Für Raketen- und Flugkörpersysteme ist HERMESS (Hull applied ElectroResistive MEasurement of Structural Strains) die Technologie, die kompakte Messtechnik für Strukturfluglasten möglich macht, ohne auf vereinfachende Modelle für die Geometrie der Flugstruktur angewiesen zu sein.
Wir möchten durch Bereitstellung exakter Belastungsdaten dazu beitragen, unnötige Sicherheitsfaktoren zu reduzieren und günstigere Raketen- und Flugkörpersysteme zu schaffen, die den Zugang zum Weltraum vereinfachen oder zu hochleistungsfähigen Systemen führen.
Wir entwickeln ein Fluglastmesssystem, das während des Fluges exakte Dehnungs- und Lastdaten liefert und führen auch die auf die spezifische Struktur zugeschnittene Kalibrierung und Datenauswertung aus, um die beste Genauigkeit unserer Daten zu erzielen. Somit ist HERMESS das skalierbare und flexible Werkzeug welches Entwicklungsabteilungen mit präzisen Messdaten für die strukturelle Optimierung und den Leichtbau von Systemen versorgt.
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Die im innerern der Flugstruktur angebrachten Dehnungsmessstreifen und Temperatursensoren generieren die thermisch entkoppelten Dehnunsdaten. Diese werden in der selbst entwickelten Prozessoreinheit verarbeitet, gespeichert und für die Übertragung via Telemetrie aufbereitet. Der Aufbau der HERMESS-Messtechnik orientiert sich an der Gestalt der Messstruktur und kann skaliert und flexibel an der gewünschten Position angebracht werden.
Die exakte Kalibrierung der Struktur im Vorfeld des Fluges liefert den Zusammenhang zwischen den Dehnungen und Fluglasten, der für die konkrete Struktur mitsamt aller Unregelmäßigkeiten gilt, ohne Verwendung von vereinfachenden Modellen für die Geometrie. Die gewonnenen Daten sind somit extrem präzise und übertreffen modellierende Annahmen bedeutend, sodass eine reale Handlungsgrundlage für strukturelle Anpassungen entsprechend der genau bekannten Fluglasten möglich ist.
Die gängigen Vorgehensweisen zur Analyse oder Vorhersage von Strukturbelastungen entsprechen derer einer analytischen Untersuchung der Problemstellung oder der Anwendung eines geeigneten Simulationsprogramms. Beide Ansätze legen den Berechnungen verschiedene Modelle zugrunde und treffen je nach geforderter Genauigkeit der Ergebnisse gewisse Annahmen und Vereinfachungen. Zur Gewährleistung einer geforderten Genauigkeit der Ergebnisse bedürfen die zugrunde gelegten Modelle jedoch einer umfassenden Validierung, was insbesondere bei dem Anwendungsfall des Raketenfluges durch eine geringe Anzahl an realen experimentellen Daten nur bedingt möglich ist. Das reale Materialverhalten kann dadurch unter Umständen stark von den theoretischen Vorhersagen abweichen. Weiterhin erlauben diese Untersuchungsmethoden nur bedingt eine eine Berücksichtigung von Unregelmäßigkeiten in der untersuchten Struktur.
HERMESS stellt sich diesen Herausforderungen und leistet mit experimentellen Untersuchungen von Strukturbelastungen unter Verwendung einer alternativen Herangehensweise zur Datengewinnung und -analyse auch einen Beitrag zur Verbesserung obiger Methoden.
Durch eine Kalibrierung der Messtruktur mit integrierter Messtechnik ist das Materialverhalten exakt erfasst und der Einsatz eines vereinfachenden Modells an dieser Stelle weitestgehend umgangen. Unregelmäßigkeiten in der untersuchten Struktur werden berücksichtigt.
Ziel unserer Outreach-Aktivitäten ist es, die öffentliche Aufmerksamkeit für das Projekt zu erhöhen und ein generelles Interesse für die Projekte und Themen der Raumfahrt, speziell in Bezug auf REXUS/BEXUS, zu schaffen.
Wir wollen das Projekt so öffentlich wie möglich gestalten und haben unsere Arbeit daher in vier verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Zielen und Strategien aufgeteilt.
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