MT Aerospace membuktikan tangki hidrogen CFRP untuk propulsi roket
MT Aerospace AG (Augsburg, Jerman), anak perusahaan dari grup luar angkasa dan teknologi OHB SE (Bremen), telah mencapai tonggak penting dalam target pengembangan tahap atas polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP) untuk peluncur Eropa masa depan. Sebuah prototipe tangki CFRP berkinerja tinggi yang ditargetkan untuk mesin roket diuji di fasilitas pusat uji DLR German Aerospace di Trauen, Jerman, sebagai bagian dari proyek ComET Badan Antariksa Eropa (ESA) dalam Program Persiapan Peluncur Masa Depan (FLPP).
MT Aerospace mengatakan tangki CFRP telah membuktikan kapasitas dukung beban struktural dan kekencangannya selama beberapa siklus tekanan pada suhu kriogenik sekitar 20 Kelvin (-253°C), meskipun faktanya tangki ini tanpa lapisan. “Hasil tes adalah kesuksesan yang luar biasa di Eropa; lagi pula, tangki bahan bakar adalah elemen penting keselamatan dalam sistem propulsi apa pun,” jelas Hans Steininger, CEO MT Aerospace AG. “Kami telah memberikan bukti bahwa tangki bertekanan berkinerja tinggi yang terbuat dari CFRP dapat menahan tekanan kriogenik. Di masa depan, penggunaan tank berperforma tinggi CFRP seharusnya tidak hanya memungkinkan peluncuran roket yang aman, tetapi juga dapat memanfaatkan keuntungan dari massa yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan tank logam.”
Kampanye uji dilakukan dalam beberapa tahap, karena hidrogen harus diperlakukan dan disimpan secara khusus; menurut perusahaan, hidrogen hanya mengasumsikan keadaan cair pada 20 K (-253.15°C, -423.67°F). Spesimen uji, sebuah tangki dengan diameter 400 milimeter, pertama kali dikenai uji kebocoran helium pada suhu kamar dan sekitar 77 Kelvin (-196.15°C, -321.07°F). Kemudian diisi dengan cairan (yaitu, hidrogen kriogenik (LH2 )). Setelah pengisian, tangki diberi tekanan melebihi LH superkritis2 tekanan untuk mencapai kondisi tegangan yang diharapkan ketika digunakan dalam penerbangan roket. Akibatnya, MT Aerospace berhasil menunjukkan bahwa tangki CFRP yang dikembangkan dan diproduksi memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam hal LH2 kekencangan di sepanjang riwayat beban, bahkan saat terkena kombinasi beban termal kriogenik dan beban mekanis tinggi yang simultan. Siklus pengisian dan pengosongan lebih lanjut juga menggarisbawahi perilaku tangki yang sangat baik.
Untuk memastikan kualitas tangki, uji kebocoran helium tambahan telah diselesaikan. Ini memberi MT Aerospace lampu hijau untuk tes lain, yang akan fokus pada reaksi tangki saat diisi dengan oksigen cair (LOX ) dalam kondisi kriogenik. Kampanye uji kedua ini dimaksudkan untuk membuktikan bahwa bahan CFRP yang dipilih cocok untuk digunakan dengan kedua media (yaitu, hidrogen cair dan oksigen cair) di tahap atas yang akan datang.
Untuk MT Aerospace, hasil tes membentuk dasar yang kuat untuk keputusan material yang akan datang dalam kerangka proyek demonstran tahap atas PHOEBUS, yang baru-baru ini ditugaskan oleh ArianeGroup (Bremen, Jerman). Proyek ini bertujuan untuk menentukan, memproduksi, dan menguji tangki dengan diameter dua meter pada akhir tahun 2022, sebagai persiapan untuk demonstrasi tahap atas struktural yang hampir berskala penuh.
“Hasil pengujian sangat menggembirakan bagi kami, terutama mengingat investasi kami baru-baru ini untuk memperluas lingkungan manufaktur CFRP perusahaan,” tambah Dirk Lanuschny, kepala Program Peluncur di MT Aerospace AG, mengacu pada fasilitas penempatan serat otomatis (AFP) yang akan memungkinkan produksi tank dengan diameter khas kendaraan peluncuran pada awal 2022. “Sebagai bagian dari proyek PHOEBUS, kami bermaksud untuk memproduksi dua tangki kriogenik [LH2 , LOx ] serta struktur utama demonstran tingkat atas dengan diameter 3,5 meter.”
