Staustrahlantriebe
Staustrahltriebwerke ermöglichen das Erreichen von sehr hohen Fluggeschwindigkeiten von mehr als fünffacher Schallgeschwindigkeit, dem sogenannten Hyperschall. Dabei bieten diese Antriebe nicht nur ein großes Potential für zukünftige Luftverkehrs- und wehrtechnische Anwendungen, sondern auch als Antrieb für vollständig wiederverwendbare Unterstufen als Zugang zum Weltall. Aufgrund der sehr hohen Fluggeschwindigkeiten entstehen jedoch eine Vielzahl strömungsphysikalischer und thermodynamischer Herausforderungen. Diese Effekte des hohen Überschallflugs sind seit Jahren weltweit Gegenstand intensiver Forschung, so auch am DLR-Institut für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen. Das DLR-Institut betreibt am Prüfstand M11.1 eine in Europa einzigartige Bodentestanlage um Staustrahltriebwerke für den Überschallflug, sogenannte Ramjets, sowie für den Flug im hohen Überschall, sogenannte Scramjets, genauer zu erforschen. Dabei erzeugt ein chemischer Lufterhitzer am Prüfstand die notwendigen Versuchsrandbedingungen und den notwendigen Heißgasmassenstrom zur Simulation eines Mach 5,5- bis Mach 6,0-Fluges in großer Flughöhe. In diesem Connected-Pipe-Testmodus genannten Verfahren, bei dem die Brennkammer direkt und ohne Lufteinlauf mit dem Lufterhitzer verbunden ist, lassen sich Verbrennungs- und Strömungsprozesse innerhalb der Brennkammer im Detail untersuchen.
Die Fachgruppe Staustrahlantriebe am DLR-Institut für Raumfahrtantriebe betreut den Lufterhitzerprüfstand M11.1 und beschäftigt sich mit den wichtigsten Aspekten des Hyperschallfluges, insbesondere Kühlung und Verbrennung, sowie Materialtests und neuartige Treibstoffe für diese spezielle Triebwerksform. Darüber hinaus entwickelt und verbessert sie geeignete Messverfahren für diese herausfordernden Strömungs- und Umweltbedingungen. Die am Prüfstand M11.1 gewonnen Messdaten und Ergebnisse fließen nicht nur direkt in die Verbesserung und in das bessere Verständnis zukünftiger Ramjet- und Scramjet-Triebwerke ein, sondern auch in die rechtlichen Zulassungs- und Rahmenbedingungen für den zukünftigen, möglichst nachhaltigen Überschall.