Aerodynamische Untersuchungen am Generic Hypersonic Glide Vehicle 1 (GHGV-1)

Abstract

Das GHGV-1 ist eine generische Ausführung eines taktischen Hyperschallgleiters mit einer Design-Mach-Zahl von Ma=10. Er ist als Boost-Glide-Fahrzeug konzipiert, d.h. er wird von einer Booster-Rakete auf einer abgesenkten ballistischen Flugbahn gestartet und in großen Höhen (nahe der Karman-Linie; H = 100 km) freigesetzt. Bis zur Trennung befindet sich der Gleiter zum Schutz gegen äußere Einflüsse und aus aerodynamischen Gründen unter einer Verkleidung. Nach der Trennung von der Booster-Stufe tritt der GHGV-1 wieder in die Atmosphäre ein und gleitet auf sein Ziel zu. Um seine Gleitfähigkeiten zu verbessern, ist der Gleiter als konischer Wellenreiter konzipiert. Zwei integrierte Klappen auf der Unterseite und zwei Ruder (oder Flossen) auf der Oberseite werden zur Steuerung und zur aerodynamischen Stabilisierung des Fahrzeugs während des atmosphärischen Fluges verwendet. In größeren Höhen dienen kleine Düsen am Heck des Fahrzeugs zur Lageregelung. Mit der aktuellen GHGV-1 Konfiguration wurden aerodynamische Untersuchungen im Hyperschallwindkanal H2K (Ma=5.3, 7.0, 8.7) und im Trisonischen Windkanal TMK (Ma=2.0, 3.0, 4.0) für einen Anstellwinkelbereich zwischen -5° und +10° durchgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchungen im Hinblick auf die statische Stabilität des Fahrzeugs und die Wirksamkeit der Klappen und Finnen werden mit den Daten einer vereinfachten numerischen Simulationsrechnung verglichen. Zusätzlich zeigen Schlierenaufnahmen die sich auf der Ober- und Unterseite ausbildenden Strömungsstrukturen.