Stoß/Grenzschicht-Wechselwirkung im Eckenbereich eines Hyperschalleinlaufs

Abstract

Die DLR-Abteilung "Windkanäle Köln" kooperierte im Rahmen eines Teilprojektes des Sonderforschungsbereichs 253 "Grundlagen des Entwurfs von Raumfahrzeugen" mit der RWTH Aachen. Gegenstand der Aktivitäten ist die Hyperschall-Referenzkonfiguration ELAC. Die hier vorgestellten Arbeiten des DLR zielen auf die Auslegung des Einlaufs und die Verbesserung der Geometrie im Bereich der Außenverdichtung des RAM-Jet-Triebwerks ab. Windkanal-Untersuchungen wurden dazu im Hyperschall-Windkanal H2K bei Mach 6 an einem entsprechenden Einlaufmodell durchgeführt. Dargestellt werden Auswirkungen der Viskosität und der dadurch hervorgerufenen komplexen dreidimensionalen Effekte im Einlauf, wie zum Beispiel die Eckenströmung. Mittels unterschiedlicher Modelleinsätze wird der Einfluss auf Wärmeübergang und Strömungstopologie im Eckenbereich herausgestellt. Zur Diagnose der Strömungsfelder werden neben Pitot-Druckverteilungen, Ölfilm- und Schlierenbildern auch Infrarotmessdaten herangezogen. Bei geringer Wärmeleitung innerhalb der Wände lassen sich Wärmeströme aus den gemessenen Temperaturentwicklungen ableiten. Die Arbeit umfasst entsprechende Voruntersuchungen an Platten und Rampengeometrien im Windkanal zur Qualifizierung entsprechender Modellwerkstoffe.