Meilenstein: 3D-gedrucktes Raketentriebwerk erreicht volle Schubkraft

Am Donnerstag, den 21. April 2022, hat das E-2-Flüssigkeitsraketentriebwerk von Launcher in einem Testfeuer im NASA Stennis Space Center zum ersten Mal erfolgreich Nennschub, Druck und Oxidationsmittel-Treibstoff-Gemischverhältnis vorgeführt.

E-2 ist ein 3D-gedrucktes Hochleistungs-Flüssigkeitsraketentriebwerk mit geschlossenem Kreislauf, das für die Trägerrakete Launcher Light entwickelt wird (der erste Start ist für 2024 geplant). Ein einziges E-2-Triebwerk wird Launcher Light mit einer Nutzlast von 150 kg in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen.

Daten des erfolgreichen Testschusses des E-2-Triebwerks vom Donnerstag:

10 metrische Tonnen Schub (22.046 lbf).
100 bar (1.450 psi) Verbrennungsdruck.
Das leistungsfähigste Treibstoffmischungsverhältnis von 2,62 für LOX/Kerosin bei 100 bar Druck.

Die Kammer der E-2 ist mit flüssigem Sauerstoff gekühlt und aus einer Kupferlegierung in einem Stück 3D-gedruckt. Außerdem wird eine Kupfer-Chrom-Zirkonium-Legierung (CuCrZr) aus der industriellen Lieferkette verwendet, wodurch die Kosten und die Einschränkungen in der Lieferkette im Vergleich zu Kupferlegierungen in Raumfahrtqualität, die normalerweise für 3D-gedruckte Brennkammern verwendet werden, reduziert werden.

Launcher ist das erste kleine Startunternehmen, das eine 3D-gedruckte Kupferlegierung verwendet, und ist mit der Entwicklung des ersten großformatigen (100 x 45 x 45 cm) kundenspezifischen 3D-Druckers in Zusammenarbeit mit AMCM führend in der 3D-gedruckten Technologie für kleine Starts. Die einteilige Brennkammer aus einer Kupferlegierung wird auf einem M4K 3D-Drucker von AMCM hergestellt.

Darüber hinaus wird die koaxiale Einspritzdüse von E-2 auf einem Velo3D Sapphire 3D-Drucker hergestellt.

Diese Technologien ermöglichen eine höhere Leistung, was sich in einer höheren Nutzlast pro Rakete und niedrigeren Preisen für die Kunden von Launcher niederschlägt.

Als Beweis für ihre Wiederverwendbarkeit war die Kammer nach 40 Sekunden Gesamtfeuerzeit in perfektem Zustand.

Als nächsten Schritt testet Launcher Anfang Mai erneut dieselbe Kammer und denselben Injektor, der leicht überarbeitet wurde, um die gesamte Filmkühlung zu entfernen, was die Leistung erhöht. Ziel ist es, den C*-Wirkungsgrad von 90 % in diesem Test auf die angestrebten 98 % zu steigern – und vielleicht auch Launchers Markenzeichen, die blauen Mach-Diamanten, für dieses auf flüssigem Sauerstoff/Kerosin basierende Triebwerk zu erreichen.

E-2 ist ein Triebwerk mit geschlossenem Kreislauf, und seine Hochdruck- (310 bar), hocheffiziente Einwellen-Turbopumpe wird parallel dazu weiterentwickelt. Im März 2022 testete Launcher erfolgreich die Turbine und die Flüssigsauerstoffpumpe von E-2 im Boost-Modus bei 130 % Nenndurchfluss. Launcher wird voraussichtlich im vierten Quartal 2022 einen dreiminütigen Test mit der integrierten E-2-Turbopumpe in geschlossener Konfiguration über die gesamte Dauer durchführen.

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