Studie zur Start-Machzahl eines generischen Überschalllufteinlaufs

Abstract

Die komplexe Wechselwirkung strömungsphysikalischer Prozesse, die beim Öffnen eines Überschalleinlaufs ablaufen, entscheidet über die minimale Flugmachzahl, ab der eine aus-reichende Sauerstoff-Versorgung des luftatmenden Triebwerks erfolgen kann. Ziel des Vor-habens ist die Entwicklung und Validierung eines vereinfachten Modells zur Berechnung der kritischen Geometrieparameter eines generischen Überschalleinlaufs (Rampen- und Hau-ben-Kompressionswinkel, Vorderkantendicke) bei gegebenen Kontraktionsverhältnis und Flugparametern (Flughöhe und -geschwindigkeit). Die aktuelle Parameterstudie wurde am generischen Einlaufmodell mit Variation der Mach-zahl, des Kontraktionsverhältnisses, sowie der Form und Vorderkantendicke der Abdeck-haube experimentell und numerisch durchgeführt. Die Experimente fanden dabei im Rohr-Windkanal Göttingen (RWG) statt und die numerischen Untersuchungen wurden mit Hilfe des TAU-Codes durchgeführt. Die Vorderkantendicke d der Haube wurde in 5 Schritten zwi-schen 0.0 mm und 0.8 mm variiert bei 3 verschiedenen Hauben-Grundformen (Rampe, Doppelrampe und Kompressionsrampe). Die Grenzen zur Variation der Machzahl Ma (2.25 - 3.00) und des Kontraktionsverhältnisses K (2.0 - 2.3) wurden gewählt um eine Änderung des Strömungszustandes zwischen vollständigem Durchströmen (überkritischer Zustand) und Sperren des Innenkanals (unterkritischer Zustand) hervorzurufen.