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Innovative Thermal Management Concepts and Material Solutions for Future Space Vehicles

Esser, Burkard und Barcena, J. und Kuhn, Markus und Okan, A. und Haynes, L. und Gianella, S. und Ortona, A. und Liedtke, V. und Francesconi, D. und Tanno, H. (2016) Innovative Thermal Management Concepts and Material Solutions for Future Space Vehicles. Journal of Spacecraft and Rockets, 53 (6), Seiten 1051-1060. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.A33501. ISSN 0022-4650.

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Offizielle URL: http://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.A33501

Kurzfassung

When entering a planetary atmosphere, space vehicles are exposed to extreme thermal loads. To protect the vehicle’s interior, a thermal protection system is required. Future aerospace transportation demands solutions that exceed the performance of current systems and up-to-date material limits. Therefore, new and disruptive solutions must be envisaged to meet those extreme conditions. In the search of new solutions for sharp leading edges of future hypersonic reentry or transport vehicles, the THOR project, composed of eight European organizations (industries, research centers, and universities) and one Japanese Agency (Japan Aerospace Exploration Agency), is actively working on definition, design, implementation, and simulation of new passive and active thermal management solutions and their verification in relevant environments (high-enthalpy facilities). This paper provides an overview of the recent developments on the four concepts that are targeted in the project, applying different physical methodologies: 1) passive cooling using highly conductive carbon-based fibers, 2) passive cooling with intensive internal radiative exchange, 3) active cooling based on convection heat transfer using a ceramic sandwich/thermal protection system with ceramic foams/lattices, and 4) active transpiration cooling of external surfaces. Details on these thermal management concepts, requirements from end users, and test configurations, as well as results from experimental and numerical verification, are given.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/106369/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Innovative Thermal Management Concepts and Material Solutions for Future Space Vehicles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Esser, BurkardBurkard.Esser (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barcena, J.TecnaliaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kuhn, Markusmarkus.kuhn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0633-2327NICHT SPEZIFIZIERT
Okan, A.Tübitak UzayNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haynes, L.Fluid Gravity Eng.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gianella, S.ErbicolNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ortona, A.SUPSINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liedtke, V.AAC GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Francesconi, D.Thales AleniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tanno, H.JAXANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juli 2016
Erschienen in:Journal of Spacecraft and Rockets
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:53
DOI:10.2514/1.A33501
Seitenbereich:Seiten 1051-1060
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:0022-4650
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Atmospheric entry, Thermal protection, High enthalpy, Ceramic Matrix Composites, Fluid-Structure interaction
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme (alt)
Standort: Köln-Porz , Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Raumfahrt - System - Integration
Hinterlegt von: Esser, Dr.-Ing. Burkard
Hinterlegt am:24 Okt 2016 12:20
Letzte Änderung:27 Nov 2023 12:53

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