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Investigations on the thermal behaviour of CMC-based leading edges in hypersonic arc jet flows

Kuhn, Markus und Esser, Burkard und Dalenbring, Mats und Gülhan, Ali und Cavagna, Luca (2012) Investigations on the thermal behaviour of CMC-based leading edges in hypersonic arc jet flows. CEAS Space Journal, 3 (1-2), Seiten 61-76. Springer Verlag, Vienna. DOI: 10.1007/s12567-012-0025-2. ISSN 1868-2502.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1007/s12567-012-0025-2

Kurzfassung

A generic leading edge model with a swept ceramic wing assembly was built, which enables to test leading edge samples made of the CMC materials C/C-SiC (non-oxide), OXIPOL and WHIPOX (both oxide). To measure the temperature evolutions, thermocouples were installed inside the model whereas an infrared camera and pyrometers were applied at the model’s outer surface. The model was investigated in DLR’s arc-heated facility L3K at a total enthalpy of 8.5 MJ/kg, Mach number of 7.8, varying angles of attack and wing inclinations. Furthermore, the effect of leading edge bluntness was studied. An analytical estimation was performed which was in good agreement with the maximum leading edge surface temperatures measured. The experiments conducted provide a sound data basis for the simulation of aerothermally loaded CMC leading edge structures. Within a first attempt, a fluid-structure coupled simulation was performed by FOI, based on a modal approach for the conduction model. Despite some deviations, results show that the temperature profiles are correctly depicted depending on the model’s angle of attack.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Published online: 27.04.2012, Online ISSN: 1868-2510
Titel:Investigations on the thermal behaviour of CMC-based leading edges in hypersonic arc jet flows
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Kuhn, Markusmarkus.kuhn@dlr.de
Esser, BurkardBurkard.Esser@dlr.de
Dalenbring, MatsTotalförsvarets forskningsinstitut - FOI
Gülhan, AliAli.Guelhan@dlr.de
Cavagna, LucaTotalförsvarets forskningsinstitut - FOI
Datum:2012
Erschienen in:CEAS Space Journal
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:3
DOI :10.1007/s12567-012-0025-2
Seitenbereich:Seiten 61-76
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Stavrinidis, ConstantinosNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Verlag, Vienna
ISSN:1868-2502
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Arc-jet testing, Ceramic matrix composites, CMC, Leading edge, Fluid-structure interaction, Hypersonic flow
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Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Raumfahrt - System - Integration
Hinterlegt von: Markus Kuhn
Hinterlegt am:23 Jul 2012 12:44
Letzte Änderung:23 Mär 2015 07:35

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