Grenzschichtuntersuchungen an einer Forschungsrakete als Hochgeschwindigkeitsversuchsträger

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Stemmer
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553275632

In Zusammenarbeit mit der MORABA am DLR und der University of Southern Queensland (USQ) soll der Flugversuchsträger MAPHEUS auf BASIS der VSB-30 sounding rocket für Freiflugversuche an Grenzschichten im vorderen Bereich im Hochgeschwindigkeitsbereich genutzt werden. Dabei stellt die MORABA die Plattform zur Verfügung. Die USQ entwickelt die Instrumentierung, Messtechnik und Datenverarbeitung. Die Technische Universität München (TUM) führt hochgenaue Direkte Numerische Simulationen für verschiedene Flugfälle durch. Dabei wird untersucht, welches die Grenzschichtparameter für die nominellen Flugfälle sind auch im Rahmen geringer Anstellwinkelabweichungen. Es wird abgeschätzt, in welchem Bereich der laminar-turbulente Strömungsumschlag zu erwarten ist. Die geometrischen Unregelmäßigkeiten der Rakete (versenkte Schrauben, Kanten, Steckverbindungen, ...) werden ebenfalls in die Bewertung mit einbezogen. Anhand der bisher gewonnen Forschungsergebnisse zu Rauigkeiten bei hypersonischen Geschwindigkeiten wird eine Rauigkeit entwickelt, die an der Rakete aufgebracht werden kann, um den Einfluss der Rauigkeit auf die Entwicklung von Temperatur und Druck an der Oberfläche (Messgrößen) zu untersuchen. In den numerischen Simulationen soll der transitionelle Vorgang in instationären Simulationen hochaufgelöst untersucht werden, was den Oberflächenmessungen nicht möglich ist. Dabei sollen auch Erkenntnisse zum atmosphärischen Störhintergrund berücksichtigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Rainer Kirchhartz
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Ingo Jahn