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Rarefied Aerothermodynamics Technology Development for Future High-Altitude High-Speed Transport (EU-FAST20XX)

Votta, Raffaele und Marini, Marco und Ranuzzi, Giuliano und Schlegat, Thomas und Hannemann, Klaus und Schwanekamp, Tobias und Sippel, Martin (2013) Rarefied Aerothermodynamics Technology Development for Future High-Altitude High-Speed Transport (EU-FAST20XX). AIAA SPACE 2013 Conference and Exposition, 2013-09-10 - 2013-09-12, San Diego, CA, USA. doi: 10.2514/6.2013-5330.

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Offizielle URL: http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2013-5330

Kurzfassung

First subject of the present paper has been the experimental and numerical characterization of test chamber flow of DLR-V2G low-density wind tunnel, in the frame of EU-FP7 FAST20XX project activities dedicated to the validation of numerical tools able to predict rarefaction effects in suborbital flight. Pitot pressure radial profiles measured at different positions downstream the test chamber have been compared at nozzle exit to numerical results obtained with different methodologies accounting for rarefaction effects (CFD with slip-flow boundary conditions, a hybrid CFD-DSMC procedure), and a re-definition of the V2G facility envelope in terms of flight-relevant parameters (Mach, Reynolds, Knudsen numbers) has been presented. A good agreement between experiments and numerical results has been achieved for M=12 and M=16 cases (not as good for M=22), thus confirming that the test chamber flow knowledge is of fundamental importance for a proper numerical rebuilding of an experimental test campaign. Further, the aerodynamic coefficients of lift, drag and pitching moment of the analyzed lifting body configuration have been experimentally determined by means of three component force and moment measurements in V2G and the influence of rarefaction onto the aerodynamic coefficients have been shown. The results have numerically been validated by means of DSMC calculations. After the validation of the numerical tools, the high altitude effects to the future hypersonic/suborbital re-entry vehicle SpaceLiner have been analyzed. Bridging functions have been developed and validated by means of DSMC calculations. The effects of rarefaction on global longitudinal aerodynamics of SpaceLiner in the range of altitude 65÷85 km have been pointed out by comparing to the aerodatabase in continuum regime conditions. DSMC computation has been done in the higher SpaceLiner altitude point confirming the bridging function results and providing heat transfer estimations. Two versions of SpaceLiner have been analyzed: SL4.3 and SL7.1.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/85236/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:DOI: 10.2514/6.2013-5330
Titel:Rarefied Aerothermodynamics Technology Development for Future High-Altitude High-Speed Transport (EU-FAST20XX)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Votta, RaffaeleCIRA, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marini, MarcoCIRA, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ranuzzi, GiulianoCIRA, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlegat, ThomasThomas.Schlegat (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hannemann, KlausKlaus.Hannemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwanekamp, TobiasTobias.Schwanekamp (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sippel, Martinmartin.sippel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7356-7575NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2013-5330
Name der Reihe:Conference Proceedings online
Status:veröffentlicht
Stichwörter:rarefied flow, low density, Vacuum wind tunnel; V2G; VxG; force measurements; aerodynamic coefficients; lifting body; lift; drag; pitching moment; experimental and numerical analysis; CFD; DSMC; FAST20XX
Veranstaltungstitel:AIAA SPACE 2013 Conference and Exposition
Veranstaltungsort:San Diego, CA, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:10 September 2013
Veranstaltungsende:12 September 2013
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 - EU Projekte Raumtransport (alt)
Standort: Bremen , Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge
Institut für Raumfahrtsysteme > Systemanalyse Raumtransport
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:29 Nov 2013 10:49
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:51

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