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Auslegung und Charakterisierung eines dreidimensionalen Scramjet-Einlaufs mit hohem Verdichtungsverhälltnis und variabler Innenkontraktion

Hohn, Oliver (2014) Auslegung und Charakterisierung eines dreidimensionalen Scramjet-Einlaufs mit hohem Verdichtungsverhälltnis und variabler Innenkontraktion. Dissertation. DLR-Forschungsbericht. DLR-FB--2014-32, 268 S.

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Abstract

Schwerpunkt der Arbeit lag in der Überführung vormals zweidimensionaler Einlaufgeometrien in eine dreidimensionale Konfiguration. Dazu wurden Voruntersuchungen mit einem modifizierten 2D-Einlauf durchgeführt, auf deren Basis der neue 3D-Einlauf mittels einer CFD-Parameterstudie entwickelt wurde. Um das Starten des Einlaufs sicherzustellen wurde eine verfahrbare Haube zur Variation der Innenkontraktion integriert. Das Betriebsverhalten des 3D-Einlaufs wurde im Wind-kanal H2K analysiert. Dies umfasste das Startverhalten und die Variation des Brennkammer-gegendrucks, der Reynoldszahl und von Anstell- und Schiebewinkel. Zur Analyse der Strömung kamen zahlreiche Messverfahren zum Einsatz. Neben Schlierenaufnahmen und Wanddruckverläufen wurden die Profile des Pitot- und statischen Drucks im Isolator mittels eines Druckmessrechens aufgezeichnet und daraus Machzahlprofile sowie Verdichtungs- und Totaldruckverhältnisse abgeleitet. Die Massenströme an den jeweiligen Betriebspunkten wurden mit einer Drossel gemessen. Zudem wurde auf den externen Rampen die Wärmestromdichte aus Infrarotthermografiemessungen bestimmt. The work focused on converting former two-dimensional inlet geometries into three-dimensional configurations. In order to do so preliminary investigations using a modified 2D-inlet were conducted. Based on this, a new 3D-inlet was designed by a parametric CFD study. To ensure inlet starting a movable cowl for the variation of internal contraction was integrated. The operational behavior of the 3D-inlet was analyzed in the windtunnel H2K. This covered the starting behavior and the variation of combustion chamber backpressure, Reynolds number and angle of attack and angle of yaw. For the investigation of the flow, numerous measurement techniques were applied. Besides Schlieren images and wall pressure curves, the profiles of Pitot and static pressure in the isolator were recorded by a pressure measurement rake, from which Mach number profiles as well as compression and total pressure ratios were derived. The mass flow at each point was measured by a throttle. Furthermore, wall heat fluxes on the external ramps were determined from infrared thermography.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/93465/
Document Type:Monograph (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Title:Auslegung und Charakterisierung eines dreidimensionalen Scramjet-Einlaufs mit hohem Verdichtungsverhälltnis und variabler Innenkontraktion
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Hohn, Oliveroliver.hohn (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:December 2014
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:268
ISSN:1434-8454
Status:Published
Keywords:Scramjet, dreidimensionaler Einlauf, Hyperschall, Windkanal H2K
Institution:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V., Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Department:Abteilung Überschall- und Hyperschalltechnologien
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Transport
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R RP - Raumtransport
DLR - Research theme (Project):R - EU Projekte Raumtransport (old), R - Raumfahrzeugsysteme - Konzepte und Entwurf
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Aerodynamics and Flow Technology > Über- und Hyperschalltechnologien
Deposited By: Hohn, Oliver
Deposited On:23 Dec 2014 15:00
Last Modified:31 Jul 2019 19:50

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