Überschallverbrennung

Bei herkömmlichen Raumfahrtantrieben (Raketen) macht der zur Verbrennung notwendige Oxidator einen Großteil der Startmasse aus (ca. 70%). Daher besteht ein großes Interesse an luftatmenden Antrieben, die bis zu Flugmachzahlen von Ma=15…20 den Luftsauerstoff zur Verbrennung nutzen. In diesem Fall muss die Brennkammer mit Überschall durchströmt und Mischung und Verbrennung in extrem kurzer Zeit bewerkstelligt werden. Am Institut werden theoretisch-numerische Untersuchungen zu solchen Scramjets (supersonic combustion Ramjets) durchgeführt. Es stehen 3D-Simulationsverfahren zur Verfügung, mit denen sich kompressible Strömungen mit detaillierter Chemie und unter Berücksichtigung der Turbulenz-Chemie-Interaktion berechnen lassen. Die Untersuchungen erstrecken sich hierbei von verschiedenen Arten der Brennstoffeinblasung über Schadstoffemissionen bis hin zu Wandwärmebelastungen in der Brennkammer.