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Delfter Raketentechnik für die Luft- und Raumfahrt
Start der Stratos-II-Rakete.
Motto oder Slogan	"Pioniere in einem neuen Weltraumzeitalter"
Rechtsform	Stiftung
Einrichtung	2001
Land	Die Niederlande
Hauptquartier	Delft
Mitglieder	190 (2020)
Produkte	Stratos IV, Äther, CanSat Launcher V7, Project Sparrow
Industrie	Raumfahrt
Webseite	DARE . Website
Portal    Wirtschaft

Delfter Raketentechnik für die Luft- und Raumfahrt (DARE) ist eine studentische Raketenwerfervereinigung innerhalb der Technische Universität Delft. Der Verein besteht aus über 150 Mitgliedern. Der Hauptzweck der Studentenvereinigung ist die Entwicklung von Raketentechnologie auf gemeinnütziger Basis. Alle Entwicklungen, vom Motor bis zur Elektronik, werden von den Studierenden in DARE selbst durchgeführt. Während in DARE mehrere Projekte laufen, gibt es zwei Hauptprojekte, das Stratos-Projekt und das Projekt Sparrow. Stratos umfasst die Stratos I-Rakete, die 2009 gestartet wurde und mit 12,5 km den europäischen Höhenrekord für Amateurraketen aufstellte.^[1][2] Der Nachfolger dieser Rakete war die Stratos II, die am 16. Oktober 2015 gestartet wurde und eine Höhe von 21,5 km erreichte. Stratos II brach damals den europäischen Höhenrekord.^[3] Im Sommer 2018 wurde Stratos III auf den Markt gebracht, die 20 Sekunden nach dem Start zerfiel. Der Nachfolger von Stratos III, Stratos IV, befindet sich derzeit in der Entwicklung. Project Sparrow ist das neueste Projekt von DARE, das an einem Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk arbeitet, das über die Kármán-Linie hinausgehen soll. Während DARE mit dem Militär zusammenarbeitet, um Startkampagnen sicher durchzuführen, ist die Technologie von DARE ausschließlich nicht-militärisch. Etwa 70 Prozent der Mitglieder kommen aus der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik der Technische Universität Delft. Die anderen 30 Prozent kommen aus anderen Fakultäten, darunter Maschinenbau, Elektrotechnik, Angewandte Physik und Industriedesign. Der Verein hat auch eine sehr große Zahl internationaler Studierender, etwa die Hälfte der Gesamtzahl der Mitglieder.

Geschichte

DARE wurde 2001 von sechs Studierenden als Gremium des Studienvereins gegründet VSV Leonardo da Vinci der Fakultät Raumfahrttechnik des Technische Universität Delft. Die Mitgliederzahl ist 2020 auf über 190 Mitglieder gestiegen. DARE ist ein Dreamteam der Technische Universität Delft, dazu gehört auch Nuna, forze und DEU Rennen gehören. Im Laufe der Jahre hat DARE mit mehreren Veröffentlichungen jedes Jahr Expertise in den drei wichtigsten Raketenantriebstechnologien (fest, flüssig und hybrid) aufgebaut. Im Jahr 2009 wurde die Stratos I-Rakete gestartet, die den europäischen Höhenrekord von 12,5 km für Schülerraketen aufstellte. Danach wurde mit der Entwicklung von Hybridraketentriebwerken begonnen, was zur 8 kN DHX-200 Aurora führte. Dieser Motor wurde für die Stratos II-Rakete verwendet, die nach einem gescheiterten Start im Jahr 2014 den europäischen Höhenrekord für Schülerraketen auf 21,5 km im Jahr 2015 aufstellte.

Markteinführungen

DARE führt in der Regel zwei bis vier Einführungstage pro Jahr durch. Heutzutage werden zum Abschuss von Kleinraketen verwendet, die eine maximale Höhe von zwei Kilometern erreichen. Diese Starts finden auf einem Militärgelände in statt nicht Harde im Gelderland. Darüber hinaus beteiligt sich DARE an Starts in anderen europäischen Ländern, um größere Höhen zu erreichen.

Dienstleistungen

Die Arbeit von DARE findet an zwei Standorten auf dem Campus der Technischen Universität Delft statt. Der erste ist ein produktionsorientierter Arbeitsbereich namens LaikaLab. Diese befindet sich in der Dreamhall der Technischen Universität Delft, wo auch ein Großteil der anderen Dreamteams der Universität angesiedelt ist. Hier finden die Hauptteile der Raketenproduktion statt. Der zweite Arbeitsplatz ist ein Büroraum für Besprechungen, theoretisches Design und Elektronikentwicklung. Dieser Raum mit dem Namen KorolevLab befindet sich in der Fakultät für Elektrotechnik, Mathematik und Informatik der TU Delft und wird in Zusammenarbeit mit dem Robotics Institute der TU Delft betrieben.^[4]

Projekte

DARE hat eine Reihe von Teams, die in bestimmten Bereichen der Raketentechnologie, Logistik, Werbung und Sponsoring arbeiten.

Fester Antrieb

Die meisten Raketen von DARE laufen mit Festtreibstoffmotoren, die vom Solid Six-Team und dem Sicherheitsrat entwickelt und gebaut wurden. Die verwendeten Treibmittel sind entweder eine Mischung aus Sorbitol und Kaliumnitrat, bekannt als Rucola, oder eine Mischung aus Ammoniumnitrat und Aluminium, genannt Alan-7. Der von den entwickelten Triebwerken erzeugte Schub variiert zwischen 300 und 7000 Newton.

Test des Hybrid-Raketentriebwerks „Phoenix“ von DARE

Hybridantrieb

Die Untersuchung gegen hybrid Raketentriebwerke innerhalb von DARE begannen nach dem Start von Stratos I. Nach umfangreichen theoretischen Forschungen begannen Versuche im kleinen Maßstab (von 500 bis 1.100 Newton), Erfahrungen zu sammeln und die optimale Triebwerkskonfiguration auszuwählen. Der gewählte Kraftstoff war eine Mischung aus Sorbitol, Paraffin und Aluminium, kombiniert mit Lachgas als Oxidationsmittel. Diese Arbeit führte zu mehreren Veröffentlichungen in verschiedenen Zeitschriften, darunter dem Journal of the American Institute of Aeronautics and Astronautics.^[5] Scale-up-Versionen dieser Engine wurden verwendet, um DAREs Flaggschiff-Projekte Stratos II und III anzutreiben.

Flüssigkeitsantrieb

Während derzeit alle von DARE entwickelten Großmotoren auf Lachgas basierende Hybridmotoren sind, verhindern Logistik und Produktion eine weitere Skalierung dieses Motorentyps. Aus diesem Grund wurde die Entwicklung von LOX - Ethanol Flüssigraketentriebwerke wurden innerhalb von DARE gestartet, um sie für zukünftige Stratos-Missionen bereitzustellen.

Erweitertes Management-Team

Alle DARE-Raketen sind passiv stabilisiert, wobei die Flossengröße und Position so ausbalanciert sind, dass die Rakete nach dem Überfahren des Startturms in Windrichtung steuert. Infolgedessen können mittlere bis starke Seitenwinde die Höhe, die eine Rakete erreichen kann, stark einschränken. Das fortschrittliche Managementteam entwickelt eine Technologie, um die Rakete während des Starts aktiv zu stabilisieren.

Elektronik

Alle Leiterplatten und Software werden kundenspezifisch angefertigt und innerhalb von DARE selbst entwickelt. Sie werden verwendet, um Fallschirme einzusetzen, Triebwerke zu steuern und Funkdaten während und nach dem Start zu übertragen.

SRP (Kleines Raketenprojekt)

Das Small Rocket Project (auch bekannt als Scrambled Eggs Competition) ist das Programm von DARE, um Erstsemester und andere interessierte Studenten in die Grundlagen der praktischen Raketentechnik einzuführen. Ziel des Projekts ist es, eine Rakete mit einem rohen Ei an Bord auf eine Höhe von 1 km zu starten und dieses Ei unversehrt zu Boden zu bringen. Um den Studenten zu helfen, dieses Ziel zu erreichen, beginnt das Projekt mit mehreren Vorlesungen, in denen die Grundlagen von Raketen, die Stabilität von Raketen und das Design von Fallschirmen erläutert werden. Diese Vorträge werden von hochrangigen DARE-Mitgliedern gehalten, die auch Mentoren sind, die die Gruppen während des gesamten Projekts beraten und anleiten. Die Gruppen sind in ihrer Gestaltung weitgehend frei, allerdings muss jede Rakete eine letzte Sicherheitskontrolle bestehen und die Feststoffraketenmotoren für die Raketen werden von DARE selbst geliefert. Das Projekt endet mit einem Einführungstag auf einem militärischen Testgelände, bei dem jedes Design auf den Prüfstand gestellt wird.

Äther

Das Äther-Projekt startete 2015. Es konzentriert sich auf die Demonstration verschiedener neuer Technologien, die innerhalb von DARE entwickelt wurden, mit dem Ziel, diese in Zukunft in größeren Projekten zu implementieren. Es beinhaltet:

• Aktive Entenstabilisierung geeignet für transsonisch Flug.
• Ein 7-kN-Festantriebsmotor.
• Ein fortschrittlicher Mechanismus zum Auslösen von ballistischen Fallschirmen, wie er für die Startkampagne von Stratos II erforderlich war.

CanSat-Wettbewerb

DARE ist auch aktiv an der Bereitstellung des Startdienstes für die Holländer beteiligt CanSat-Liga.^[6] Die erste Version dieser Rakete wurde 2005 entwickelt und gestartet. 2007 wurden sechs CanSats mit drei verschiedenen Raketen gestartet. 2008 wurde diese Zahl auf zehn CanSats mit fünf verschiedenen Raketen erhöht. DARE entwickelt, produziert, testet und startet insbesondere die CanSat-Trägerraketen (CSL). Im Laufe der Jahre haben diese Trägerraketen mehrere Entwicklungsschritte durchlaufen, um Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit und Nutzlast abzuwägen. Die aktuelle CSL-Version 7 besteht aus einem Vollaluminium-Rahmen und wird von einem soliden Raketenmotor angetrieben, wodurch sie etwa fünf bis sechs CanSats auf eine Höhe von einem Kilometer heben kann. Der CSL V7 wurde kürzlich als fliegender Teststand verwendet, um neue von DARE entwickelte Technologien zu testen.

Sicherheitsrat

Der Sicherheitsrat entwickelt keine Raketen aktiv, sondern besteht aus erfahrenen DARE-Mitgliedern, die nach einer mindestens einjährigen Ausbildung in den Sicherheitsrat eintreten können.^[7] Der Sicherheitsrat beaufsichtigt Tests, die in DARE, Pre-Launch-Raketen, durchgeführt werden, und ist für alle sicherheitsrelevanten Elemente der Arbeit von DARE verantwortlich.

Projekt Spatz

Project Sparrow ist die neueste Initiative von DARE zum Bau des ersten flüssigkeitsbetriebenen, strahlgesteuerten Raketentriebwerks der Vereinigung, Firebolt. Es wird die erforderliche Leistung und Kontrolle mit einem LOX-Ethanol-Motor liefern, um Raketen zu bauen, die über 100 Kilometer weit fahren karmanlineán. Dieses Triebwerk wird der Nachfolger des Hybrid-Nimbus-Triebwerks sein, das in der DARE Stratos IV-Rakete verwendet wird, die die Hochleistungsraketen der nächsten Generation von DARE antreibt, und der erste Schritt sein, um die erste von Studenten entwickelte Rakete in den Orbit zu bringen .

Project Sparrow wird schließlich ein flugfähiges Triebwerk entwickeln, das von DARE in ein klingende Rakete; die Höhenforschungsrakete wird auch ein Test zur Validierung der Raketendynamik mit dem strahlgesteuert Motor. Die Rakete wird schließlich mehrere Tritte und Fallschirme erhalten.

Testen eines von DARE entworfenen Drogue-Fallschirms in der Open Jet Facility der TU Delft

Projekt Stratos

Stratos II

Das größte laufende Projekt von DARE im Jahr 2008 war das Stratos-Projekt. Stratos' Ziel war es, Anfang 2009 in Schweden eine zweistufige Rakete zu starten, die den europäischen Höhenrekord für Amateurraketen von damals 10,7 Kilometern brechen sollte. Die Stratos-Rakete wird von einem Festbrennstoffmotor angetrieben, der mit einer Kombination von Sorbitol und Kaliumnitrat. Am 17. März geht die Stratos I an Esrange zu einem Europarekord von 12,5 Kilometern gestartet. Nach einem erfolgreichen Aufstieg konnten sich die Fallschirme nicht entfalten und beide Ebenen brachen zusammen. Aus den gesammelten Flugdaten könnten die erreichte Höhe und die Absturzstelle erfasst werden, was es ermöglichen würde, die zweite Stufe nach dem Start abzurufen. Die erste Stufe wurde erst acht Jahre später zufällig bei einer Routinekontrolle des Startplatzes gefunden.

Stratos I stellte mit 12,5 km den Rekord für die höchste von einer Schülerrakete erreichte Höhe auf.^[8] Es wurde 2009 von Esrange in Schweden. Es war eine solide zweistufige Rakete, die von Boostern angetrieben wurde, die in DARE entwickelt und gebaut wurden. Nach einem erfolgreichen Aufstieg konnten sich die Fallschirme nicht entfalten und beide Ebenen brachen zusammen. Die erreichte Höhe und die Absturzstelle können von der Ausrüstung des Startplatzes erfasst werden, was es ermöglicht, die zweite Stufe nach dem Start abzurufen. Die erste Stufe wurde erst acht Jahre später zufällig bei einer Routinekontrolle des Startplatzes gefunden.

Stratos II/II

Foto von Stratos II auf seinem Höhepunkt a

Im Jahr 2010 begann DARE mit der Entwicklung eines Nachfolgers namens Stratos II. Die Stratos II musste eine Höhe von mindestens 50 Kilometern erreichen. Nach Konstruktionsänderungen und aktualisierten Simulationen wurde es jedoch unwahrscheinlich, dass diese Höhe erreicht werden konnte. Für den Antrieb von Stratos II wurde ein Hybridkraftstoffmotor namens DHX-200 Aurora verwendet, der Lachgas (NO2) und eine Kombination aus Sorbitol, Paraffin und Aluminium Pulver läuft. Der Motor liefert einen maximalen Schub von 12000 Newton und liefert insgesamt Impuls von 170000 Newtonsekunden.

Stratos II wurde am 16. Oktober 2015 erfolgreich von El Arenosillo aus gestartet Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, stadtnah Sevilla in Spanien. Sie erreichte eine Höhe von 21,5 km und brach damit den bisherigen Rekord für Studentenraketen.^[9] Die Rakete war ursprünglich als Stratos II bekannt, konnte aber im Oktober 2014 nicht gestartet werden. Designverbesserungen wurden vorgenommen, wonach die Rakete Stratos II genannt wurde.

Stratos II wurde von einem einstufigen angetrieben hybrid Motor, der DHX-200 Aurora mit einer Spitzenleistung von 11 kN. Der Motor hat einen Gesamtimpuls von 180 kNs und brennt ca. 23 Sekunden.^[10] Danach wird der Motor abgeschaltet und die Rakete fliegt weiter bis zu ihrer Spitze. Stratos II trug mehrere wissenschaftliche Nutzlasten, um Messungen in der oberen Atmosphäre durchzuführen. Darunter ein Experiment mit Radioastronomie aus dem Radboud Universität Nimwegen,^[11] ein Kamerasystem mit Videoanbindung der Firma DelftDynamics^[12][13] und ein Geigerzähler des Zentrums für Energieforschung der Ungarischen Akademie der Wissenschaften.

Eine Übersicht über die Startversuche von Stratos II und II finden Sie in der folgenden Tabelle.

Stratos III

Stratos III ist ein klingende Rakete, entworfen und gebaut vom Studententeam der Delft Aerospace Rocket Engineering der Tu Delft. Das Projekt wurde 2016 als Nachfolger von Stratos II gestartet, mit dem Ziel, den europäischen Höhenrekord, der derzeit vom deutschen Team HyEnD gehalten wird, erneut zu brechen.

Die Stratos III-Rakete ist 8,2 m hoch und wird vom DHX-400 Nimbus, einem 400 kNs Impuls-Hybrid-Raketenmotor, angetrieben. Der Nimbus verwendet Lachgas wenn Oxidationsmittel und eine Mischung aus Kerzenwachs, Sorbitol und Aluminium Pulver wie Treibstoff. Der Tank besteht aus Kohlefaser mit Aluminium-Liner und kann 174 kg Lachgas unter einem Druck von 60 bar speichern. Der Nimbus ist der stärkste von Studenten gebaute Hybridraketenantrieb mit einem maximalen Schub von 25 kN^[14].

Die Rakete startet einen Prototyp-Flugcomputer der NLR die möglicherweise für die zukünftige europäische Trägerrakete SMILE verwendet werden könnte.^[15] Darüber hinaus verfügt Stratos III über eine Livestream-Option, mit der jeder auf der ganzen Welt den Rekordversuch verfolgen kann.

Stratos III startet ab El Arenasillo von Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, nahe bei Sevilla im Spanien. Das Startfenster öffnet am 16. Juli 2018 und schließt am 27. Juli 2018.

Auf Höhepunkt der Nasenkegel mit seiner Ladung trennt sich vom Oxidationsmitteltank und dem Antriebssystem. Danach öffnen sich ein Schleppschirm und ein Hauptfallschirm, um eine sichere Landung mit 13 m/s im Atlantik zu gewährleisten. Stratos III wurde von El Arenosillo aus gestartet, genau wie Stratos II. Das Startfenster wurde am 16. Juli 2018 geöffnet und schließt am 27. Juli 2018. Eine Übersicht der Startversuche finden Sie in der Tabelle unten.

Der zweite Startversuch war ursprünglich für den 25. Juli um 23 Uhr geplant MESZ. Bei einem 100% Wetter-GO kam es jedoch zu einer erheblichen Verzögerung beim Druckaufbau des Lachgastanks. Dies führte dazu, dass der Start auf den 26. Juli um 03:30 Uhr verschoben wurde. Nach einem erfolgreichen Start versagte die Rakete im Flug nach 20 Sekunden, wodurch das Fahrzeug verloren ging.^[16].

Nach der Einführungskampagne wurde umgehend ein interner Untersuchungsausschuss eingesetzt, um die Ursache des Schadens aufzudecken. Trotz des Verlustes des Fahrzeugs wurden in den ersten 20 Sekunden des Fluges viele Daten gesammelt, mit dem Telemetrie Systeme an Bord, die Daten von a Beschleunigungsmesser und Gyroskop zur Erde zurückgeschickt. Darüber hinaus wurden während des Starts eine große Reihe von Bodenmessungen mit Radar und Dopplerverschiebungen. Aus allen Daten, die das Team sammeln konnte, wurde deutlich, dass das Fahrzeug einer Trägheitsmoment. Hier ist die Frequenz, mit der die Rakete um ihre Längsachse rollt, gleich der Frequenz, mit der sich die Nase der Rakete auf und ab bewegt. Dies machte die Rakete instabil, was vermutlich die Hauptursache für das Versagen der Stratos III während ihres Fluges ist.

Stratos IV

Stratos IV-Rakete an Korvette C7 bei der Fahrzeug-Enthüllung im Juni 2019.

Nach dem Flug von Stratos III hat das Projekt Stratos IV begonnen, mit dem Ziel, im Sommer 2019 den Weltraum zu erreichen. Die Stratos IV-Rakete baut auf dem erfolgreichen Triebwerksdesign von Stratos III auf, fügt jedoch eine Reihe von Funktionen hinzu, um die Rakete zu machen stabiler und verhindern, dass während des Fluges ein Trägheitsdrehmoment vorhanden ist. Dies besteht aus dem Fliegen mit größeren Flossen, einem Motorsystem, mit dem die Rollgeschwindigkeit der Rakete gesteuert werden kann, und einer steiferen Schnittstelle zwischen den Raketenmodulen. Darüber hinaus wurde auch daran gearbeitet, Komponenten der Rakete leichter zu machen, damit das Fahrzeug 100 km erreichen kann.

Im Mai 2019 wurde bekannt gegeben, dass der Start von Stratos IV, geplant vom Denel Overberg Test Range in Südafrika wurde auf den Sommer 2020 verschoben, aber aufgrund von Covid-19 musste der Start verschoben werden und findet nun im Jahr 2021 statt.

Siehe auch

• forze
• Hyperloop härten
• Vattenfall Solar-Team
• TU Delft Solarboot-Team
• DEU Rennen
• Human Power Team Delft & Amsterdam

Externe Links

• Delfter Raketentechnik für die Luft- und Raumfahrt
• Website-Projekt Stratos
• CanSat

Verweise

• Delfter Amateurrakete muss Rekord brechen. Volkskrant (02. März 2009). Zugegriffen unter 12. März2009.
• Delfter Studenten testen umweltfreundliche Rakete. Wissenslink (27. Mai 2005). Zugegriffen unter 30. August2008.
• Gewinner des ersten niederländischen CanSat-Wettbewerbs besuchen TNO. TNO (18. Oktober 2007). Zugegriffen unter 30. August2008.
• Delfter Studenten stellen Rekord mit Rakete auf. Andere Ansicht (17. März 2009). Zugegriffen unter 25. März 2009.
• Stratos II. WAGEN. Zugegriffen unter 25. Oktober 2014.