.2024_
POLARIS Spaceplanes Completes MIRA II Rocket-Powered Roll Test
Bremen-based POLARIS Spaceplanes has completed a rocket-powered roll test of its MIRA II demonstrator. The test represented the last major milestone before the company attempts the vehicle’s first rocket-powered flight.
Kommentare