DDr. Hans Georg Wulz

 

 

Berufliche Tätigkeiten, Erfahrungen, Publikationen, Patente

 

 

Picture: ESA picture gallery: "BepiColombo separation during insertion into Mercury Orbit", artist´s impression

 

Ausbildung

1965 - 1969    Studium des Maschinenbaus/Kraftfahrzeugtechnik an der Höheren Technischen Schule "Technologisches Gewerbemuseum" in Wien

1975 - 1981 Studium der Physik an der Universität Stuttgart, Diplomprüfung

1982 - 1984 Promotion zum Doktor in Physik (Dr. rer. nat.) an Universität Stuttgart, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Werkstoffwissenschaften in Stuttgart. Dissertation behandelt die Kinetik der Speicherung des Wasserstoffs als Treibstoff für (auto) mobile Antriebe

1987 - 1991 Promotion zum Doktor-Ingenieur in Maschinenwesen (Dr.-Ing.) an der Technischen Universität München. Dissertation behandelt die Funktion und Selbstregelung kapillar-gepumpter Wärmetransportsysteme für Anwendungen in der Raumfahrt

  

Berufliche Tätigkeit

2007 - heute: Selbständige Technologie-Beratungstätigkeit "Raumfahrt-Technologie Beratung Wien"

Ingenieurstätigkeit als Fachexperte in ESA TRP Material-Entwicklungsprojekten, Metall-Matrix Composite, Konzepte und Materialien zur Dämpfung von Weltraumstrahlung

2009 - 2012: Projektleitung des Teilprojekts "CarboSpace" des Verbundprojekts Innovationsallianz "Carbon Nanotubes" (INNO CNT)

http://www.inno-cnt.de/de/projekte_carbospace.php

innerhalb des Deutschen Verbundprogramms "Innovationsinitiative Carbon nanotubes", an dem über 80 deutsche Industrieunternehmen und Hochschulinstitute beteiligt sind.

Relevanz für Gesellschaft und Wirtschaft:

Werkstoffe, die im Weltraum eingesetzt werden, müssen extremen Anforderungen Rechnung tragen. Deshalb werden für Anwendungen in der Raumfahrt vermeintliche technische Grenzen häufig hinterfragt, sodass auch andere Industriezweige von innovativen Lösungen profitieren können, die sonst wahrscheinlich nicht entwickelt worden wären. Die Entwicklung moderner Werkstoffe für die Raumfahrt können durch CNT neue Impulse erhalten. Vor allem das geringere Gewicht, die erhöhte mechanische Stabilität sowie die elektrische und thermische Leitfähigkeit und die inzwischen nachgewiesene Langzeitbeständigkeit gegen Mikrorissausbreitung und Delamination steigern die Bedeutung dieses Materials für die Raumfahrt. Das Anwendungsspektrum ist enorm vielfältig und reicht von komplexen großflächigen hochdimensionsstabilen Satellitenstrukturen – beispielsweise Reflektoren für astronomische Missionen – bis hin zu Primärstrukturen von bemannbaren einstufigen Raumflugzeugen (sogenannte „SpacePlanes“). Erst CNT-verstärkte Materialien lassen diese noch futuristisch klingenden Raumfahrtkonzepte überhaupt in den Bereich des Machbaren rücken. Da von den Werkstoffen, die im Projekt CarboSpace entwickelt werden, eine Signalwirkung auch auf andere Anwendungen erwartet wird, verfügen die hier umgesetzten Lösungen über ein großes Marktpotenzial.

 

1985 - 2012: Airbus Astrium Satellites GmbH, Friedrichshafen

Tätigkeit in folgenden Raumfahrtprojekten als Projektleiter, Projektingenieur und Fachexperte:

-  James-Webb-Space Telescope, NIRSpec Instrument, Werkstoffcharakterisierung

-  BepiColombo, Mission zu Planet Merkur, High-Gain-High-Temperature Antenna, Werkstoffcharakterisierung und Oberflächenbeschichtung

-  Mars Express, Hitzeschild und MMC Materialien, Materialcharakterisierung 

-  X-38 NASA Experimental Vehicle V201, CMC Nasen-Hitzeschild, Hochtemperatur-Verbindungstechnik , ODS Superalloys

-  X-33 NASA Experimental Vehicle, New Technologies: CMC Elevons, Material Charakterisierung, Hot Structure Joining, ODS Superalloys

Leiter der Entwicklungsgruppe „Process Devices for HERMES Hydrogen Fuel Cell Systems“, Entwicklung von Prozessanlagen für das Wasserstoff-Brennstoffzellen-System des HERMES Space Shuttles (ESA HERMES Program), i. e.: Pumpen, Separatoren, etc...

Hochleistungsmaterialien Compositwerkstoffen (Ceramic-Matrix Composites, CMC, Metal Matrix Composites, MMC, und organische Carbon-Fiber Reinforced Composites, CFRP) und

Nano-modifizierte Compositwerkstoffe, CNT Composites und Systemtechnologien

Anwendung zur Herstellung von Leichtbaustrukturen im Temperaturbereich bis 300°C mit polymeren Faserverbundwerkstoffen und bis 1600°C mit keramischen Faserverbundwerkstoffen 

Leitung von Nano-Material Entwicklungsprojekten

Kenntnisse und Erfahrungen im Bereich der Zwei-Phasen Wärmetransport Technologie (Heat Pipes, Capillary Pumped Loops, Two-Phase Flow Loops), Energiespeicherung mit Latentwärmespeichermaterialien, gut wärmeleitfähige keramische und polymere Verbundwerkstoffe

 

1981 - 1985 Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Werkstoffwissenschaften, Stuttgart

Wissenschaftliche Tätigkeit als Post-Doc auf dem Gebiet der Speicherung von gasförmigem Wasserstoff in Hydridspeichermaterialien und der Kinetik der Wasserstoffabsorption darin im Zusammenhang mit der Speicherung des Energieträgers Wasserstoff für (auto)mobile Anwendungen

 

1970 - 1975: Mercedes-Benz, Stuttgart

Versuchsingenieur im Bereich "PKW-Motoren, Prinzipuntersuchungen an PKW-Verbrennungsmotoren", Triebwerksmechanik und Tribologie, Motoren-Lebensdauer im Zusammenhang mit Serieneinführung neuer Motoren

 

Publikationen -  Veröffentlichungsliste Hans Georg Wulz

Nano Materialien für potentielle Anwendung in der Raumfahrt

H. G. Wulz, CarboSpace Carbon Nanotube Enhanced Polymer Composite Materials for Space Applications H. G. Wulz, Astrium GmbH Satellites Inno.CNT Jahreskongress 2012 Stadthalle Bayreuth 30. 01. – 01. 02. 2012, http://inno-cnt.de/jahreskongress2012/downloads/Wulz_CNT-modifizierte_Duroplast-Komposite_fuer_die_Luft-_und_Raumfahrt.pdf

C. Arlt, U. Riedel, H. G. Wulz, Nanoparticles and CNTs in High Performance CFRPs for Aerospace & Space Applications: Some Truly Benefits & Mechanisms, 27th Internat. Congress of the Aeronautical Sciences, Nizza, 2010

L. Pambaguian, H. G. Wulz et al., "Non-organic Matrix Materials Reinforced with Carbon Nanotubes for Space Applications", Viennano ’07, March 14-16, 2007, Vienna, Austria

Thomas Stute(1), H.G. Wulz et al., "Approach for the BepiColombo High Temperature High Gain Antenna", SPIE Conference, 2006

H. G. Wulz, "Nanotube Based Composite Materials, Nano Composites for Potential Application in Space, A Technology Review", Doc. No. ECSS-E-30-40/NBCM/TR001/06, Issue: 1, Date: 17.08.2006, to be published in ESA ECSS Structural & Material Handbook ECSS-SMH Draft2, 2007

H. G. Wulz et al., "High Performance Polymer Nano Composites for Space" in preparation

H. G. Wulz, G. Willich, Konzeptinitiative im ASAP5 Programm der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft, Projekt 817145, „Nano-Komposite und Hochleistungswerkstoffe für die Raumfahrt“, Abschlussbericht

H. G. Wulz, "CARBOSPACE - Neue Carbon Nanotube modifizierte Kompositwerkstoffe und Bauweisen für die Raumfahrt", WING (Hightech-Strategie Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft) Yearbook 2010, presentation of WING (Hightech-Strategie Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft) des Deutschen Bundesministerium für Forschung und Technologie: http://www.bmbf.de/de/3780.php and http://www.bmbf.de/pub/rahmenprogramm_wing.pdf

 

Thermaltechnik für Raumfahrtanwendungen

H. G. Wulz, F. Mayinger, "Capillary-Pumped Heat Transport System - A Thermal Control Concept for Special Cooling Purposes" Int. J. Heat & Technology, Vol. 12, no. 1- 2, 3 - 21 (1994)

H. G. Wulz, F. Mayinger, "Heat and Fluid Transport in an Evaporative Capillary Pump" Int. J. Energy Research, Vol. 16, 879 - 896 (1992)

F. Mestemacher, H.G. Wulz, "Kapillargepumpte Zweiphasenkreisläufe für Raumfahrtanwendungen" Z. Flugwiss. Weltraumforsch. 16 (1992) 294 – 300

H. G. Wulz, F. Mestemacher, F. Mayinger, "The Principles of Capillary Pumping", 1st ESA/ESTEC Workshop on Two-Phase Heat Transport Technology, ESTEC, Noordwijk, Niederlande, April 1993

H. G. Wulz, R. Siepmann, "Two-Phase Thermal Technology for Space Applications -Development Status" Proc. of 4th Europ. Symp. on Space Environm. Control Systems, Florence, Italy, 1991

H. G. Wulz, E. Embacher,"Capillary-Pumped Loops for Space Applications - Experimental and Theoretical Studies on the Performance of Capillary Evaporator Designs", Paper no. 90-1739, AIAA/ASME 5th Thermophysics and Heat Transfer Conf., Seattle, USA, 1990

R. Siepmann, H. G. Wulz, H. Kreeb, "Two-Phase Heat 'Transport Systems - European Technology Status" 7 Int. Heat Pipe Conf., Minsk, CIS, 1990

H. Kreeb, H. G. Wulz, "Two-Phase Thermal Systems for Space Applications – European Development and Test Results", SAE - Paper No. 871459, 17th Int. Conf. on Environm. Systems, Seattle, USA, 1987

H. G. Wulz, "Kapillar gepumpte Thermalkreisläufe für zukünftige Raumplattformen und Satelliten, Stand der Entwicklung", Jahrbuch der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt 1989, S 213, Deutscher Luftund Raumfahrtkongress , DGLR- Jahrestagung, Hamburg, 1989

H. G. Wulz, "Kapillar gepumpte Thermalkreisläufe für zukünftige Raumfahrzeuge und Orbitalsysteme", Jahrbuch der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt 1988, S 205, Deutscher Luftund Raumfahrtkongress , DGLR-Jahrestagung, Darmstadt, 1988

H. G. Wulz, H. Kreeb, "Hybrid- Thermalkreislauf für zukünftige Raumfahrtanwendungen", Jahrbuch der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt 1987, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress , DGLR- Jahrestagung, Berlin, 1987

H. Kreeb, P. Möller, H. G. Wulz, "Development of a Two-Phase thermal Cycle for European Platforms", Paper No. 85-127, Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt, Int. Symp. Towards COLUMBUS and Space Station, Bonn - Bad Godesberg, 1985

R. S. Bhatti, S. van Oost, W. Supper, H. G. Wulz, "Two-Phase Capillary-Pumped Loop: A Potential Heat Transport System", Paper No. 891466,19th Intersoc. Conf. on Environmental Systems, San Diego, California, 1989

 

Heisse Strukturen, Keramik-Matrix-Composite

H. G. Wulz, U. Trabandt „High Temperature Static and Dynamic Seals Designed for Re-entry Vehicle Applications“, Proceedings of 2nd Europ. Workshop on Thermal Protection Systems, ESA/DARA, Stuttgart, Okt. 1995

H. G. Wulz, U. Trabandt, K. Keller, J. C. Verneuil „Testing a Light Weight Ablator for Planetary Entry“ AIAA paper No. IAF-96-I.6.10, 47th Intern. Astronaut. Congress & Exhibition, Peking /China, 7. - 11. Oct. 1996

U. Trabandt, H. Knabe, K. Rebstock, F. Strobel, H. G. Wulz, „Test Results of Low Cost C/SiC for Martian Entry and Reusable Launcher“ Space Technol. Vol 17, No. 5-6, pp 281 – 291, 1997

H. Weihs, H. G. Wulz, M. Dogigli, „Entwicklung und Test keramischer Strukturkomponenten im „Heiße Strukturen“-Programm der DARA“, Konress der Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt, DGLR, Dresden, 24. -27. Sept. 1996

U. Trabandt, H. G. Wulz „Erfolgreiche Tests an Heißen Strukturen aus faserverstärkter Keramik für zukünftige wiederverwendbare Träger und Wiedereintrittskörper“, DGLR-JT97-045, Kongress der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt, DGLR, München 1997

H. G. Wulz, U. Trabandt „Large Integral Hot CMC Structures Desgned for Future Reusable Launchers“ AIAA paper No. 97-2485, AIAA 32nd Thermophysics Conference, Atlanta, GA, 23. - 25. 06. 1997

H. G. Wulz, T. Schmid, J. Huber „Dynamic sealing of Hot CMC Control Surfaces“, Proceedings of 3rd Europ. Workshop on Thermal Protection Systems, ESTEC, Noordwijk, The Nederlands, 25. - 27. 03. 1998

U. Trabandt, H. G. Wulz, T. Schmid „CMC for Hot Structures and Control Surfaces of Future Launchers“ 3rd Int. Conf. On high Temperature Ceramic Matrix Composites (HT-CMC-3), Osaka, Japan, Sept. 1998

H. G. Wulz, H. Maulhardt, M. Rampf, T. Schmid „Mechanical Joining of Hot CMC Structures for Future Space Transportation Systems“ Int. Symp. Atmospheric Reentry Vehicles and Systems, AAAF (Association Aeronautique et Astronautique de France), Arcachon, France, March 1999

H. G. Wulz „Joining, Fastening and Sealing of Hot CMC Structures“ AIAA-paper 99-3552, AIAA 33rd Thermophysics Conference, Norfolk, VA, USA, 28. June – 1 July 1999

H. G. Wulz „Joining and Load Transfer Technology for CMC/Metal Hot Structures“, AIAA-2000-2435, AIAA 34th Thermophysics Conference, Denver, CO, USA, June 2000

U. Trabandt, T. Schmid, H. G. Wulz, „CMC Nose Skirt Panels Combined with Metallic Fasteners. A New TPS Technology for X- 38 and CRV“, IAF-00-I.3.05, 51st International Astronautical Congress Rio de Janeiro, Oct. 2000

U. Trabandt, T. Schmid, H. G. Wulz, H. Ritter, H. Reinkober„CMC Large Panel TPS Applied on X-38 Nose Skirt“, 2000-01-2234, 30th International Conference on Environmental Systems, Toulouse, France, July 2000

H. Weihs, H. Hald, K. Handrick, H.G. Wulz, F. Rühle, I. Fischer, T. Reimer, „High Temperature Test of a Hinge Joint attachment of a CMC Control Flap“, 30th International Conference on Environmental Systems, Toulouse, France, July 2000

U. Trabandt, H. G. Wulz, T. Schmid, „CMC Structures for Hot Control Surfaces of RLV", 19th Europ. Conf. on Materials for Aerospace Applications, München, 2000

T. Stute, H. G. Wulz, D. Scheulen, "Recent Developments of Advanced Structures For Space Optics At Astrium Germany" SPIE Conf. 2004

Ch. Genzel, M. Klaus, I. Denks, H.G. Wulz; "Residual stress in surface-treated silicon carbide for space industry-comparison of biaxial and triaxial analysis using different X-ray methods "Mat. Sci. & engineering A 390 (2005) 376 - 384

 

Fluidförderung und Leckdetektion im Weltraumvakuum

H. G. Wulz, H. G. Herrmann, M. F. Schön, "Leak Detection in Space", SAE - Paper No. 941468, 24th Int. Conf. on Environm. Systems, Friedrichshafen, 1994

M. Schön, H. G. Wulz, "Erkennung und Lokalisierung von Leckagen an flüssigkeits- und gasgefüllten Anlagen im Weltraum", Jahrbuch der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt 1991, S 443, Deutscher Luftund Raumfahrtkongress , DGLR- Jahrestagung, Berlin, 1991

H. G. Wulz „Leakage Detection for Future Space Planes in Space Vacuum“ AIAA-paper 99-4962, AIAA 9th Int. Space Planes and Hypersonics Systems and Technologies Conference, Norfolk, VA, USA, 1 – 4 Nov 1999

E. Wunderlich, H. G. Wulz, "A Space Pump Prototype Designed for Operation in Thermal Loops", SAE- Paper 911523, 21st Int. Conf. on Environm. Systems, San Francisco, 1991

E. Wunderlich, H. G. Wulz, "A Centrifugal Pump Concept Designed for Multiple Use in Space", SAE- Paper 932120, 23rd Int. Conf. on Environm. Systems, Colorado Springs, 1993

E. Wunderlich, H. G. Wulz, "Kleinkreiselpumpe für Raumfahrtanwendungen", Jahrbuch der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt 1991, S 816, Deutscher Luft und Raumfahrtkongress , DGLR- Jahrestagung, Berlin, 1991

 

Oberflächenphysik, Speicherung des Wasserstoffs für automotive Anwendungen in Festkörpern (Hydridspeicher)

H. G. Wulz, E. Fromm, "Hydrogen Absorption Rate of Ti, La, Fe, Ni, Mn and Pd Films with and without Oxygen Precoverage at 300 K", J. Less- Common Metals, 118 (1986) 293 - 301

H. G. Wulz, H. Cichy, E. Fromm, "Hydrogen Absorption by Ti, Ti O2 and La2 O3 Films Covered with Clean and Oxidized Fe- , Ni-, Pd- and Mn- Overlayers at 300 K", J. Less- Common Metals, 118 (1986) 303 - 313

H. G. Wulz, E. Fromm, "Hydrogen Absorption by FeTi-, LaNi5-, TiNi-, TiPd- and TiMn2 - Film Samples at Low Pressures and 300 K", J. Less- Common Metals, 118 (1986) 315 - 326

E. Fromm, H. G. Wulz, "Effect of Oxygen Surface Contaminations on the Hydrogen Absorption Kinetics of Metal Films Studied by a Modified Volumetric Wagener Method", Less- Common Metals, 101 (1984) 469

H: H. Uchida, H. G. Wulz, E. Fromm, "Catalytic Effect of Ni, Fe and Pt in Hydriding Titanium and Storage Materials", J. Less-Common Metals, 172 -174 (1991) 1076 - 1083

 

 

Patente

Pulverförmiger Wasserstoff-Speicherwerkstoff und seine Herstellung

Die Erfindung betrifft Wasserstoff-Speicherwerkstoffe (in vorliegendem Falle erfindungsgemäß modifizierte Metallhydride) mit verbesserter Kontaminations-Beständigkeit gegenüber gasförmiger reaktiver Verunreinigungen, welche als Nebenprodukte bei der Gewinnung des Wasserstoffs durch industrielle Prozesse im Wasserstoffgas vorliegen,  sowie die Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung eines solchen pulverförmigen Wasserstoff-Speicherwerkstoffs.

Eine der Möglichkeiten, Wasserstoff zu speichern ist seine reversible Überführung in ein Metallhydrid. Dessen Energiedichte ist mit 10 kJ/cm3 Speichervolumen etwa gleich groß wie diejenige von flüssigem Wasserstoff und etwa zehnmal so groß wie diejenige von Wasserstoff in Druckflaschen bei etwa 200 bar.

https://patents.google.com/patent/ep0239628a1/de

 

Elastische hochtemperaturbeständige keramische  Feder – „Elastic Spring Element“

Die Erfindung betrifft eine elastische hochtemperaturbeständige keramische Feder, das  „elastisches Federelement“,  bestehend aus einer faserverstärkten Keramik, etwa SiC, die Temperaturen von mehr als 1.000 ° C standhält und welche eine vollständige Elastizität auch bei hohen Temperaturen bis ca. 1.400°C beibehält . Die in die keramische Matrix eingebetteten Kohlenstoff-Fasern liegen in Form von Endlosfasern vor. Das elastische Federelement hat eine gewellte geometrische Form. Die elastischen Federelemente können z. b. zur Abdichtung eines Steuerruders bei sehr schnell bewegten Überschall-Flugkörpern („Hypersonic Flight Vehicles“) verwendet werden.

https://patents.google.com/patent/US6357733

 

Integrierter Kapillarverdampfer

Die Erfindung betrifft einen Kapillarverdampfer, der in einer Doppelfunktion die Aufgabe einer Wärmeaufnahme und –abfuhr eines wärmeproduzierenden Geräts (dessen „Abwärme“) erfüllt wie auch die Funktion einer Pumpe, welche das Arbeitsmedium im Kreislauf umwälzt.

Zur thermalen Regelung von Raumfahrtnutzlasten u. a.  Zwei-Phasen-Flüssigkeitskreisläufe verwendet. Die Abwärme von Nutzlasten oder Bordeinrichtungen wird über wärmeaufnehmende Komponenten, im vorliegendem Falle durch einen Kapillarverdampfer, in den Kreislauf eingekoppelt, wobei das Arbeitsmedium verdampft und die Abwärme in Form von Verdampfungswärme mit dem Dampf zu einer für mehrere Komponenten zentral liegenden Wärmesenke (Radiator oder Wärmetauscher) transportiert wird.

https://patents.google.com/patent/EP0242669B1/de

 

Wasserstoff-Eliminator

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von blasenförmigem und/oder gelöstem Wasserstoff aus einer Flüssigkeit, insbesondere aus Wasser.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit einer beschichteten Metallstruktur oder einer beschichteten Metallegierungsstruktur in Kontakt gebracht wird, daß die Struktur den Wasser­stoff absorbiert oder nach Art einer semipermeablen Membran abtrennt.

https://patents.google.com/patent/DE3918190A1/de

 

Optische Tragstruktur für Raumfahrt-Anwendungen

Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung für Raumfahrt-Anwendungen mit einer Tragstruktur geringerer Fertigungsgenauigkeit (eine optisches Tragstruktur bzw. eine „Optische Bank“) und mehreren optische Untereinheiten höherer Fertigungsgenauigkeit („Lichtbündelungssysteme“, optische Spiegel und Reflektoren), welche auf die erfindungsgemäße Tragstruktur montiert sind.

https://patents.google.com/patent/DE10229561A1/de

 

Leichtbau-Struktur mit integriertem Schutz gegen hochenergetische Partikel-Strahlung

Die Erfindung betrifft eine Leichtbau-Sandwich-Struktur zur bevorzugten Anwendung im Bereich der Luft- und Raumfahrt, welche gleichzeitig die strukturelle Funktion einer last-tragenden bzw. last-übertragenden Eigenschaft hat und eine funktionale Eigenschaft einer strahlungsabschwächenden Struktur aufweist.

Die Anwendung eignet sich insbesondere für Luft- und Raumfahrzeuge, welche sich innerhalb der Stratosphäre, in der Erdumlaufbahn im Weltraum oder sich insbesondere im Freien Weltraum („Deep Space“) befinden und deshalb hohen Dosen von ionisierender elektromagnetischer Teilchenstrahlung ausgesetzt sind.

In Anmeldung zum Patent

 

Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Hans Georg Wulz  |  Tel+Fax: +43 (0)1 8900625 - mobil: +43 (0)699 17144987 - eMail: rtbv@rtbv.biz