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TRR 40:  Technologische Grundlagen für den Entwurf thermisch und mechanisch hochbelasteter Komponenten zukünftiger Raumtransportsysteme

Fachliche Zuordnung Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Maschinenbau und Produktionstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Förderung Förderung von 2008 bis 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 26293245
 
Raumtransportsysteme der nächsten Generation werden Raketenantriebe nutzen, da diese Antriebe auf absehbare Zeit den besten Kompromiss zwischen Entwicklungs- und Herstellungskosten und Leistung bieten. Der Sonderforschungsbereich/Transregio befasst sich mit Raketenantrieben und ihrer Integration in das Gesamtsystem. Der atmosphärische Wiedereintritt wiederverwendbarer Systeme wird im Sonderforschungsbereich/Transregio nicht behandelt.
Anstelle dessen stehen die für einen Raketenantrieb spezifischen Probleme im Vordergrund.
Kritische, thermisch und mechanisch hoch belastete Komponenten raketengetriebener Raumtransportsysteme sind Brennkammer, Düse, Heckbereich und Strukturkühlung.
Die Düsenströmung und ihre Wechselwirkung mit der Düsenstruktur ist Gegenstand des Teilbereichs D (Strömung-Struktur-Wechselwirkung). Die detaillierte phänomenologische Untersuchung der Brennkammerströmung und deren numerische Modellierung ist Gegenstand des Teilbereichs C (Thermofluiddynamik der Raketenbrennkammer). Die Untersuchung des Wärmeübergangs und die Analyse neuer Kühlkonzepte für heiße Strukturen in Brennkammer und Düse sind Gegenstand des Teilbereichs A (Strukturkühlung). Die Problematik der Heckströmung und ihre Wechselwirkung mit der Düsenströmung werden in Teilbereich B (Heckströmung) behandelt. Wegen ihrer Wichtigkeit für die Funktion des Gesamtsystems sind diese Komponenten auch diejenigen mit dem größten Potenzial zur Effizienzsteigerung. Da alle Komponenten aber in enger, direkter Wechselwirkung miteinander stehen, setzt die Optimierung oder die grundsätzliche Neukonzeption einer Komponente die Berücksichtigung der Beeinflussung aller anderen Komponenten voraus. Daher ist es nicht sinnvoll, einzelne Komponenten von den anderen losgelöst zu betrachten.
Wissenschaftliche Kernthematik aller Teilbereiche ist die Untersuchung gekoppelter Systeme. Die erforderliche Modellbildung basiert auf experimenteller Erkenntnis und Validierung durch detaillierte Simulation. Darauf aufbauend sollen mittels Modellreduktion aus detaillierten Modellen effiziente Simulationsverfahren gewonnen werden und schließlich zur Anwendungsreife geführt werden. Die wichtigsten Ziele des Sonderforschungsbereichs/Transregio sind neue Schubdüsenkonzepte, alternative Treibstoffe und eine Brennkammeroptimierung, neue Methoden für die Kontrolle der Heckströmung und innovative Kühlmethoden für Antriebskomponenten.
DFG-Verfahren Transregios
Internationaler Bezug Niederlande

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität München (TUM)
Unternehmen Airbus Group
 
 

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