Erfolgsstories
ARIS
Für einen neu entwickelten Raketenhybridmotor setzt ein Schweizer Studententeam auf unseren HELICOIL® Screwlock.
Unendliche Weiten – mit ARIS und Böllhoff in den Weltraum
Seit September 2021 konstruiert und baut ein studentisches Team der Akademischen Raumfahrt Initiative Schweiz (ARIS) einen Hybridmotor, der in eine Höhenforschungsrakete eingebaut wird. In diesem neu entwickelten Antrieb sorgt der Gewindeeinsatz HELICOIL® Screwlock für hochfeste Gewinde.
Ausgangssituation
Das Projekt ASTREA 2022 – ein sicherer und zuverlässiger Raketenantrieb
Dieser Hybridmotor soll in die Höhenforschungsrakete HELVETIA, einem weiteren Projekt der ETH Zürich, eingebaut werden.
Das Hauptziel besteht darin, die Triebwerkseffizienz gegenüber der vorherigen Ausführung zu verbessern. Durch Gewichtseinsparung und Änderung des Verbrennungsverhaltens wird ein höherer spezifischer Impuls erreicht. Der ASTREA-Hybridmotor soll mit einer Kombination aus Lachgas und Acrylnitril-Butadien-Styrol einen Durchschnittsschub von 6.000 N erzeugen. Nach einer Brenndauer von nur circa 7 Sekunden hat der Motor einen Gesamtimpuls von 40.960 N erzeugt – genug, um eine Nutzlast von 4 kg auf 30.000 Fuß zu befördern.
Der neu entwickelte Hybridmotor besteht aus mehreren Subsystemen wie beispielsweise einem Tank und einer mobilen Füllstation, einem Datenerfassungs- und Kontrollsystem, einer Brennkammer und einem Einspritzventil. Letzteres zerstäubt das Oxidationsmittel Lachgas von einer Flüssigkeit zu einem feinen Nebel, der anschließend in die Brennkammer eingespritzt wird. So kann das Lachgas leichter mit dem Brennstoff reagieren. Um den dort entstehenden Druck standzuhalten, müssen Stahlschrauben in das aus Aluminium bestehende Injektorbauteil eingesetzt werden. Jedoch verursacht die Verbindung von Stahl und Aluminium oftmals Kontaktkorrosion. Dies führt zu kaputten Gewinden und beschädigt resultierend das gesamte Bauteil. Um dieser Situa-tion vorzubeugen, ist eine hochbelastbare und verschleißfeste Gewindeverstärkung erforderlich.
Lösung
HELICOIL® Gewindeeinsätze
Gewindeverstärkung ist seit über 65 Jahren untrennbar mit HELICOIL® verbunden. Überall dort, wo Werkstoffe geringer Scherfestigkeit (z. B. Aluminium, Aluminium-Magnesiumlegierungen und faserverstärkte Kunststoffe) verwendet werden, kommen HELICOIL® Gewindeeinsätze zum Einsatz. Sie erfüllen die Anforderungen nationaler Normen, Luftfahrtnormen und Militärstandards.
Ergebnis
Belastbarkeit und Präzision in Hochform
Der Gewindeeinsatz HELICOIL® Screwlock aus rhombisch profiliertem Draht ist zu einer federnden Wendel geformt. Er sorgt für hochfeste Gewinde und besitzt zusätzlich einen klemmenden Bereich zur Schraubenverliersicherung. Die Stahlschrauben können einfach eingedreht werden. Der Verschleiß des Mutterngewindes ist selbst bei häufiger Benutzung ausgeschlossen und garantiert so die Langlebigkeit des Bauteils. Aktuell werden 12 HELICOIL® Screwlock mit der Abmessung M 8 in den Antrieb der Hybridrakete verbaut.
Kundennutzen
- Hochbelastbar
- Hohe Gewindetragfähigkeit
- Verschleißfest; geringe und konstante Gewindereibung
- Korrosions- und temperaturbeständig
- Schraubensichernd
- Kostensparend
- Sitzfest
- Qualitäts- und wertsteigernd
Spaceport Cup America 2022
Der Spaceport America Cup in New Mexico (USA) ist der weltweit größte Universitätswettbewerb für Raketentechnik. Jedes Jahr versammeln sich mehr als 1.700 Studenten in über 150 Teams aus der ganzen Welt und versuchen, mit ihren entwickelten Raketen Höhen von 10.000 und 30.000 Fuß zu erreichen.
In diesem Jahr fand der Wettbewerb vom 21. – 25. Juni statt und das ARIS-Team startete in der höchsten Kategorie „Hybrid SRAD 30.000 Fuß“ – und sie haben es geschafft. Die Rakete erreichte sogar eine Höhe von 33.800 Fuß. Herzlichen Glückwunsch an das Team.
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