de.wedoany.com-Bericht: Der Antriebsingenieur Balin Moher von Reaction Dynamics stellte auf der Siemens Realize-Konferenz die nächste Generation der Hybridraketenantriebsarchitektur des Unternehmens für kleine und mittlere Trägerraketen vor. Diese Architektur zielt darauf ab, ein seit einem halben Jahrhundert bestehendes Problem der chemischen Antriebstechnik zu lösen: Durch ein neuartiges Design wird während des gesamten Verbrennungsprozesses ein stabiler Schub bereitgestellt, wobei nur ein Tank mit flüssigem Oxidationsmittel und weniger Rohrleitungen erforderlich sind, während die vollständige Steuerbarkeit erhalten bleibt.
Moher erinnerte sich, dass ihn als Kind der Anblick von Space-Shuttle-Starts am Cocoa Beach in Florida dazu bewog, sich für die Raumfahrt zu entscheiden. Während seines Studiums der Luft- und Raumfahrttechnik an der Ryerson University in Toronto gründete er ein Designteam für Flüssigkeitsraketenantriebe, das zeitweise über 100 Mitglieder zählte. Obwohl die Universitätsleitung zunächst gegen Raketentriebwerkstests auf dem Campus war, setzte Moher sich durch und erreichte die Genehmigung des Projekts. Das Team testete daraufhin erfolgreich ein Triebwerk, worüber die CBC National News berichtete.
In seinem Vortrag stellte Moher drei Arten chemischer Antriebssysteme vor: Feststoff-, Flüssigkeits- und Hybridsysteme. Hybridraketen kombinieren die Masseneffizienz von Feststoffen mit der Steuerbarkeit von Flüssigkeiten, doch herkömmliche Hybridantriebe leiden unter einem abfallenden Schubverlauf: Mit fortschreitender Verbrennung vergrößern sich die Brennstoffkanäle, die Verbrennungseffizienz sinkt unkontrolliert, was zu Leistungseinbußen führt. Die innovative Architektur von Reaction Dynamics zielt darauf ab, diese Herausforderung zu meistern. Die entwickelte Aurora-8-Rakete kann eine Nutzlast von etwa 200 kg in die Umlaufbahn bringen. Moher wies darauf hin, dass Flüssigkeitsantriebssysteme in dieser Größenordnung aufgrund der hohen Fixkosten durch Teileanzahl und Komplexität wirtschaftlich nicht tragfähig seien.
Reaction Dynamics verwendet lagerfähige Treibstoffe, konkret flüssiges Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel. Dieser Treibstoff ermöglicht eine Betankung Monate oder sogar Jahre im Voraus und hält die Rakete in Bereitschaft, was das Konzept des „Lagerstartes" unterstützt. Die Rakete des Unternehmens passt in einen Standard-Container, und die Start-infrastruktur ist ebenfalls containerisiert, was Starts aus abgelegenen Gebieten ermöglicht und die Startvorbereitungszeit von Tagen auf Stunden verkürzt. Das kanadische Verteidigungsministerium führte kürzlich im Rahmen des Projekts „North Challenge" einen Start durch, dem ersten kanadischen Infrastrukturprojekt dieser Art. Im Rahmen dieses Projekts erhielt Reaction Dynamics einen Zuschuss in Höhe von 8,3 Millionen US-Dollar (8,3 Millionen $, Währung nicht näher bezeichnet), der in den nächsten drei Jahren in ein dokumentiertes Projekt im Wert von 16 Millionen US-Dollar (16 Millionen $) einfließen wird.
Im Entwicklungsprozess nutzt Reaction Dynamics die Siemens-Werkzeugkette für Design und Simulation. Die Hardware wird im NX Design Center entworfen, das Team modelliert mit Simcenter STAR-CCM+ die Innenballistik, das Strömungsverhalten und die Verbrennungsdynamik des Systems und verwaltet die Versionierung über Teamcenter. Der frühe Partner MHI half bei komplexen Aufgaben der numerischen Strömungsmechanik (CFD). Nach sieben Jahren iterativen Designs testete das Team erfolgreich das RE102-Triebwerk, die finale Flugversion, die für eine suborbitale Weltraummission im Herbst dieses Jahres eingesetzt wird. Moher erklärte, dass die digitale Welt die physische Welt anleite und die physische Welt wiederum die digitale Welt speise – dieser Digital-Twin-Ansatz ermögliche es dem Team, Testdaten zu sammeln und CFD-Modelle zu validieren.
Moher stellte außerdem sein in der Freizeit entwickeltes KI-Tool „CAD Monkey" vor. Dieses Tool steuert das NX Design Center über natürliche Sprache und zielt darauf ab, Designzyklen von Tagen oder Wochen auf Minuten oder Stunden zu verkürzen. Er erforscht, wie unstrukturierte Ingenieursgedanken (wie Folien, Tabellenkalkulationen, Designnotizen und Besprechungsdiskussionen) mit strukturierten, überprüfbaren Arbeitsabläufen verbunden werden können, um den Ingenieursprozess zu beschleunigen.
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