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Aerothermal analysis of plume interaction with deployed landing legs of the CALLISTO vehicle

Ertl, Moritz und Ecker, Tobias und Klevanski, Josef und Dumont, Etienne und Krummen, Sven (2022) Aerothermal analysis of plume interaction with deployed landing legs of the CALLISTO vehicle. In: 9th European Conference For Aeronautics And Space Science, EUCASS 2022. European Conference for Aeronautics and Aerospace Sciences (EUCASS), 2022-06-27 - 2022-07-01, Lille, Frankreich.

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Kurzfassung

The current European long term strategy aims at moving towards reusable launch vehicles (RLV) for the first stages of launchers. In accordance with this strategy the German Aerospace Center (DLR) has entered into a collaboration with the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) and the French Space Agency (CNES) for the development of RLV relevant technologies. A part of this collaboration is a vertical take off and vertical landing (VTVL) reusable subscale launcher first stage demonstrator - the Cooperative Action Leading to Launcher Innovation in Stage Toss back Operations (CALLISTO). The mission of the CALLISTO vehicle is to return to the launch pad using retro propulsion and an Approach and Landing System (ALS) with extendable landing legs. This development leads to additional aerothermal design questions compared to traditional launchers. In the case of CALLISTO the highest heat fluxes are caused by heating from hot exhaust gases of the aft bay section. This especially affects the unfolded ALS during the final phase of the landing approach. The arising heat fluxes, therefore, influence the structural design and the thermal protection system (TPS) of the ALS. In this study we conduct computational fluid dynamics (CFD) investigations using Reynolds averaged Navier Stokes (RANS) methods of the aerothermal loads on the ALS during the landing phase. We use the Spalart-Allmaras turbulence model and frozen chemistry for the simulations. We analyse the flow field as well as the surface distributions. We investigate the necessity of simulations including the plume for these analyses. We use analyses of the flow fields as well as the surface distributions to investigate the influence of angle of attack, angle of roll, atmospheric conditions, flight speed and thrust level.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187068/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Aerothermal analysis of plume interaction with deployed landing legs of the CALLISTO vehicle
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ertl, MoritzMoritz.Ertl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1900-5122NICHT SPEZIFIZIERT
Ecker, TobiasTobias.Ecker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7134-1185NICHT SPEZIFIZIERT
Klevanski, JosefJosef.Klevanski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-4336-1116NICHT SPEZIFIZIERT
Dumont, EtienneEtienne.Dumont (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4618-0572NICHT SPEZIFIZIERT
Krummen, Svensven.krummen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4126-688XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juli 2022
Erschienen in:9th European Conference For Aeronautics And Space Science, EUCASS 2022
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:re-usable launchers, aerothermodynamics, heat loads, landing legs, CFD
Veranstaltungstitel:European Conference for Aeronautics and Aerospace Sciences (EUCASS)
Veranstaltungsort:Lille, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:27 Juni 2022
Veranstaltungsende:1 Juli 2022
Veranstalter :EUCASS
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt CALLISTO [RP]
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien, KP
Institut für Raumfahrtsysteme > Systementwicklung und Projektbüro
Hinterlegt von: Ertl, Moritz
Hinterlegt am:27 Jun 2022 12:17
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:48

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