Laserinduzierte Strömungskontrolle



Schlierenaufnahme der Verdichtungsstöße vor einem Überschall-Flugkörper ohne (oben) und mit laserinduzierter Energiedeposition (unten).

 


Die aktive Beeinflussung technischer Strömungen ist eine vielversprechende Technologie zur Reduzierung des aerodynamischen Widerstands.

So ist es möglich durch eine Energiedeposition im Strömungsfeld eines Überschallflugkörpers eine Modifikation der Verdichtungsstöße herbeizuführen und den Widerstand damit zu reduzieren. Die experimentell und numerisch bestätigte Reduktion des Wellenwiderstands stellt sich hierbei durch das lokale Heizen der Strömung ein.

Ziel der Arbeiten ist die Realisierung der Energiedeposition durch ein laserinduziertes Plasma. Dabei wird durch die Ionisation des Gases im Laserfokus eine effiziente Absorption der eingestrahlten Laserenergie erzielt, ein Plasma gebildet und das Gas mit hohem Wirkungsgrad lokal erhitzt.

Zunächst erfolgt die energetische und dynamische Charakterisierung der Energiedeposition anhand optischer Diagnostik. Durch interferometrische Messungen können Dichteunterschiede im Messvolumen bestimmt werden, die Aufschluss geben über die Elektronendichte im Plasma sowie den langsamen thermischen Wärmeleitungsprozess.
In einem zweiten Schritt wird die Modifikation der Stoßfront in einer Überschallströmung (Ludwieg-Rohr) mit Hilfe der Schlieren-Technik analysiert und die Reduktion des aerodynamischen Widerstands am Probekörper direkt gemessen.


Kontakt
David Sperber
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Technische Physik
, Studien & Konzepte
Tel: +49 711 6862-650

Fax: +49 711 6862-715

E-Mail: david.sperber@dlr.de
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