Das Wichtigste in Kürze

In der Raketenentwicklung geht es um höchste Präzision. Materialien und Konstruktion müssen extrem belastbar sein. Zusätzlich sind in den nächsten Jahren kleine, kostengünstigere Raketen gefragt, die Kleinsatelliten für private Unternehmen und Wissenschaft ins All bringen. Das bedeutet für Raketenentwickler am Limit des Machbaren zu arbeiten. Der Aufwand für Materialien und Arbeitszeit muss dabei möglichst gering bleiben, um die Kosten zu senken.

Fusion 360 hilft dem NewSpace Start-Up HyImpulse Technologies dabei, diese Vorgaben zu erfüllen. Denn durch niedrige Gebühren für die Design- und Konstruktions- Software konnte das Unternehmen viele zusätzliche Lizenzen kaufen. So können mehr Mitarbeiter gleichzeitig an Projekten arbeiten. App-Funktion und intuitive Anwendung sparen außerdem Zeit durch kurze Einarbeitung und effizientere Arbeitsabläufe zwischen Konstruktion und Werkstatt.

Arbeiten am Limit des technisch Machbaren

HyImpulse baut Raketen mit einem neuartigen Antriebssystem, das mit einer Treibstoffkombination aus Paraffin und Flüssigsauerstoff betrieben wird. Bei der Konstruktion von Trägerraketen, die in einen niedrigen Erdorbit gestartet werden, zählen Leichtbau, Stabilität und Design am Limit in deutlich höherem Maße als bei Maschinen, die auf der Erde bleiben. Außerdem von Belang: Mit Raumfahrtprojekten sind enorme Kosten und diverse Interessen unterschiedlicher Stakeholder verbunden, ein deutsches Weltraumgesetz gibt es bisher nicht. Umso wichtiger ist es, dass Raketen ihre Nutzlast sicher in den Weltraum bringen und ihr Start erfolgreich verläuft. Dafür muss die Planung extrem genau, Aufbau und System der Raketen sehr robust sein. Die größte Herausforderung derzeit liegt darin, kleine Trägerraketen kostengünstiger auf den Markt zu bringen. Seine nächste Höhenforschungsrakete, die 2021 starten soll, setzt HyImpulse deshalb mit Fusion 360 um.

Durch die Einführung von Fusion 360 haben wir unsere Entwicklungsarbeit verschlankt und beschleunigt. App-Funktion, 3D-Simulation und 3D-Druck machen die Entwicklung von Triebwerken und Kleinträger-Raketen für uns effizienter als zuvor.

—Dr. Christian Schmierer, Co-Chief Executive Officer, HyImpulse

Prototypenbau, Präsentationen, Testphasen

Die günstigen Lizenzgebühren haben es dem jungen Unternehmen möglich gemacht, für 30 seiner 50 Mitarbeiter Lizenzen zu kaufen. Die Zusammenarbeit ist dank der höheren Verfübarkeit und der App-Funktion flexibler geworden, bei minimaler Einarbeitungszeit. Egal ob Rendering-Funktionen, 3D-Design, Anfertigung von Bauteilen oder Assemblys, 3D-Simulationen oder ob Baupläne und Designs weitergeschickt werden sollen: Fusion 360 ist sehr intuitiv bedienbar. Mitarbeiter, die von anderen 3D-Design-Programmen kommen, finden sich sofort zurecht. Das ist gerade für HyImpulse wichtig, denn der Bau von Prototypen und ihre Präsentation müssen in der Raumfahrtbranche verhältnismäßig schnell umgesetzt werden. Dass mit Hilfe der Daten aus Fusion 360 unkompliziert 3D-Drucke erzeugt werden können, ist deshalb für das Neuenstädter Unternehmen eine zentrale Funktion der Software.

50 Mitarbeiter, 13 Nationen: Das Team von HyImpulse ist sehr international aufgestellt. © HyImpulse Technologies GmbH

Kleinere Raketen für größere Käufergruppen

Die besondere Herausforderung in der Raumfahrt liegt derzeit darin, kleinere Raketen zu bauen, die kostengünstig verfügbar sind. Diese sind zum Beispiel für private Firmen interessant, um die Erde oder den Verkehr zu beobachten. Die Kosten berechnen sich dabei nach dem Gewicht der Nutzlast und können schnell in den zweistelligen Millionenbereich gehen. 20 Kilogramm hin oder her machen dann schnell einen Unterschied von bis 500.000 Euro aus. Es ist also wichtig, die Möglichkeiten, die Material und Konstruktion hergeben, ans Limit zu treiben und das bedeutet: konstruieren, Prototypen testen, anders konstruieren.

Simulation der neuen Höhenforschungsrakete von HyImpulse mit einer innovativen Treibstoffkombination aus Paraffin und Flüssigsauerstoff wie sie 2021 starten soll © HyImpulse Technologies GmbH

Dabei sind für HyImpulse insbesondere die App-Funktionen in Fusion 360 interessant. Denn mit ihrer Hilfe können Konstrukteure und Mechaniker schnell und unkompliziert zusammenarbeiten: Designs und Zeichnungen sind über die Cloud auf dem Smartphone und Tablet verfügbar und können jederzeit an Kollegen weitergegeben werden – auch, wenn diese sich an einem anderen Ort befinden und keinen Zugang zu einem Computer haben. Mechaniker etwa, die gerade in der Werkstatt am Prototyp arbeiten, bekommen alle aktuellen Updates direkt auf ihr mobiles Gerät und können diese nahtlos umsetzen.

Durch die intuitive Bedienung und den hohen Funktionsumfang von Fusion 360 wird die Arbeitszeit, die in die Konstruktion und den Bau von Raketen fließt, deutlich geringer – und so sinken auch die Herstellungskosten, was in der Folge mehr Käufergruppen Zugang zur Raumfahrt ermöglicht.

Fusion 360 ist so intuitiv bedienbar, dass sich alle 30 Mitarbeiter aus Konstruktion und Fertigung ohne weitere Schulungen einarbeiten konnten.

—Konstantin Tomilin, Betriebsleiter, HyImpulse

Schneller zu belastbaren Ergebnissen kommen

Beim Design und der Darstellung von Triebwerken müssen die Ingenieure auch die Mechanik und Befestigung von verschiedenen Systemen beachten. Dafür simuliert der Raketenhersteller die Last auf Trägersysteme und kann so schnell Aussagen darüber treffen, ob er die geplanten Raketensysteme tatsächlich so konstruieren kann. Besonders wertvoll sind hierbei die Simulationstools von Fusion 360, mit denen die Ingenieure mechanische Lasten virtuell testen können.

Ein neues Triebwerk im Live-Test: So stellen die Ingenieure von HyImpulse die Stabilität von Antriebskomponenten und Konstruktion sicher © HyImpulse Technologies GmbH

Die gute Strukturierung der Software ist dabei ebenso hilfreich wie die überschaubare Darstellung der Funktionen und die umfassenden Bibliotheken. Alle gängigen Dateiformate werden unterstützt, die Icons sehen ähnlich aus und haben die gleiche Funktion wie bei anderen Software-Lösungen. So fiel den Mitarbeitern von HyImpulse der Umstieg auf Fusion 360 sehr leicht und sie konnten direkt nach Installation der Software neue Düsen- oder Brennkammer-Elemente testen.

Raumfahrt: Blick in die Zukunft

Der Trend in der Raumfahrt soll dahin gehen, dass Raketen nicht mehr als Einzelstücke gebaut werden, die speziell an eine Mission angepasst sind. Vielmehr sind in Zukunft kostengünstigere Serien gefragt. HyImpulse will in den kommenden zehn Jahren bis zu 50 Raketen pro Jahr bauen und eine Anzahl von 400 Triebwerken erreichen.

Dafür wird der „digitale Zwilling“ interessant, der den Aufwand beim Raketenbau in Zukunft deutlich reduzieren soll. Anhand digitaler Abbilder sollen dann alle wichtigen Parameter durchgerechnet werden können, die vor dem Start verlässlich zeigen, ob die Konstruktion erfolgreich sein wird. In digitalen Fabriken sollen Produktionsketten automatisiert laufen, so dass sich Ingenieure auf ihre Konstruktionen konzentrieren können. Die „Time-to-market“ wird dadurch deutlich reduziert, wertvolle Ressourcen und Geld können gespart werden.

Das Unternehmen

Nach einem erfolgreichen Gemeinschaftsprojekt in der Entwicklung von Raketen – Konstruktion und Start der „HEROS 3“ – haben 2018 fünf DLR-Mitarbeiter die HyImpulse Technologies GmbH mit Sitz in Neuenstadt am Kocher (Baden-Württemberg) gegründet. Das NewSpace Start-up ist einer der führenden Entwickler neuartiger Raketen-Technologien. Ziel von HyImpulse: Trägerraketen in den nächsten zehn Jahren kleiner, kostengünstiger und damit breiter zugänglich machen. Dafür wird das Unternehmen mit hochdotieren Förderprogrammen der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA unterstützt.

Getreu dem Motto „High risk, high reward“ erwartet HyImpulse, in den nächsten zehn Jahren einen Umsatz von bis zu zwei Milliarden Euro zu machen. Um dieses Ziel durch mehr Effizienz in der Planung, Konstruktion und bei Tests seiner Raketensysteme zu erreichen, hat HyImpulse im Juli 2020 auf die Autodesk-Software Fusion 360 umgestellt.

Effiziente Raketenentwicklung mit Fusion 360