Flugkörper, die Geschwindigkeiten bis in den hohen Überschall erreichen, sind auf besonders schnelle und effiziente Steuermethoden angewiesen, um ihr Ziel punktgenau erreichen zu können. Zusätzlich treten hierdurch am Flugkörper hohe thermische Belastungen auf, die nicht nur für die Struktur des Flugkörpers eine Herausforderung sind, sondern auch besondere Anforderungen an die Anbord-Systeme wie z.B. Suchkopf-Sensorik und Leitsysteme stellen. Im Projekt „Hochagiler Flugkörper“ (HaFK) wurde deshalb über 3.5 Jahre an verschiedenen Standorten und innerhalb verschiedener Institute des DLR Flugkörpertechnologien und Auslegungsmethoden entwickelt oder verbessert. Die Arbeiten konzentrierten sich hierbei durch die Anforderungen, die eine effiziente Steuerung oder hohe thermische Belastungen an bestimmte Einzelkomponenten stellen, auf den Antrieb, Suchkopf-Dom, die Entwicklung neuer Materialien sowie die aerodynamische Auslegung von Einläufen und Steuerungselementen.
Im Rahmen des Projektes wurden im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in der Abteilung für Hochgeschwindigkeitskonfigurationen zwei mögliche Verfahren zur Steuerung von Flugkörpern bearbeitet. Zum einen ist dies die Steuerung von Flugkörpern mittels Gitterflügeln. Hierbei ist der Flugkörper mit meist einklappbaren Flügeln am Heck des Körpers versehen. Die Flügel bestehen aus einer Lamellenkonstruktion, die aufgrund ihrer einfachen Bauweise mehrere Vorteile aufweisen: sie sind sehr steif aufgrund ihrer Struktur, erzeugen nur geringe Scharniermomente und eine geringe Druckpunktwanderung, vor allem können sie jedoch bis zum 4-fachen an Auftrieb im Vergleich zu konventionellen Steuerflächen erzeugen und besitzen somit eine hohe Effizienz. Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Gitterkonfigurationen im Machzahlbereich von 0.3 ≤ M ≤ 6 im Transonischen Windkanal (TWG) und im Rohrwindkanal (RWG) des DLR-Göttingen in Hinblick auf ihre Wirkung untersucht und ein Tool zur Auslegung und Optimierung von isolierten Gitterflügeln („FastGRIDS“) entwickelt.
Das zweite untersuchte Steuerverfahren ist die so genannte Querschubstrahlsteuerung. Hierbei wird aus dem Flugkörper meist aus Kartuschen ein Strahl unter hohem Druck quer zur Flugrichtung ausgeblasen, der durch eine Wechselwirkung mit der entgegenkommenden Strömung eine Steuerwirkung erzielt. Während der Projektlaufzeit wurden extensive Messungen im Rohrwindkanal (RWG) durchgeführt, in welcher der Einfluss verschiedener Strahlkonfigurationen auf die Effizienz der Querschubstrahlsteuerung untersucht wurde. Die Messungen wurden ergänzt durch die Durchführung numerischer Simulationen mit dem DLR-TAU-code, so dass ausgewählte Messfälle unter gleichen Anfangs- und Randbedingungen zur Bestätigung der Messungen herangezogen werden konnten und gleichzeitig eine Validierung des verwendeten Codes stattgefunden hat.
Ein weiterer Schwerpunkt stellte die Untersuchung instationärer Phänomene am Flugkörper im Manöverflug dar. Im Manöverflug fliegt ein Flugkörper im schallnahen Bereich unter hohen Anstell- und Rollwinkeln. Dadurch kommt es auf dem gesamten Körper zu einer ungleichen Verteilung der aerodynamischen Lasten, in dem Wirbel, die sich entlang der Körpers bilden, wechselwirken mit Rumpf, Flügeln oder Leitwerken und somit für einen instationären Strömungszustand sorgen. Ziel des Projekts war die Anwendung und Weiterentwicklung einer Technologie zur experimentellen Untersuchung dieser instationären Vorgänge am Flugkörper im Manöverflug. So wurde ein entsprechender Flugkörper gefertigt und die Windkanaltests im Transonischen Windkanal des DLR-Göttingen (TWG) an diesem frei rotierenden Flugkörper durchgeführt.