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Heat Transfer Comparison of Graphite and C/C SiC Inserts in Hybrid Rocket Nozzles Using Coupled Fluid Structure-Simulations

Zeriadtke, Jan Erik und Wartemann, Viola (2026) Heat Transfer Comparison of Graphite and C/C SiC Inserts in Hybrid Rocket Nozzles Using Coupled Fluid Structure-Simulations. In: 10th Space Propulsion Conference. 10th Space Propulsion Conference, 2026-05-18 - 2026-05-21, Bari, Italien. doi: 10.60711/SPC2026.20260714.23501655487113444.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Kurzfassung

Ceramic materials are promising alternatives to graphite for reducing nozzle erosion in hybrid rocket engines. This work presents a thermally coupled fluid-structure interaction study of nozzle assemblies for the AHRES-C engine equipped with two candidate insert materials: graphite and a Ceramic Matrix Composite (CMC) made from Carbon Fibre Reinforced Carbon- Silicon Carbide (C/C-SiC). Two different fibre orientations in the CMC are compared to show effects on the thermal loads. Simulations were performed using the DLR Coupled Numerical Fluid, Flightmechanics and Structure Simulations (CoNF²aS²) environment, coupling the DLR Tau RANS solver with Ansys Mechanical. Results indicate that while the graphite baseline maintains the lowest interface temperatures, C/C-SiC is a viable alternative for short firing durations despite a maximum temperature increase of 80K. Furthermore, fibre orientation influences thermal loads, the configuration of radial and axial fibres demonstrates potential in mitigating local hot spots compared to the radial only configuration. These findings provide essential insights for optimizing the thermal-structural design of erosion-resistant nozzle inserts.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225652/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Heat Transfer Comparison of Graphite and C/C SiC Inserts in Hybrid Rocket Nozzles Using Coupled Fluid Structure-Simulations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zeriadtke, Jan Erikjan.zeriadtke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-3254-8635220723737
Wartemann, ViolaViola.Wartemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 Mai 2026
Erschienen in:10th Space Propulsion Conference
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.60711/SPC2026.20260714.23501655487113444
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hybrid Rocket Engine, CFD, Fluid-Structure-Interaction, CoNF²aS², Heat Transfer, Rocket Nozzle
Veranstaltungstitel:10th Space Propulsion Conference
Veranstaltungsort:Bari, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:18 Mai 2026
Veranstaltungsende:21 Mai 2026
Veranstalter :3AF – Association Aéronautique et Astronautique de France
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie, R - Blue Sky | Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie Blue Sky, R - Synergieprojekt Advanced Technologies for High Energetic Atmospheric Flight of Launcher Stages
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, BS
Hinterlegt von: Zeriadtke, Jan Erik
Hinterlegt am:15 Jul 2026 08:48
Letzte Änderung:15 Jul 2026 08:48

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