X-RATOS I

AQUARIUS X-RATOS I entstand seinerzeit im Rahmen einer Studienarbeit und stellt einen Fahrzeugprototypen dar, bei dem der Heißwasserantrieb und das skalierte Modell des Raumtransporters hintereinander angeordnet sind. Der Demonstrator ist rollengeführt und wird auf einer 5 m langen horizontalen Startschiene betrieben, die im aufgestellten Zustand von der AQUARIUS-Gruppe zum Vertikalstart ihrer Heißwasserraketen genutzt wird. Alternativ hierzu kann der Demonstrator auch mit Rädern versehen werden, um so, an einem gespannten Stahlseil geführt und auf einer ebenen Fläche fahrend zu beschleunigen.

1 - Verschluss, 2 - Düse, 3 - Tank, 4 - Heizelement, 5 - Thermoelement, 6 - Isolation, 7 - Drucksensor, 8 - Gleiter (Modell)

Abb. 2:  Schematischer Aufbau von AQUARIUS X-RATOS I

Der gesamte Demonstrator ist ca. 1,3 m lang und hat eine Gesamtmasse von etwa 13,5 kg. Der Heißwassermotor besteht aus einem isolierten Drucktank aus St 37 mit einem Bruttovolumen von knapp 1 l, auswechselbaren Aluminiumdüsen mit verschiedenen Düsenhalsdurchmessern von 2,6 bis 7 mm sowie aus einem becherförmigen Verschlussstopfenhalter, der über die Düse gesteckt und dort mit einem Sprengbolzen fixiert wird. Das Wasser wird, wie bei AQUARIUS üblich, intern mit einer elektrischen Widerstandsheizung erhitzt. Der 800 W-Heizstab ist so in den Tank eingelötet, dass die elektrischen Anschlüsse von außen zugänglich sind. Im Tank sind weiterhin ein Thermoelement sowie ein Manometeranschluss eingelötet. Der Tank und die Isolation sind mit einem aus Aluminiumblechen genieteten Gehäuse verkleidet.

Abb. 3:  AQUARIUS X-RATOS I im CAD-Entwurf auf der Startschiene (links)

und mit der neuen Version von Verschluss und Sprengbolzen aus Edelstahl (rechts)

Zum Starten des Demonstrators wurde zunächst ein pyrotechnisches Verschlusssystem aus Aluminium verwendet, das im Zuge erster Betriebserfahrungen einer robusteren Neukonstruktion aus Edelstahl weichen musste. Weitere Modifikationen, die notwendig waren, um Betriebsstörungen zu beseitigen, bestanden in der Konstruktion eines verbesserten Verschlusses sowie eines neuen Halters für die elektrischen Steckkontakte. Nach insgesamt ca. 30 erfolgreichen Versuchen wies der Tank von X-RATOS I, der aus einfachem Baustahl gefertigt war, erste Ermüdungserscheinungen und Zeichen von Korrosion auf, die eine komplette Neukonstruktion des Tanks erforderlich machten. Zwar hatte der Tank bei der Auslegung eine ausreichende Sicherheit zur Dehngrenze, den Materialbelastungen der Versuchszyklen, die durch langsamen Druck- und Temperaturaufbau sowie schlagartigen Druck- und Temperaturabbau gekennzeichnet sind, konnte er auf Dauer jedoch nicht standhalten. Aus diesem Grund wurde beschlossen, einen gänzlich neuen Demonstrator zu konstruieren, so dass X-RATOS I Mitte 2000 außer Dienst gestellt werden konnte.