Mit dieser Arbeit wurden die Ergebnisse umfangreicher Messungen der aerothermodynamischen Eigenschaften von Modellen auftriebsgestützter Wiedereintrittskörper präsentiert, die im Hyperschall-Windkanal TH2 am Stoßwellenlabor der RWTH Aachen durchgeführt wurden. Ein weiteres Ziel der Arbeit war, das dabei eingesetzte Verfahren zur Messung der aerodynamischen Kräfte und Momente kritisch zu hinterfragen und neue Ansätze zu seiner Verbesserung aufzuzeigen. Das Versuchsprogramm, dessen Ergebnisse hier gezeigt wurden, umfasste drei Abschnitte: Mit Kraftmessungen an einem Kegelmodell wurde die neue Waagenversion getestet, indem die gemessenen Beiwerte mit Literaturdaten und den zuvor mit der ersten Waagenversion erfassten Daten verglichen wurden. Im zweiten Abschnitt wurde die Oberstufen-Referenzkonfiguration EOS des Sonderforschungsbereichs 253 'Grundlagen des Entwurfs von Raumflugzeugen' untersucht, zunächst hinsichtlich der Druck- und Wärmestromverteilung auf der Modellunterseite, anschließend hinsichtlich der aerodynamischen Beiwerte. Den letzten Abschnitt bildete die Untersuchung des Trimmverhaltens der HOPPER-Konfiguration beim Wiedereintritt. Die Versuchsdaten wurden, soweit möglich, mit den Ergebnissen numerischer Berechnungen und mit Literaturwerten verglichen. Dabei konnte eine prinzipiell gute Übereinstimmung festgestellt werden, solange im Strömungsfeld um die Modelle keine Besonderheiten wie Transitionsphänomene oder Ablöseerscheinungen auftraten. Im letzten Teil dieser Arbeit wurde speziell das Verfahren zur Kraft- und Momentenmessung kritisch untersucht und beurteilt. Trotz der guten Ergebnisse, die. bisher mit den eingeführten Methoden erzielt wurden, bieten sich Ansatzpunkte zur Verbesserung bzw. Erweiterung des Verfahrens. Die Wirkung der Beschleunigungskompensation, mit deren Hilfe die gemessenen Gesamtlasten um die trägheitsinduzierten Anteile aus den Eigenbewegungen des Modells, der Waage und des Modellhalters bereinigt werden, beschränkt sich auf einen schmalbandigen Bereich der auftretenden Eigenfrequenzen.
Aerodynamische Untersuchung auftriebsgestützter Wiedereintrittskörper in Hochenthalpie-Hyperschallströmungen
2009
202 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German