Experimentelle Untersuchungen der Überschallströmung an Einläufen mit variabler Geometrie für luftatmende Antriebe

Abstract

Im Rahmen dieser vorliegenden Arbeit ist ein variabler Einlauf eines luftatmenden Staustrahlantriebs untersucht worden. Dieser variable Einlauf hat das Ziel über einen großen Machzahlbereich funktionsfähig zu sein. Insbesondere sind neben den Stoß-Grenzschicht-Interaktionen und den Stoßoszillationen der Einlaufinnenströmung auch die Leistungseigenschaften, wie Druckrückgewinn, Massendurchsatz und Stabilität untersucht worden. Im Vorfeld sind vier Einlaufkonturen (für Ma=3,0; 3,5; 4,0; 4,5), die in die variable Einlaufgeometrie überführt worden sind, ausgelegt und einzeln untersucht worden. Zusätzlich ist die optimale Einlauflage am Flugkörper experimentell bestimmt worden. Um die Strömungstopologie im Einlauf zu untersuchen, sind verschiedene Messtechniken verwendet worden. Unter anderem sind die statischen Drücke auf der Ober- und Unterseite des Einlaufs sowie Pitotdrücke im Mittelschnitt des Einlaufs gemessen worden. Der Brennkammerdruck ist mit Hilfe einer Verstelldrossel simuliert und variiert worden; gleichzeitig ist der zugehörige Massenstrom sowie der Druckrückgewinn bestimmt worden. Ferner ist das Einlaufmodell optisch zugänglich, so dass die Innenströmung mit dem Hochgeschwindigkeits-Schlierenverfahren untersucht werden kann.