MT Aerospace, 로켓 추진용 CFRP 수소 탱크 입증

우주 및 기술 그룹 OHB SE(Bremen)의 자회사인 MT Aerospace AG(독일 아우크스부르크)는 미래의 유럽 발사기를 위한 탄소 섬유 강화 폴리머(CFRP) 상위 단계의 목표 개발에서 중요한 이정표에 도달했습니다. 로켓 엔진용 고성능 CFRP 탱크의 프로토타입은 FLPP(Future Launchers Preparatory Program) 내의 유럽 우주국(ESA) ComET 프로젝트의 일환으로 독일 Trauen에 있는 DLR German Aerospace 테스트 센터 시설에서 테스트되었습니다.

MT Aerospace는 CFRP 탱크가 라이너가 없음에도 불구하고 약 20Kelvin(-253°C)의 극저온에서 여러 압력 주기에 걸쳐 구조적 하중 지지 용량과 견고성을 입증했다고 말합니다. “테스트 결과는 유럽에서 획기적인 성공입니다. 결국 연료 탱크는 모든 추진 시스템에서 안전에 중요한 요소입니다.”라고 MT Aerospace AG의 CEO인 Hans Steininger가 설명합니다. “우리는 CFRP로 만든 고성능 압력 탱크가 극저온 스트레스를 견딜 수 있다는 증거를 제공했습니다. 미래에 CFRP 고성능 탱크의 사용은 안전한 로켓 발사를 가능하게 할 뿐만 아니라 금속 탱크에 비해 훨씬 더 낮은 질량의 이점을 활용할 수 있습니다.”

수소는 특별히 처리되고 저장되어야 하기 때문에 테스트 캠페인은 여러 단계로 수행되었습니다. 회사에 따르면 수소는 20K(-253.15°C, -423.67°F)에서만 액체 상태를 가정합니다. 직경 400밀리미터의 탱크인 시험 표본은 먼저 실온과 약 77Kelvin(-196.15°C, -321.07°F)에서 헬륨 누출 테스트를 받았습니다. 그런 다음 액체(즉, 극저온 수소(LH₂ )). 충전 후 탱크는 초임계 LH₂ 이상으로 가압되었습니다. 로켓 비행에 사용될 때 예상되는 응력 조건을 달성하기 위한 압력. 결과적으로 MT Aerospace는 자신이 개발하고 제조한 CFRP 탱크가 LH₂ 측면에서 지정된 요구 사항을 충족함을 성공적으로 입증할 수 있었습니다. 극저온 열 부하와 동시에 발생하는 높은 기계적 부하의 조합에 노출된 경우에도 전체 부하 이력을 따라 기밀성을 유지합니다. 추가 채우기 및 비우기 주기도 탱크의 우수한 동작을 강조했습니다.

탱크의 품질을 확인하기 위해 추가 헬륨 누출 테스트를 완료했습니다. 이로써 MT Aerospace는 액체 산소로 채워질 때 탱크의 반응에 초점을 맞춘 또 다른 테스트를 진행할 수 있었습니다(LO_X ) 극저온 조건에서. 이 두 번째 테스트 캠페인은 선택된 CFRP 재료가 향후 상위 단계에서 두 매체(즉, 액체 수소 및 액체 산소)와 함께 사용하기에 적합하다는 것을 증명하기 위한 것입니다.

MT Aerospace의 경우 테스트 결과는 최근에 ArianeGroup(독일 브레멘)에 위임된 PHOEBUS 상위 단계 데모 프로젝트의 프레임워크 내에서 향후 중요한 결정을 위한 견고한 기반을 형성합니다. 이 프로젝트는 2022년 말까지 직경 2미터의 탱크를 정의, 제조 및 테스트하는 것을 목표로 하고 있으며, 이는 거의 본격적인 구조의 상부 무대 실증기에 대비하기 위한 것입니다.

MT Aerospace AG의 런처 프로그램 책임자인 Dirk Lanuschny는 "테스트 결과는 특히 회사의 CFRP 제조 환경을 확장하기 위한 최근 투자를 고려할 때 매우 고무적입니다."라고 덧붙였습니다. 2022년 초에 발사체의 전형적인 직경을 가진 탱크의 생산을 가능하게 할 것입니다. “PHOEBUS 프로젝트의 일환으로 우리는 2개의 극저온 탱크 [LH₂ , LO_x ] 뿐만 아니라 직경 3.5미터의 상단 실연기의 주요 구조.”