Experimentelle Untersuchungen zur Düsen- und Heckströmung eines Scramjets

Hirschen, Christian; Schröder, Wolfgang

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-30137

Experimentelle Untersuchungen zur Düsen- und Heckströmung eines Scramjets = Experimental investigations on the nozzle and aft body flow of a scramjet

Hirschen, Christian (Author)

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Christian Hirschen

ImpressumKöln : DLR, Bibliotheks- und Informationswesen 2009

UmfangIX, 159 S. : Ill., graph. Darst.

ReiheForschungsbericht / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt ; 2009-25

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Zsfassung in engl. und dt. Sprache

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Schröder, Wolfgang (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-06-29

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-30137
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51587/files/Hirschen_Christian.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Strömungslehre und Aerodynamisches Institut (415110)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Überschallstaustrahltriebwerk (Genormte SW) ; Hyperschall (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Pressure Sensitive Paint Methode (frei) ; Düsenströmung (frei) ; scramjet (frei) ; hypersonic (frei) ; pressure sensitive paint method (frei) ; nozzle flow (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zwei unterschiedliche Scramjet-Düsen experimentell untersucht. Für die experimentellen Untersuchungen wurden die vorhandenen Messtechniken (PSI, Pitot, Schlierentechnik) erweitert und zusätzliche Messmethoden (Pressure Sensitive Paint und IR-Thermographie) eingesetzt, um erstmals flächige Informationen über die Druck- und Temperaturverteilung auf der Expansionsrampe zu erhalten. Diese Arbeit befasste sich mit dem Einfluss einzelner Strömungsparameter wie der Düsenstrahltemperatur, des Isentropenexponenten, des Düsendruckverhältnisses und der Anström-Reynolds-Zahl auf die Wechselwirkungen zwischen Düsen- und Außenströmung, die Druckverteilung und den Bruttoschub von Scramjet-Düsen. Der Einfluss dieser Strömungsparameter auf die Strömungstopologie entlang der Expansionsrampe konnte mit Hilfe der IR-Thermographie und der PSP-Technik, der Einfluss auf die Wechselwirkungen zwischen Düsen- und Außenströmung im Nachlauf der Düse mit Hilfe der Pitot-Druckmessungen analysiert werden.

In the framework of the present thesis two different Single Expansion Ramp Nozzles (SERN) were experimentally investigated. For these experimental investigations existing measurement techniques (PSI, Pitot, Schlieren photograph) and additional measurement methods (Pressure Sensitive Paint, IR-Thermography) were applied in order to obtain information about the pressure and temperature distribution on the surface of the expansion ramp. The present thesis researched the influence of flow parameters such as of the nozzle total temperature, of the heat capacity ratio, of the nozzle pressure ratio and of the free-stream Reynolds number on the interactions between the nozzle and the external flow, on the pressure distribution and on the gross thrust of scramjet nozzles. The influence of these parameters on the flow topology along the expansion ramp could be analyzed by means of the IR-thermography and the PSP method, the influence on the interactions between the nozzle and the external flow in the wake of the nozzle by means of Pitot pressure measurements.

Fulltext:
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