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ARIANE 6
Neuer Kunststoff-Booster besteht Tests
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
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26. Juli 2017

Mit der Trägerrakete Ariane 6 will Europa einen wettbewerbsfähigen Zugang zum All schaffen, der auf bewährter Technologie des Vorgängers, aber auch auf neue Elemente setzt. Dazu gehört etwa ein Boostergehäuse, das nahezu vollständig aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff besteht und daher besonders leicht ist. Es bestand nun entscheidende Tests.

Booster

Das Boostergehäuse der Ariane 6 besteht nahezu vollständig aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. Bild: DLR (CC-BY 3.0) [Großansicht]

In erfolgreichen Tests hat der erste Prototyp eines Boostergehäuses für das künftige Trägersystem Ariane 6 seine Belastbarkeit unter Beweis gestellt. Das beim DLR Stuttgart und Augsburg in Kooperation mit der MT Aerospace AG entwickelte und gefertigte Raketenmotorgehäuse besteht nahezu vollständig aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Im Zusammenspiel mit neu entwickelten Fertigungs- und Produktionstechnologien trägt dies wesentlich zur Senkung des Gewichts und der Kosten und damit zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der neuen europäischen Rakete bei.

In einer Drucktestkampagne ertrug das Boostergehäuse die geforderten 125 bar. Die Gehäuseentwicklung und der Test wurden mit rund 10 Millionen Euro aus dem Programm für die Entwicklung künftiger Trägerraketen der Europäischen Weltraumagentur ESA finanziert, an dem Deutschland sich seit 2012 als Programmführer mit etwa 125 Millionen Euro beteiligt. 

"Mit der Entwicklung der Produktionstechnologie für den CFK-Booster hat das DLR einen wesentlichen Anteil geleistet, den deutschen Bauanteil an der Ariane-6-Trägerrakete zu sichern und damit substanziell zum Ausbau der Wertschöpfungskette für den Wirtschaftsstandort Deutschland beigetragen", so Prof. Dr. Pascale Ehrenfreund, Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die Entwicklung und Fertigung des integrierten CFK-Boostergehäuses erfolgte am DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie in Augsburg und bei MT Aerospace Augsburg in Zusammenarbeit mit weiteren Industriepartnern. Die mehrtägige Erprobung wurde in der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart durchgeführt.

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 Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen sind leicht im Gewicht und extrem belastbar und daher für  Hochleistungsbereiche wie Raumfahrt und Luftfahrt prädestiniert. Dies erfordert die Entwicklung neuer wirtschaftlicher Produktionsweisen - Automatisierung ist hier eine Schlüsseltechnologie. Das DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie in Augsburg bietet dafür eine einzigartige Plattform: In der "Multifunktionalen Roboterzelle" kann die gesamte Prozesskette zur Fertigung eines Bauteils umgesetzt und auf ihre Automatisierbarkeit untersucht werden. Die rund 30 Meter lange Anlage mit bis zu sechs kooperierenden Robotern erlaubt die Handhabung großer Bauteile im Industriemaßstab und schafft damit reale Produktionsbedingungen.

"Der großartige Erfolg der mechanischen Tests bestätigt unsere Kompetenzen in der zukunftsweisenden CFK-Technologie", so Prof. Dr. Heinz Voggenreiter, Direktor des Instituts für Bauweisen und Strukturtechnologie in Augsburg und Stuttgart. "Aber erst die Kooperation mit den Experten von MT Aerospace hat diesen großen Schritt nach vorne möglich gemacht."

Auf der Basis der Roboterplattform und des Know-Hows der Partner in der CFK- und Produktionstechnologie entstand Schritt für Schritt beim DLR Augsburg das mit einem Durchmesser von 3,6 Metern und einer Länge von sechs Metern größte Bauteil der Institutsgeschichte: vom Wickeln und Legen der Faserverbundschichten, über die Vakuuminfiltration, bis hin zur Aushärtung. Den Leichtbauproduktionsexperten des DLR gelang es, die komplexen Einzelprozesse und unterschiedlichen Robotertypen miteinander in Einklang zu bringen und zu automatisieren.

Eine besondere Herausforderung meisterten sie auch mit der Synchronisierung unterschiedlicher Anlagensteuerungen und dem damit verbundenen Synchronlauf zwischen Robotern und Werkzeugen. Mit der erfolgreichen Realisierung und dem mit Bravour bestandenen Drucktests wurde von DLR und MT Aerospace die entscheidende Basis für die Industrialisierung des Ariane-6-Boosters geschaffen. Der Jungfernflug für die neue Trägerrakete ist für das Jahr 2020 geplant.

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siehe auch
Trägerraketen: Neuer Schub für die Ariane 6 - 29. Juni 2017
Ariane 6: Neuer Prüfstand für die Oberstufe - 6. Juni 2016
DLR: Raumfahrtantriebe für die Zukunft - 10. März 2016
ESA: Entwicklung der Ariane-6 beginnt - 19. August 2015
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