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Abteilung Raumfahrzeuge

Hintergrund

Die Abteilung Raumfahrzeuge des DLR beschäftigt sich mit der aerothermodynamischen Untersuchung von Raumtransportsystemen, Hyperschall-flugkonfigurationen und Satelliten. Die Arbeiten in Göttingen und Braunschweig reichen dabei von der aerodynamischen Auslegung eines Raumtransportsystems für den gesamten Flugbereich (Start bis Wiedereintritt), über detaillierte Untersuchungen zu zukünftigen Antriebssystemen (z.B. Scramjets), bis zur Analyse von Detailproblemen wie z.B. der Bestimmung von Wärmelasten an besonders exponierten Bauteilen. Hierzu werden in der Abteilung vorhandene Versuchsanlagen mit spezialisierter Messtechnik wie der Hochenthalpiekanal Göttingen (HEG) oder die Simulationsanlage für Treibstrahlen Göttingen (STG) genutzt und weiterentwickelt. Neben den experimentellen Arbeiten werden in der Abteilung numerische Strömungssimulationsverfahren für chemisch reagierende Hochenthalpieströmungen angewendet und entwickelt.

Aufnahme der glühenden Steuerflächenvorderkanten während des Wiedereintritts des DLR Flugexperiments SHEFEX

Atmospheric Re-entry Demonstrator: Ergebnisse der numerischen Simulation eines Windkanalexperiments (Wärmebelastung an der Oberfläche und Wandschubspannungslinien)

Kleintriebwerk zur Lageregelung von Satelliten in der Simulationsanlage für Treibstrahlen Göttingen

Themen in Braunschweig:

DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Lilienthalplatz 7
38108 Braunschweig

Studien-/Diplomarbeit SHEFEX

1. Studien-/Diplomarbeit im Bereich Aerodynamik/Flugmechanik - SHEFEX

>> Download der vollständigen Ausschreibung als PDF-Datei

Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und
Raumfahrt e.V. ist zuständig für die aerodynamische Auslegung des SHarp Edge Flight
EXperiments (SHEFEX). Die hier angebotene Studien-/Diplomarbeit ist im Rahmen der
Auswertung und des Verständnisses des SHEFEX I Fluges, der im Oktober 2005 in Andøya
stattfand, entstanden.

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem aerodynamischen und flugmechanischen Verhalten des
Fahrzeugs während des Wiedereintritts. Hierzu wird der DLR-TAU Code für die Berechnung
der aerodynamischen Eigenschaften des Vehikels und das Bahnmechanikprogramm REENT
für 3-Degree Of Freedom (3-DOF) und 6-DOF Berechnungen entlang der Trajektorie
verwendet. Die verfügbaren Verfahren sollen verschiedene Ergebnisse entlang der Trajektorie
liefern.

Ansprechpartner:

Dr. Thino Eggers
Tel.: 0531 / 295-2436
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

Numerische Simulation generischer Körper in verdünnten Gasströmungen

2. Numerische Simulation generischer Körper in verdünnten Gasströmungen

Die Abteilung Raumfahrzeuge des Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik des DLR Braunschweig beschäftigt sich mit den strömungsmechanischen und thermodynamischen Vorgängen wie sie beim Flug von Raumfahrzeugen innerhalb der Erd- bzw. Planetenatmosphären auftreten. Das Fahrzeug durchfliegt dabei sämtliche Bereiche von freimolekularer, verdünnter bis dichter Kontinuumsströmung.
Charakteristische Eigenschaften dieser Strömungen sind neben der hohen Absolutgeschwindigkeit der Strömung das teilweise Auftreten chemischer Reaktionen innerhalb des Gases. Im Rahmen einer Studien-, vorzugsweise Diplomarbeit, soll eine Untersuchung zur numerischen Simulation der Strömung im verdünnten Bereich durchgeführt werden.

Ziel ist, die zur Verfügung stehenden Verfahren (OpenDSMC, DS2V, LasVegas) auf einfache Geometrien anzuwenden und die Ergebnisse miteinander zu vergleichen. Außerdem ist eine Sensitivitätsanalyse der Simulationsparameter durchzuführen.

Ansprechpartner:

Dr. Bodo Reimann
Tel.: 0531 / 295-3319
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

Themen in Göttingen:

DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Bunsenstraße 10
D-37073 Göttingen

3. Numerische Untersuchung der transkritischen Einspritzung für Raketenanwendungen
(Download)

Berechnete Temperatur- und Dichteverteilung bei der Einspritzung transkritischen Stickstoffs in eine Modellbrennkammer

In Flüssigtreibstoffraketen ist die Schubkammer der Ort, an dem die in den Treibstoffen gespeicherte chemische Energie in eine Antriebskraft umgesetzt wird. Typischerweise werden dabei flüssiger Sauerstoff und gasförmiger Wasserstoff eingespritzt. Bei den bei Hauptstufentriebwerken mittlerweile üblichen Brennkammerdrücken von über 100 bar (z.B. im Vulcain 2 der ARIANE 5) wird der kritische Druck des Sauerstoffs überschritten. Dadurch ändern sich die Fluideigenschaften massiv: typische Flüssigkeitseigenschaften wie Ober-flächenspannung oder Verdampfungsenthalpie verschwinden, stattdessen ähnelt der Strahl einem Gas hoher Dichte. Charakteristische Phänomene wie eine hohe Variation der Dichte bei kleinen Änderungen der Temperatur (siehe Abbildung) lassen annehmen, dass sich der transkritische Freistrahl anders verhält als die klassischen Fälle des flüssigen oder gasförmigen Freistrahls.
Um diese Phänomene genauer zu verstehen, sollen sie daher im Computer abgebildet werden. Als Modellfall soll dazu zunächst die überkritische Einspritzung von Stickstoff in eine Stickstoffumgebung untersucht werden.

Ansprechpartner:

Daniel Banuti
Tel.: 0551 / 709-2403
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)