Zentrale Komponente der Anlage ist der Lichtbogenbrenner, der das Arbeitsgas auf Ruhetemperaturen zwischen 4000 und 7000 K aufheizt. Diese hohe thermische Energie wird in der nach¬geschalteten Düse fast vollständig in kinetische Energie umgesetzt, so dass das Gas in der Messkammer mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilometern pro Sekunde auf das zu untersuchende Modell trifft.
Einsatzspektrum
Zusammen mit seinem „kleinen Bruder“ L2K nimmt der L3K in Europa eine Schlüsselposition für die Charakterisierung von Hitzeschildkomponenten und Qualifizierung von heißen Komponenten von Raumfahrzeugen ein.
In der Messstrecke L3K können Staupunktmodelle mit einem Durchmesser bis 100 mm bei Kaltwandwärmeflüssen bis 4 MW/m2 bei Pitot-Drücken bis 350 hPa getestet werden. Bei diesen Testbedingungen lassen sich Oberflächentemperaturen bis 2600°C erzielen. Die Modellgröße in der Plattenkonfiguration beträgt 270 mm (Breite) x 330 mm (Länge) und 55 mm (Höhe).
Der L3K wird u.a. zur Untersuchung des Einflusses der Hochtemperatureffekte auf die Gas-Oberflächen-Wechselwirkung eingesetzt. Mit Hilfe der am L3K etablierten spektroskopischen Messmethoden wie Laser Induzierter Fluoreszenz (LIF), Emissionsspektroskopie und Infrarotthermographie können sowohl Gasparameter als auch Oberflächentemperaturen simultan erfasst werden.
Detailprobleme von Thermalschutzsystemen lassen sich oft nur unzureichend numerisch simulieren und müssen daher experimentell untersucht werden. Für das SHEFEX-Flugexperiment wurde systematisch die Wirksamkeit von Dichtungen zwischen benachbarten Thermalschutzpaneelen im L3K getestet.
Neben der Materialcharakterisierung werden auch Flugsensoren, die während des Atmosphäreneintritts Messungen vornehmen, im L3K auf ihren Einsatz hin getestet und qualifiziert.