Projekt CryoCoat "CryoCoat - Entwicklung von Cryo-Tank Liner Coatings"

Abstract

Die Realisierung leichter kryogener Treibstofftanks stellt eine wesentliche Voraussetzung für zukünftige Raumfahrtsysteme dar. Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) besitzen aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit und ihres geringen Gewichts ein erhebliches Potenzial als Strukturwerkstoff für Flüssigwasserstoff- (LH₂) und Flüssigsauerstofftanks (LOX). Der Einsatz dieser Werkstoffe wird jedoch durch ihre intrinsische Gaspermeation, die Gefahr kryogener Rissbildung sowie die Reaktivität gegenüber flüssigem Sauerstoff begrenzt. Ziel des Projektes CryoCoat war die Entwicklung polymerer Barrierebeschichtungen, die einen Ersatz konventioneller metallischer Liner ermöglichen. Hierzu wurden geeignete Fluorpolymer- und Epoxidharzsysteme identifiziert, hinsichtlich ihrer mechanischen Stabilität unter kryogenen Bedingungen untersucht und durch plättchenförmige Barrierepigmente optimiert. Ergänzend wurden neuartige Prüfverfahren zur Untersuchung der LOX-Kompatibilität etabliert sowie die Möglichkeit einer integrierten In-Mold-Applikation untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass mehrere Beschichtungssysteme die Anforderungen hinsichtlich Kryostabilität, Gasbarriere und Sauerstoffverträglichkeit erfüllen und damit einen wichtigen Schritt in Richtung linerloser Kryotanks darstellen.