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Der Traum vom Weltraum

Angst+Pfister teilt seine Leidenschaft für Spitzentechnologie und Ingenieurswissenschaften mit den ambitionierten Studenten des Raketenprojekts «Delft Aerospace Rocket Engineering». Bei diesem Sponsoring-Engagement von Angst+Pfister spielen die O-Ringe, die bei extremer Kälte eingesetzt werden und dabei druckfest bleiben müssen, eine Schlüsselrolle. Sie sind für den Einsatz in und jenseits der Stratosphäre vorgesehen – zunächst „nur“ in dieser Höhenlage.
 


Alle halten den Atem an: „Fünf, vier, drei, zwei, eins – Abheben!“ Es gibt wohl kaum etwas Aufregenderes als der Start einer Rakete, nicht wahr? Ist das nicht der Traum aller Jungs und Mädchen? Diesen Traum erfüllen sich gegenwärtig die Studenten des “Delft Aerosphere Rocket Engineering“ – kurz DARE – in den Niederlanden. Der an der Technischen Universität von Delft angesiedelte Klub zählt zu den weltweit modernsten Amateurvereinen der Raketenforschung. Im Juli 2018 starteten die Studenten dieses Klubs die Rakete “Stratos III“. Ziel dieses Versuchs war es, den europäischen Höhenrekord von 33 Kilometern zu brechen. Unglücklicherweise brach die Rakete zwanzig Sekunden nach dem Start in einer Höhe von zehn Kilometern und bei einer Geschwindigkeit von 3.500 km/h über dem Meer auseinander. Nach Verbesserungen an der Konstruktion soll jetzt die Stratos IV Rakete als erste von Studenten gebaute Rakete in den Weltraum fliegen. Allerdings ist das der-zeitige Antriebssystem nicht stark genug, um selbst grössere Höhenlagen zu erreichen. Es wird nun ein spezielles Antriebssystem mit tiefkalter Flüssigkeit hierfür entwickelt, um die DARE Rakete in bisher unerreichte Höhen zu bringen. Bei diesem Antriebssystem wird eine von Angst+Pfister entwickelte Dichtungstechnik eingesetzt.

 

Für unsere Nachwuchsingenieure

Über einhundert Studenten mit einer glühenden Leidenschaft für die Raumfahrt, Raketen und die damit verbundenen Wissenschaften arbeiten an diesem Projekt. „Wir erklärten uns sofort bereit, das Projekt zu unterstützen als wir angesprochen wurden“, sagt Jan Boomsma, Product Application Engineer bei Angst+Pfister in den Niederlanden. Schliesslich geht es darum, die nachkommende Generation für den Beruf des Ingenieurs zu begeistern. Damit steht Angst+Pfister aber nicht alleine: Die Liste der Partner und Sponsoren, die sich von den begeisterten Studenten überzeugen liessen, ihr Projekt zu unterstützen, liest sich wie das „Who is who“ der internationalen Spitzentechnologie.

 

Wissen teilen

Es geht nicht einfach nur darum, eine Raketein den Himmel zu schiessen“, erklärt Jan Boomsma. Neben der Veröffentlichung wissenschaftlicher Arbeiten begünstigt dieses Projekt in einem ausgesprochen innovativen Umfeld auch den Wissenstransfer an der Technischen Universität von Delft. So haben viele Studenten, die früher an dem Projekt beteiligt waren, nach ihrem Abschluss eine berufliche Laufbahn bei einem der Projektpartner eingeschlagen. Das ambitionierte Team der Studenten ist ständig auf der Suche nach Verbesserungen. „Für uns ist es ein Traum, als weltweit erstes Amateurteam von Raketenforschern den Weltraum zu erreichen“ merkt der Student Krijn de Kievit an.

 

 

Einsatz unter Extrembedingungen

Zukünftige Stratos Raketen werden sehr wahrscheinlich mit flüssigem Sauerstoff und Bioethanol angetrieben. Die Studenten haben sich für diese Treibstoffkombination entschieden, da sie wesentlich effizienter ist als die gegenwärtig eingesetzten Brennstoffe. Das Problem dabei ist jedoch, dass Sauerstoff nur bei kryogenen, also bei extrem niedrigen Temperaturen, flüssig ist. O-Ringe von Angst-Pfister dichten den Tank ab, aus dem unter keinen Umständen Flüssigkeit austreten darf. „Wenn sie durch ein Leck mit Bioethanol in Kontakt käme, wäre eine Explosion der Rakete höchstwahrscheinlich“, so Jan Boomsma. Es steht also viel auf dem Spiel. Die von Angst+Pfister zur Verfügung gestellten O-Ringe müssen auch bei einer Temperatur von minus 183° Celsius und einem Druck von 40 Bar noch sicher abdichten. „Unter solchen Extrembedingungen sind herkömmliche Werkstoffe wie Polytetrafluorethylen (PTFE) nicht einsetzbar“, fügt Jan Boomsma hinzu. Reine Metallringe in der benötigten Grösse wären enorm kostspielig gewesen und hätten wohl kaum in den spezifisch konstruierten Tank eingebaut werden können. Angst+Pfister entschied sich also für den Einsatz spezieller O-Ringdichtungen, bei denen ein Cryolox Edelstahlkern mit FEP ummantelt wird. „Gerne wollen wir die Studenten auch mit unseren anderen Produkten wie Schläuchen und mit unserer Technologiekompetenz unterstützen.“
 

Oben auf dem Tank für flüssigen Sauerstoff hat sich eine dicke Eisschicht abgelagert. Derartigen Bedingungen müssen die O-Ringe standhalten.



Erfolgreiche Versuche

Die ersten drei Versuche mit dem Raketensystem und den Dichtringen im Frühjahr 2018 verliefen positiv. Allerdings setzten wir bei diesen Versuchen ersatzweise noch flüssigen Stickstoff und Wasser ein, weil diese Flüssigkeiten nicht explosiv sind. „Wir wollten zunächst die gesamte Betriebsweise des Systems und unsere Abläufe unter sicheren, jedoch thermisch unter mit dem vorhandenen System vergleichbaren Bedingungen beim tatsächlichen Abschuss prüfen. Des Weiteren wollten wir unsere Berechnungen der Konstruktion mit den Testergebnissen abgleichen“, erläutert Krijn de Kievit. Gleichwohl setzten wir das System dabei erstmals Temperaturen von nahezu minus 200° Celsius aus. “Unsere O-Ringe hielten dabei absolut dicht“, merkt Jan Boomsma erfreut an. Jetzt steht der erste Versuch unter Einsatz offenen Feuers an, der mit hohen Erwartungen verknüpft ist. Wenn dieser Versuch erfolgreich verläuft, ist ein grosser Meilenstein in dem Streben zum Bau einer Rakete gelungen, die in eine bislang nicht erreichte Höhe befördert werden kann.

Die hoch qualifizierten Ingenieure von Angst+Pfister sind seit langem gefesselt von der Vorstellung, dass der Weltrekord gebrochen und vielleicht eines Tages ihre Lösungen und das Firmenlogo mit in den Weltraum befördert werden...

 

Übersicht des Testaufbaus.

 

Ausstoss von flüssigem Stickstoff und Wasser unter hohem Druck.

 

Eis auf der Hauptleitung zur Maschine.


 

 

Erfahren Sie mehr über die APSOseal® Dichtungstechnik


 



veröffentlicht: 12.08.2020, 11:41:00  von: Angst+Pfister Group