A technical project alongside the University courses can deepen the understanding and increase the motivation for the subject of choice. As a student, there is often a hurdle to start such a project because of a lack of inspiration. And even after overcoming this, the costs associated with such a project may put students off.
With my project I show how a 3rd semester Mechanical Engineering student can design and manufacture a rocket engine with all testing components on a student budget. Cost structure and resource planning are explained in detail.
I launched the project in December 2020 and in September 2021 it was presented at the StuFoExpo21. A general curiosity for the topic and a basic understanding of mechanical engineering was sufficient for starting the project. Importantly, I gained the most valuable knowledge during the implementation of the project, through active failure-iteration and reading specialised literature.
The project is focussed on the design and manufacturing of a rocket engine and its testing components. A special feature is the cooling jacket of the combustion chamber. It has been 3D printed in the SLUB Makerspace, a facility at TU Dresden. Further work packages of the project were the programming of sensors and control systems, first open-air combustion tests of the injector head, safety checks and a Risk & Safety analysis. The first testing and other preliminary work were performed in collaboration with fellow students. During the entire design and manufacturing process I was in continuous exchange with the research group “Space Transportation” of the Institute of Aerospace Engineering at TU Dresden. Special thanks go to Dipl.-Ing. Jan Sieder-Katzmann and Dipl.-Ing. Maximilian Buchholz for their help during this process.
For 2022 I plan a test campaign of the rocket engine to collect sensor data and to perform engine thrust measurements. / Ein selbständiges, fachbezogenes Projekt neben dem eigentlichen Studium kann die Kenntnisse vertiefen und die Motivation für das Studienfach fördern. Oft jedoch fehlt Studenten die Inspiration für ein solches Projekt. Und selbst wenn diese Hürde genommen ist, schrecken die Kosten davon ab zu beginnen.
Am Beispiel meines Projektes im Bereich Luft- und Raumfahrt zeige ich, wie man als Maschinenbaustudent im 3. Semester einen Raketenantrieb und alle Testkomponenten mit einem Studentenbudget entwerfen und herstellen kann. Kostenstruktur und Ressourcenplanung werden im Detail erläutert.
Das Projekt startete ich im Dezember 2020. Im September 2021 wurde es auf der StuFoExpo21 vorgestellt. Für den Beginn reichten Neugier und ein Grundlagenverständnis im Maschinenbau aus. Die meisten und wichtigsten Wissensbausteine erlernte ich während des Projektes durch aktive Fehleriteration und aus der Fachliteratur.
Das Projekt umfasst das Design und die Fertigung eines Raketenantriebs und der dazugehörigen Testkomponenten. Eine Besonderheit, die Kühlkammer-Ummantelung des Triebwerks, wurde unter Nutzung der Ressourcen an der TU Dresden, SLUB, mit einem 3D-Drucker hergestellt. Weitere wichtige Schritte waren die Programmierung der Sensorik und der Steuerungseinheiten für den Test, ein erster offener Injektor Test mit Treibstoffverbrennung, Sicherheitstests und eine „Risk & Safety Analysis“. Tests und Vorbereitungsarbeiten erfolgten in Zusammenarbeit mit Kommilitonen - der gesamte Entwicklungsprozess fand in ständigem Austausch mit der Forschungsgruppe „Raumtransportsysteme“ des Instituts für Luft- und Raumfahrt in Dresden statt. Besonderer Dank gilt Dipl.-Ing. Jan Sieder-Katzmann und Dipl.-Ing. Maximilian Buchholz für ihre wertvollen Hinweise.
Für 2022 ist eine Testkampagne des Raketentriebwerks geplant, um Sensorwerte aufzuzeichnen und den Schub des Triebwerks zu messen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:81992 |
| Date | 04 November 2022 |
| Contributors | Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doc-type:conferencePoster, info:eu-repo/semantics/conferencePoster, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-821702, qucosa:82170 |
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