SR Dorado

Über das Projekt

Im Rahmen der STERN III-Förderung (STudentische Experimental RaketeN) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickeln wir in Kooperation mit dem Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der TU-Dresden eine Höhenforschungsrakete. Im Frühjahr 2025 soll diese dann von ESRANGE, nahe Kiruna, Schweden, starten.

Die Rakete soll Abmaße von ca. 4,5 Metern Länge bei einem Durchmesser von 20 Zentimetern haben und soll eine Flughöhe von etwa 7,5 Kilometern erreichen. Als einziges studentisches Team nutzen wir dafür ein Antriebssystem welches mit zwei Flüssigtreibstoffen, Ethanol und Sauerstoff, betrieben wird. Das Triebwerk soll dabei einen Schub von 3 Kilonewton erzeugen.

Über die Subsysteme

Das Antriebssystem

Das Subsystem des Antriebssystems befasst sich mit dem Entwurf und Entwicklung eines Raketenantriebs mit zugehöriger Treibstoffversorgung. Das Subsystem umfasst mehrere Komponenten, welche teilweise in Eigenentwicklung entworfen werden.
Das Herzstück des Systems bildet das Triebwerk (rot), welches den benötigten Schub liefert. Die Treibstoffe Ethanol und Flüssigsauerstoff werden in der Grafit-Brennkammer verbrannt. Das erzeugte Gas wird durch die Düse beschleunigt und erzeugt so den benötigten Rückstoß.
Um das Triebwerk mit ausreichend Treibstoff zu versorgen, wird ein komplexes Fördersystem (grün) benötigt. Beide Treibstoffe lagern in jeweils einem Treibstofftank. Der Zufluss zum Triebwerk wird vor dem Betrieb durch jeweils ein Hauptventil versperrt.

Die Struktur

Die Struktur der Rakete hält alle anderen Komponenten zusammen, sie muss daher alle Kräfte, die beim schnellen Flug durch die Atmosphäre der Erde entstehen, aushalten können. Dabei entstehen schnell sehr hohe Biegebelastungen, um so wenig wie möglich zu wiegen, nutzen wir für die Hülle der Rakete ein extra angefertigtes Carbon Rohr.
Die Rakete im Carbon Rohr – auch „Unibody“ genannt – zusammenzubauen würde extrem viele Löcher im Rohr bedeuten, was die Stabilität beeinflusst. Diese Problematik löst der sogenannte „Torpedo“, er beschreibt eine extrem leichte innere Struktur, die uns erlaubt alle Bauteile außerhalb des Unibodys zusammenzusetzen und nachher hinein zu schieben.
Für die aerodynamische Stabilität sorgen die trapezförmigen Finnen am hinteren Ende der Außenhülle und eine Spitze am vorderen Ende, da die Finnen nicht so einfach perfekt positionierbar sind, werden zusätzlich eigens designte Rollerons verbaut, was uns einen rollfreien Flug ermöglichen soll (damit die Videos nachher auch ansehnlich sind). Die Spitze besteht aus zwei Hälften die durch einen Mechanismus am vordersten Ende im Flug aufgeteilt werden können, sodass die Fallschirme daraus öffnen können.

Die Raketenspitze

Das Subsystem der Raketenspitze befasst sich mit dem Inhalt dieser. In der Raketenspitze werden das Bergungssystem, die Nutzlast und die Elektronik untergebracht. Die Elektronik basiert hierbei auf dem von der STAR entwickelten Elektronikstandard Pillars of Creation (PoC) und einem dazu gekauften Backup Modul.
Als Nutzlast werden wir einen extern entwickelten CanSat mitnehmen. Natürlich sind auch viele Kameras an der Rakete verteilt um den Flug aufzuzeichnen.

Das Ground-Support Equipment (GSE)

Das Ground Support Equipment – oder oft auch Launchsite genannt – sammelt in einem Subsystem, was von der Rakete zum Start benötigt wird und nicht von den anderen Subsystemen der Rakete abgedeckt wird. Hier findet sich die Zündung des Triebwerks, die Startrampe oder auch die Betankung des Rakete wieder.
Um all diese vielfältigen Aufgaben erfüllen zu können, ist das GSE beinahe genauso komplex wie die Rakete selbst und packt – bis auf die extreme Gewichtsoptimierung – alle ingenieurstechnischen Fachrichtungen in ein System. So findet sich die gleiche Menge an Arbeit die für den Flugcomputer nötig ist auch im Computer, der vom Aufrichten der Rakete über den Betankungsprozess bis hin zum Empfang der Telemetrie alles am Boden steuert und überwacht, wieder.

Der Teststand

Damit wir das Triebwerk vor dem Flug testen und verifizieren können entwickeln wir einen Triebwerksteststand, der flüssig-flüssig Triebwerke bis zu 5 Kilonewton Schubkraft testen soll. Beim Test werden dann verschiedene Daten vom Triebwerk, wie zum Beispiel der Schub oder der Treibstoffdurchfluss aufgenommen. Der Test selber wird dann nicht in Dresden, sondern in Lampoldshausen auf einem Testgelände des DLR stattfinden. Auch aus diesem Grund muss der Teststand möglichst mobil gestaltet werden.

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