SFB 253:  Fundamentals of Space Plane Design

• Subject Area: Thermal Engineering/Process Engineering
• Term: from 1989 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5475133

The collaborative research centre is concerned with fundamentals of space plane design. The research concentrates on design analysis (overall design, structure, engine) and on experimental and numerical aerodynamics of the vehicles and the propulsion system. The basic space transportation system consists of two reusable stages. The delta-winged first stage is equipped with an air-breathing propulsion system, the second stage with a rocket engine. The research is mainly concerned with physical models of the flow and their experimental and numerical simulation. Important topics are the external flow at the vehicle and the internal flow in inlet and nozzle. Tests with models of the vehicles and their components are performed in several wind tunnels ranging from low speeds up to Mach number 7. The test results help to understand flow phenomena and to verify numerical results. A detailed knowledge of flow phenomena is required for the prediction of pressure distributions, lift, drag, propulsion efficiency, and heating rates.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres
• International Connection: Switzerland

Completed projects

• A1 - Konzepte und Entwurfsanalysen von Hyperschallkonfigurationen (Project Head Jacob, Dieter )
• A2 - Messung aerothermodynamisscher Größen an der EOS Konfiguration (Project Head Olivier, Herbert )
• A3 - Berechnung von Strömungsfeldern für Komponenten von Raumflugzeugen (Project Heads Meinke, Matthias ;  Schröder, Wolfgang )
• A4 - Aerodynamik von Hyperschallkonfigurationen im Langsamflugbereich (Project Heads Jacob, Dieter ;  Neuwerth, Günther )
• A5 - Hypersonische Konfigurationen im Langsamflug (Project Head Ballmann, Josef )
• A6 - Strukturgewicht (Project Heads Albus, J. ;  Reimerdes, Hans-Günther )
• A7 - Stabilität und Steuerung von Hyperschallkonfigurationen im Langsamflugbereich (Project Heads Alles, Wolfgang ;  Kasberg, Walter )
• B1 - Experimentelle Untersuchungen an Modellen von Raumflugzeugen (Project Heads Krause, Egon ;  Limberg, Wolfram )
• B2 - Experimentelle Optimierung eines Hyperschall-Einlaufs (Project Head Henckels, Andreas )
• B3 - Wechselwirkung der Rumpfgrenzschicht mit Anbauten (Heiße Modelltechnik) (Project Head Olivier, Herbert )
• B5 - Berechnung hypersonischer Staupunktströmungen bei hohen Temperaturen unter Berücksichtigung chemischer Reaktionen (Project Head Jeltsch, Rolf )
• C1 - Theoretische Grundlagenstudie über Antriebskonzepte für Raumtransporter (Project Head Gallus, Heinz E. )
• C2 - Experimentelle Untersuchung des Betriebsverhaltens eines Triebwerkseinlaufes bei Überschall-Anström-Machzahlen (Project Head Koschel, Wolfgang )
• C3 - Berechnungsverfahren für Einlaufströmungen luftatmender Triebwerke von Raumtransportern bei M größer 1 (Project Head Ballmann, Josef )
• C4 - Grundlagenuntersuchung zur aerothermodynamischen Anpassung von Einlaufdiffusoren und nachgeschaltetem Triebwerk (TL, SL) unter Beruecksichtgung variabler Goemetrien (Project Head Gallus, Heinz E. )
• C5 - Berechnung der Expansionsströmung eines Hyperschallantriebssystems unter Einbeziehung der Realgaseffekte eines Wasserstoff/Luft-Verbrennungsgases (Project Head Koschel, Wolfgang )
• C6 - Wechselwirkung flacher Überschall-Düsenfreistrahlen mit Wänden und Außenströmung (Project Head Beylich, Alfred E. )
• C7 - Thermische Belastung des Schubdüsenbereiches bei Regenerations-, Transpirations- und Filmkühlung (Project Head Wilhelmi, Herbert )
• C8 - Experimentelle Untersuchung einer Düsenströmung für Hyperschallantriebe (Project Heads Henckels, Andreas ;  Weyer, Heinrich Bernhard )
• Z - Zentrale Aufgaben für den SFB (Project Head von den Brincken, Peter )

• Applicant Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Spokesperson: Professor Dr.-Ing. Dieter Jacob