Untersuchung zur Seitenstrahl-induzierten Schubvektorsteuerung und Vergleich mit einer schwenkbaren Düse anhand der induzierten Steuerkräfte

Abstract

Der Flug in großen Höhen (Upper Tier) stellt eine besondere Herausforderung an die Steuerungskonzepte hochagiler Flugkörper dar. Herkömmliche aerodynamische Steuerungskonzepte, wie Ruder und Canard, können in großen Höhen, infolge der geringen Luftdichten und der damit verbundenen kleinen Staudrücke, nur bedingt eingesetzt werden. Aus diesem Grund weisen speziell für diesen Höhenbereich entworfene, hochagile Flugkörper alternative Steuerungskonzepte auf, wie etwa eine Querschubsteuerung am Rumpf oder eine Schubvektorsteuerung. Für den letzteren Fall kommen häufig schwenkbare Düsen zum Einsatz. Dies ist zwar ein bewährtes Konzept, welches jedoch, analog zum Konzept der Strahlruder, den Nachteil eines relativ hohen Gewichtes mit sich bringt. Eine Schubvektorsteuerung, die durch einen in der Schubdüse eingesetzten Seitenstrahl induziert wird besitzt diesen Nachteil nicht. Inwieweit die mit der Seitenstrahl-induzierten Schubvektorsteuerung (SISVS) erzeugten Steuerkräfte mit denen einer schwenkbaren Düse vergleichbar sind soll in dieser Studie auf numerischem Wege erarbeitet werden. Hierbei wird neben dem gewöhnlichen Betriebsmodus der SISVS auch ein Modus untersucht, bei dem der Seitenstrahl in der Schubdüse zwar eingeschaltet ist, das Haupttriebwerk jedoch nicht läuft (Querschubmodus). Die gewonnenen Daten werden mit denen einer vergleichbaren schwenkbaren Düse verglichen.