SpaceDreams ist ein französisches Unternehmen für Raumhafenarchitektur, das modulare und interoperable Bodeninfrastruktur für die aufkommende Raumfahrtwirtschaft entwickelt. Der Ansatz konzentriert sich auf flexible, containerbasierte Systeme, die effiziente Startoperationen an verschiedenen Standorten und für unterschiedliche Missionen ermöglichen.
CRYOCAD wurde mit der detaillierten Ingenieurplanung der Fluidleitungen beauftragt, die mehrere Prozess-Skids mit der Starterschnittstelle verbinden. Der Leistungsumfang umfasste die Trassenführung und Integration kryogener und nicht-kryogener Rohrleitungen zwischen containerisierten Systemen (LOX, Helium, Stickstoff) und der Startplattformstruktur. Das Projekt wurde im Rahmen unserer modularen Skid-Planung und Prozessrohrleitungs-Engineering-Dienstleistungen durchgeführt.
Abbildung 1 - Fluidleitungen Startplattform
PROJEKTUMFANG UND ENGINEERING-KONTEXT
Unser Engineering-Umfang konzentrierte sich auf die Verbindung zwischen Prozess-Skids („Boxes“) und der Startplattform, einschließlich:
- Kryogene LOX-Transferleitungen
- Hochdruck-Helium-Systeme (bis zu ~400 bar)
- Stickstoff- und pneumatische Versorgungssysteme
- Lüftungsleitungen
Alle Systeme wurden gemäß PED 2014/68/EU und EN 13480 ausgelegt, einschließlich der Anforderungen an Werkstoffauswahl, Schweißen, Inspektion und Druckprüfung.
Abbildung 2 - Rohrverteiler Startertisch
KRYOGENES DESIGN: DOPPELWANDIGE VAKUUMISOLIERTE ROHRLEITUNGEN
Ein wichtiger technischer Aspekt des Projekts war die Implementierung von doppelwandigen Rohrleitungssystemen mit Vakuumisolierung für kryogene Medien wie LOX und Helium.
Dieses Design reduziert das Eindringen von Wärme erheblich und verhindert Phasenwechsel oder Boil-Off unter Betriebsbedingungen bis zu etwa -185 °C.
Der Engineering-Auftrag umfasste den kompletten Entwurf des vakuumisolierten Systems, der sowohl die Streckenführung als auch funktionale und sicherheitsrelevante Komponenten umfasste.
Ein kritisches Sicherheitsmerkmal war die Integration von Berstscheiben im Vakuummantel, die den Außenmantel bei einem Innenrohrbruch schützen. Dies gewährleistet eine kontrollierte Druckentlastung und verhindert ein strukturelles Versagen des Isoliersystems.
DIGITALES ENGINEERING MIT SMAP3D
CRYOCAD verwendete einen integrierten Arbeitsablauf mit SolidWorks und Smap3D Plant Design.
Smap3D wurde aufgrund folgender Vorteile ausgewählt:
- Hohe Flexibilität bei der Anpassung des Routings während iterativer Designphasen
- Spezifikationsgesteuertes Komponentenmanagement
- Automatische Erstellung von Isometrien und Spool-Zeichnungen
- Zuverlässiger PCF-Export für nachgelagerte Analysen
Dieser Ansatz ermöglichte schnelle Anpassungen, was insbesondere bei Kryosystemen wichtig ist, bei denen die Rohrleitungsführung aufgrund der Rohrstressberechnung möglicherweise geändert werden muss.
Abbildung 3 - Konstruktion kryogener Rohrleitungen mit SolidWorks & Smap3D
ROHRLEITUNGS-SPANNUNGSANALYSE UND ITERATIVE OPTIMIERUNG
Die Rohrleitungs-Spannungsanalyse wurde mit ROHR2 durchgeführt, basierend auf PCF-Daten aus Smap3D.
Die Analyse umfasste:
- Thermische Kontraktionseffekte bei kryogenen Temperaturen
- Interne Druckbelastung (bis zu ~400 bar)
- Strukturelle Beschränkungen und Randbedingungen
- Lasteinleitung in Stützen und Stahlkonstruktionen
Dies stellte sicher, dass alle Systeme innerhalb der zulässigen Spannungsgrenzen und Betriebsanforderungen blieben.
Abbildung 4 - Rohrleitungs-Spannungsanalyse mit ROHR2
ROHRLEITUNGSUNTERSTÜTZUNG
Tragkonstruktionen (Hilti)
Für Sekundärkonstruktionen und Stützrahmen verwendete CRYOCAD die Hilti Construction Platform, was folgendes ermöglichte:
- Schnelle Konfiguration modularer Stützsysteme
- Lastverifizierung auf Basis der Spannungsanalyseergebnisse
- Einsatz global verfügbarer, standardisierter Komponenten
Abbildung 5 - HILTI MSE / Bauplattform
Kryogene Leitungsunterstützungen (LISEGA)
Für kryogene Rohrleitungen wurden LISEGA-Stützen aufgrund ihrer Eignung für folgende Anforderungen ausgewählt:
- Tieftemperaturanwendungen
- Kontrollierte Lastübertragung und geführte Bewegung
- Definiertes Verhalten bei thermischer Kontraktion
Diese Stützen wurden in das Gesamtspannungskonzept integriert und entsprechend den Analyseergebnissen positioniert.
LISEGA Cryogenic Pipe Support - Quelle: lisega.de (April 2026)
VOM 3D-MODELL ZUR FERTIGUNG
Die abschließenden Liefergegenstände umfassten ein vollständiges, fertigungsreifes Dokumentationspaket:
- 3D-Modelle und Routing-Layouts
- Isometrische Zeichnungen und Spool-Definitionen
- Stücklisten (BOM)
- Übersichtszeichnungen
- Schweiß- und Prüfspezifikationen
Das Design gewährleistete die vollständige Einhaltung geltender Normen und legte dabei besonderen Wert auf praktische Fertigbarkeit und Montageeffizienz.
Abbildung 6 - HILTI MSE Zeichnungsexport
Abbildung 7 - Smap3D Isometrische Zeichnung / PCF Export
SCHLUSSFOLGERUNG
Dieses Projekt zeigt, wie komplexe kryogene und versorgungstechnische Rohrleitungssysteme durch einen vollständig integrierten Workflow effizient geplant werden können.
Durch die Kombination von:
- Fortschrittlichem 3D-Design (SolidWorks / Smap3D)
- Direkter Integration mit der Rohrleitungs-Spannungsanalyse (ROHR2)
- Spezialisiertem kryogenem Design (doppelwandige Vakuumsysteme)
- Standardisierten und validierten Stützlösungen (LISEGA und Hilti)
CRYOCAD lieferte eine Lösung, die sowohl technisch robust als auch für die reale Umsetzung bereit ist.
