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Active Control of Dual-Bell Nozzle Operation Mode Transition by Film Cooling and Mixture Ratio Variation

Schneider, Dirk und Stark, Ralf und Génin, Chloé und Oschwald, Michael und Kostyrkin, Konstantin (2019) Active Control of Dual-Bell Nozzle Operation Mode Transition by Film Cooling and Mixture Ratio Variation. Journal of Propulsion and Power. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.B37299. ISSN 0748-4658.

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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/1.B37299

Kurzfassung

A numerical study is conducted to investigate the impact of a film-cooled dual-bell nozzle extension on its operation mode transition behavior. Therefore, unsteady Reynolds-averaged Navier–Stokes simulations of the transition process between the sea level and altitude modes are carried out. The investigated dual-bell nozzle model is fed with hot gas by a combustion chamber using liquid oxygen as oxidizer and gaseous hydrogen as fuel. Upstream of the dual-bell nozzle contour inflection, gaseous hydrogen is injected as cooling fluid for the nozzle extension wall. The numerical studies yield a clear impact of the cooling fluid mass flow rate on the transition nozzle pressure ratio of the dual-bell nozzle. The increase of the cooling fluid mass flow rate leads to a shift of the dual-bell transition nozzle pressure ratio to lower values. Furthermore, the impact of the combustion chamber mixture ratio on the dual-bell operation mode transition is investigated. A clear shift to lower transition nozzle pressure ratio values due to higher propellant mixture ratios can be observed. A combination of the two effects is introduced for an active control of the dual-bell operation mode transition.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/131275/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Active Control of Dual-Bell Nozzle Operation Mode Transition by Film Cooling and Mixture Ratio Variation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schneider, DirkDirk.Schneider (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4785-4244NICHT SPEZIFIZIERT
Stark, RalfRalf.Stark (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1923-1901NICHT SPEZIFIZIERT
Génin, ChloéChloe.Genin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5752-0643NICHT SPEZIFIZIERT
Oschwald, MichaelMichael.Oschwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9579-9825NICHT SPEZIFIZIERT
Kostyrkin, KonstantinRWTH Aachen University, DNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Oktober 2019
Erschienen in:Journal of Propulsion and Power
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.2514/1.B37299
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:0748-4658
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:dual bell nozzle, film cooling, nozzle flow
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt TAUROS (TAU for Rocket Thrust Chamber Simulation)
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebe
Hinterlegt von: Hanke, Michaela
Hinterlegt am:28 Nov 2019 09:21
Letzte Änderung:24 Okt 2023 14:39

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