elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Numerical Study on the Thermal Loads During a Supersonic Rocket Retropropulsion Maneuver

Ecker, Tobias und Karl, Sebastian und Dumont, Etienne und Stappert, Sven und Krause, Daniel (2019) Numerical Study on the Thermal Loads During a Supersonic Rocket Retropropulsion Maneuver. Journal of Spacecraft and Rockets, 57 (1), Seiten 131-146. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.A34486. ISSN 0022-4650.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://doi.org/10.2514/1.A34486

Kurzfassung

The return and vertical landing of the first launch stage is a concept enabling reusable launch systems and has been successfully applied by SpaceX with the Falcon 9. The Falcon 9 first stage descends by two or three phases of retropropulsion. Especially the supersonic retropropulsion phase, using three of its nine engines, is of interest because it exhibits conditions close to Mars reentry. During retropropulsion, the first stage is partially submerged in the hot exhaust plume. In this study, a generic model based on the Falcon 9’s features and dimensions is used to perform a numerical investigation of the plume–vehicle interaction. Using large-eddy simulation and Reynolds-averaged Navier–Stokes equations (RANS)-based computational methods, the flowfield is characterized at different trajectory points during retropropulsion. Based on several steady RANS calculations, an aerothermal database is created and coupled into a simple finite element structural heating model of the casing. The results show that, despite the high gas temperatures, the low gas density leads to a manageable heat flux and only a moderate temperature increase on the cylindrical walls when using conventional aluminum materials.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/129626/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Numerical Study on the Thermal Loads During a Supersonic Rocket Retropropulsion Maneuver
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ecker, TobiasTobias.Ecker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7134-1185NICHT SPEZIFIZIERT
Karl, SebastianSebastian.Karl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5558-6673NICHT SPEZIFIZIERT
Dumont, EtienneEtienne.Dumont (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4618-0572NICHT SPEZIFIZIERT
Stappert, SvenSven.Stappert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8425-2779NICHT SPEZIFIZIERT
Krause, DanielDaniel.Krause (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5315-241XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Oktober 2019
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:57
DOI:10.2514/1.A34486
Seitenbereich:Seiten 131-146
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTARCNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:0022-4650
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Plume, Aerothermal loads, Retro-propulsion
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 - Raumfahrzeugsysteme - Systemanalyse Raumtransport (alt), R - Projekt X-TRAS (alt), R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie, R - Raumfahrzeugsysteme - Numerische Verfahren und Simulation (alt)
Standort: Braunschweig , Bremen , Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Strukturmechanik
Institut für Raumfahrtsysteme > Systemanalyse Raumtransport
Institut für Raumfahrtsysteme > Systementwicklung und Projektbüro
Hinterlegt von: Ecker, Tobias
Hinterlegt am:22 Okt 2019 16:53
Letzte Änderung:22 Nov 2023 07:25

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.