Motor für experimentelle Raumfahrt

Mara Hofacker,

Faulhaber-Motor hilft bei Raketen-Rekordversuch

Die Studenten der Abteilung Delft Aerospace Rocket Engineering (DARE) der Technischen Universität Delft (Niederlande) wollen den europäischen Höhenrekord zurückerobern.

DARE-Teammitglied Casper van Lierop (links) und Faulhaber-Experte Arjan Bos (rechts) mit der fast fertigen Stratos-III-Rakete. © Faulhaber

Mit diesem Ziel werden sie am 24. Juli im südspanischen El Arenosillo ihre Feststoffrakete Stratos III in den Orbit schießen. Die Zufuhr des Oxidationsmittels zur Brennkammer wird mit Hilfe eines bürstenlosen DC-Servomotors von Faulhaber geregelt.

Die Studenten haben nicht nur die Rakete selbst entwickelt, sondern auch den Treibstoff. Er besteht aus einer Mischung aus Paraffinwachs, Aluminiumpulver und dem Zuckeraustauschstoff Sorbit. Der für die Verbrennung nötige Sauerstoff wird in Form von Distickstoffmonoxid (N2O, auch als Lachgas bekannt) zugeführt. Wenn der Treibstoff verbrannt ist, verbleibt ein kleiner Rest N2O im Tank zurück. Würde es nun in die Brennkammer gelangen, könnte das Triebwerk zerstört und die Rakete beschädigt werden. Deshalb wird die Zuleitung nach dem Abbrennen sofort mit einem Ventil verschlossen. Dessen Antrieb besteht aus einem bürstenlosen DC-Servomotor der Serie 4490…BS von Faulhaber, der mit einem analogen Hall-Sensor K1155, einem Getriebe der Reihe 38A sowie einem Controller der Reihe MCBL3006 S RS ausgestattet ist.

Der Faulhaber-Motor (schwarzer Zylinder) dient als Antrieb des Ventils, das die Zufuhr des Oxidationsmittels regelt. © Faulhaber

„Wir haben sehr wenig Platz in der Rakete, der Antrieb muss also möglichst klein und leicht, aber zugleich sehr stark und absolut zuverlässig sein. Außerdem muss er die heftige Erschütterung beim Start überstehen, nachdem er das Ventil in weniger als einer halben Sekunde geöffnet hat“, erläutert Jesse Hummel, Team Manager von Stratos III. „Wir haben uns intensiv nach verfügbaren Motoren für diese Aufgabe umgeschaut. Das Modell von Faulhaber war das einzige, das hineinpasst und genügend Drehmoment liefert.“ Der Durchmesser der 8,2 Meter langen Rakete beträgt nur 28 Zentimeter.

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DARE hatte im Oktober 2015 seine Rakete Stratos II+ auf eine Höhe von 21,5 Kilometer geschossen und damit einen neuen europäischen Höhenrekord für die Amateur-Raumfahrt aufgestellt. Inzwischen wurde dieser jedoch von einer Rakete der Universität Stuttgart gebrochen und steht seitdem bei 32,3 Kilometer. Stratos III soll ein gutes Stück über diese Höhe hinaus gelangen. Zugleich wird der Rekordversuch genutzt, um mit verschiedenen Instrumenten an Bord der Raketenkapsel Daten für die Atmosphärenforschung zu sammeln. Die Kapsel soll von Fallschirmen gebremst ins Meer fallen und von dort geborgen werden.

Faulhaber ist auf die Entwicklung, Produktion und den Einsatz von hochpräzisen Klein- und Kleinstantriebssystemen, Servokomponenten und Steuerungen bis zu 200 Watt Abgabeleistung spezialisiert. Zur Produktpalette gehören bürstenlose Motoren, DC-Kleinstmotoren, Encoder und Motion Controller. 

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