elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Imprint | Privacy Policy | Contact | Deutsch
Fontsize: [-] Text [+]

Entwicklung einer Hochtemperatur S-Band-Sendeantenne für Hyperschall Wiedereintrittskörper zu Mess-Datenübertragung

Hassenpflug, Frank and Hörschgen-Eggers, Marcus (2023) Entwicklung einer Hochtemperatur S-Band-Sendeantenne für Hyperschall Wiedereintrittskörper zu Mess-Datenübertragung. Project Report.

[img] PDF
799kB

Abstract

Im Rahmen des Programms SHEFEX, bei dem unter anderem ein neues Temperaturschutzkonzept für hypersonische Flugbedingungen erprobt wurde, entstanden bei der Mobilen Raketenbasis (MORABA), die für die Durchführung des eigentlichen Flugversuchs verantwortlich war, neue und anspruchsvolle Anforderungen für die Übertragung der Experimentdaten per Telemetrie zum Boden. Während der Experimentphase von SHEFEX, die während des stabilen Wiedereintritts des Flugkörpers im Höhenbereich von 90 bis 200 km stattfand, sollte eine vollständige Telemetrie-Datenübertragung der Sensoren und Experimente gewährleistet sein. Darin enthalten waren die Daten zur Positionsbestimmung über GPS. Seitens der Telemetrie wurden hierzu bisher üblicherweise Blade-Antennen im S- Bandbereich (2.25 GHz) eingesetzt. Da jedoch bei einer stabil eintretenden Nutzlast sehr hohe thermische Belastungen auch der Antennen selbst zu erwarten waren, wurde ein angepasstes Design der Antenne notwendig. Auch können bei sehr hohen Geschwindigkeiten Realgaseffekte wie Teilchenionisation und Plasmabildung auftreten, die Beeinträchtigungen bei der Datenübermittlung über elektromagnetische Felder nach sich ziehen. Dies wurde insbesondere in den späteren, weiter fortschreitenden, Flugexperimenten des Programms signifikant. Um diese Effekte zu berücksichtigen, abzuschwächen oder die Datenübertragung anderweitig robust und zuverlässig zu gestalten, waren weitergehende Untersuchungen notwendig. Der überwiegende Anteil der Nutzlasten von Höhenforschungsraketen ist den Forschungsbereichen „Forschung unter Weltraumbedingungen“ oder „Atmosphärenphysik“ zuzuordnen. In beiden Fällen ist die Experimentphase üblicherweise abgeschlossen, bevor die Nutzlast auf dem absteigenden Teil der Flugbahn wieder auf ingenieurstechnisch relevante Atmosphärendichten trifft. Dies ist bei aerodynamischen oder aerothermodynamischen Versuchen zur Hyperschallströmung nicht der Fall – hier ist das „Experimentalfenster“ meist genau innerhalb der ingenieurstechnisch relevanten Atmosphäre während des Widereintritts, zwischen 90 und 20 km Höhe. Während normale Nutzlasten in diesem Teil der Atmosphäre instabil ausgelegt sind, also unkontrolliert taumeln sollen, um so möglichst stark abzubremsen und die Energie auf den gesamten Körper zu verteilen, ist dies bei Hyperschallnutzlasten nicht möglich. Jedoch haben auch bei Versuchen mit instabil ausgelegter Nutzlast Untersuchungen von geborgenen Raketennutzlasten gezeigt, dass es ein stabiles Eintrittsverhalten geben kann. Dieses führte durch lokale Konzentration der eingebrachten Energie teilweise zu Degradation (Abschmelzen des Antennenleiters und Isolierung) im Antennenkernbereich. Im Gegensatz zu konventionellen Höhenforschungsmissionen, bei denen der wissenschaftliche Schwerpunkt hauptsächlich im exoatmosphärischen Flugbereich liegt, müssen somit für das SHEFEX- Programm und ähnliche Flüge entsprechende Vorkehrungen getroffen werden.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/193400/
Document Type:Monograph (Project Report)
Title:Entwicklung einer Hochtemperatur S-Band-Sendeantenne für Hyperschall Wiedereintrittskörper zu Mess-Datenübertragung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
Hassenpflug, FrankUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Hörschgen-Eggers, MarcusUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:2023
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Status:Published
Keywords:S-Band-Flug-Antenne, Hyperschall, Wiedereintrittskörper, Hochtemperatur, Hochfrequenz, Telemetriedaten-Übertragung
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Transportation
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R RP - Space Transportation
DLR - Research theme (Project):R - Technologies for sounding rockets
Location: Oberpfaffenhofen
Institutes and Institutions:Space Operations and Astronaut Training > Mobile Rocket Base
Deposited By: Hassenpflug, Frank
Deposited On:23 Jan 2023 09:03
Last Modified:23 Jan 2023 09:03

Repository Staff Only: item control page

Browse
Search
Help & Contact
Information
electronic library is running on EPrints 3.3.12
Website and database design: Copyright © German Aerospace Center (DLR). All rights reserved.