Tag der Luft- und Raumfahrt 2013

Windkanäle der Abteilung Über- und Hyperschalltechnologie: Feuertaufe fürs All

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  • Einblick in die Forschungsanlagen

    Einblick in die Forschungsanlagen

    Einblick in die Forschungsanlagen der Abteilung Über- und Hyperschalltechnologie des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik am Tag der Luft- und Raumfahrt 2011.

  • Modell im Windkanal

    Modell im Windkanal

    Einblick in die Forschungsanlagen der Abteilung Über- und Hyperschalltechnologie des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik am Tag der Luft- und Raumfahrt 2011.

Glühende Hitze, zum Bersten hohe Drücke, Geschwindigkeiten schneller als der Schall: das alles muss beim Aufstieg der Ariane-Rakete, bei der Rückkehr unserer europäischen Astronauten von der Internationalen Raumstation (ISS) und beim Eintritt einer Kapsel in die Marsatmosphäre überstanden werden. Daher muss für all diese verschiedenen Raumtransporter und auch zukünftigen Konzepte das Verhalten bei sehr hohen Geschwindigkeiten bestimmt werden. Unter anderem kann damit das aerodynamische Flugverhalten, also die Kräfte oder Momente an dem Körper, aber auch die Aufheizung der Körperoberflächen gemeint sein. Beides wird von den DLR-Wissenschaftlern der Abteilung Über- und Hyperschalltechnologie des Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik untersucht.

Am Tag der Luft- und Raumfahrt 2013 wird live die Landekapsel einer zukünftigen Mars-Mission bei fünffacher Schallgeschwindigkeit (Mach 5) im Hyperschallwindkanal auf deren Aufheizung im Heckbereich getestet. Unter allen Umständen muss beim Eintritt in die Marsatmosphäre sichergestellt sein, dass alle Komponenten der Kapsel die enormen Temperaturen überstehen. Neben den Demonstrationsversuchen im Hyperschallwindkanal können auch der trisonische und die lichtbogenbeheizten Windkanäle bestaunt werden. Zusätzlich zu dem Marskapselmodell werden noch Windkanalmodelle zur Untersuchung von zukünftigen Triebwerken bis hin zu kompletten Raumfahrzeugen ausgestellt. Verschiedene Messtechniken wie beispielsweise zur Beurteilung der Aerodynamik eines Raumfahrzeuges im Windkanal werden vorgestellt. Auch einige Komponenten zur Messung im Hyperschallflug, zum Beispiel an Bord einer Höhenforschungsrakete, werden ausgestellt.

Insgesamt verfügt die Abteilung über fünf Windkanäle. So werden zum Beispiel Untersuchungen zu Ram- und Scramjets in den Windkanälen durchgeführt. Diese neuartigen Triebwerke werden benötigt, um bei hohen Überschallgeschwindigkeiten effizient lange Strecken zu überwinden. Untersucht wird hierbei der Einlauf am vorderen Teil des Triebwerks, der die anströmende Luft sammelt und verdichtet. Oder aber auch die Düse am hinteren Teil des Triebwerks, die die zuvor in der Brennkammer gezündeten Abgase beschleunigt und für den nötigen Schub sorgt.

Weiterhin verfügt die Abteilung über in Europa einzigartige lichtbogenbeheizte Anlagen für Untersuchungen bei extrem hohen Temperaturen und Geschwindigkeiten. So werden für Flugobjekte unter anderem Hitzeschutzmaterialien getestet. Es können die Atmosphärenbedingungen sowohl von der Erde als auch die des Saturnmonds Titan und des Mars mit eventuell auftretenden Sandstürmen nachgebildet werden.

Um Experimente in Windkanälen und Simulationen am Computer zu ergänzen, werden experimentelle Testflüge durch die Atmosphäre durchgeführt. Hierbei ist es wichtig, so viele Informationen wie möglich zu sammeln, da diese Flüge sehr aufwendig und teuer sind. Bei den vorherrschenden Bedingungen im Über- und Hyperschallflug ist allerdings das Design und Auslegung solcher Sensorik schon eine große Herausforderung. In diesem Bereich forscht und arbeitet die Abteilung für Über- und Hyperschalltechnologie erfolgreich an individuellen Messsystemen, inklusive der nötigen Elektronik zur Erfassung und Verarbeitung der gemessenen Signale. Diese Messsysteme sind bereits erfolgreich auf den DLR-Flugexperimenten SHEFEX I und II in der Erdatmosphäre geflogen. Zurzeit werden Sensoren für einen zukünftigen Flug zum Mars entwickelt. Diese Sensoren sollen nach dem langen Flug durch das kalte Weltall das heiße Finale beim Eintritt in die Marsatmosphäre aufzeichnen und den Wissenschaftlern unschätzbare Daten liefern.
 

Zuletzt geändert am:
06.09.2013 10:28:11 Uhr