Untersuchung eines Einlaufmodells im Hyperschallkanal H2K des DLR

Abstract

Die RWTH Aachen kooperiert im Rahmen eines Teilprojekts des DFG Sonderforschungsbereichs 253 mit dem DLR-Institut AS, Abteilung Windkanäle Köln-Porz. Inhalt der Aktivitäten sind Windkanaluntersuchungen an einem im Rahmen des Projekts vorgegebenen Einlaufsystem für das zukünftige Hyperschall-Raumflugzeug ELAC. Ziel ist es, unter Berücksichtigung viskoser Effekte wie Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkungen, Grenzschichtablösung und Grenzschichttransition geeignete Maßnahmen zur Verbesserung der Einlaufgeometrie zu erarbeiten. Inhalt der Arbeit ist eine experimentelle Untersuchung der Einlaufströmung im Hyperschallwindkanal H2K an einem Einlaufmodell bei den Anströmmachzahlen 5,3 und 6,0. Das Windkanal-Modell wurde im Hinblick auf den Einsatz von Druck- und Infrarotmesstechnik ausgelegt. Die Seitenwände des Modells verfügen über Fenster zur schlierenoptischen Sichtbarmachung der Stoßlagen. Innerhalb des Windkanals wird das Einlaufmodell an eine Drossel angeschlossen, die den Gegendruck der Brennkammer simuliert und dabei den durchgesetzten Massenstrom misst. Im Rahmen der Arbeit wurden die Transitionslagen auf den Rampen sowie auftretende Wärmelasten mittels IR-Thermographie bestimmt. In Abhängigkeit des durch die Messdrossel erzeugten Gegendrucks wurde der durchgesetzte Massenstrom ermittelt, um damit die Güte des Einlaufs zu beurteilen. Die gewonnenen Messdaten sind zusammengestellt sowie vor dem Hintergrund aktueller Literatur interpretiert. Abschließend sind Emphelungen für eine verbesserte geometrische Einlaufgestaltung gegeben.