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Stuttgarter unikurier Nr.79/Juni 1998
Sonderforschungsbereich 259

Hochtemperaturprobleme rückkehrfähiger Raumtransportsysteme

(High-Temperature Problems of Reusable Space Vehicles)

 

Das Ziel des SFB 259 ist die Erarbeitung von grundlegenden neuen Erkenntnissen und Methoden auf dem Gebiet der Hochtemperaturprobleme zukünftiger, rückkehrfähiger Raumtransportsysteme. Man versteht darunter ein- oder zweistufige Fluggeräte, die mit Raketentriebwerken oder später mit luftatmenden Triebwerken ausgerüstet sind und die zwischen Start, Erdumlauf und Landung sämtliche Flugbereiche bis zu einer Machzahl von 25 abdecken. Dabei kommt es beim Hyperschallflug, insbesondere aber beim Wiedereintritt der Oberstufe während des Rückfluges zu extrem hohen Temperaturen, für deren Beherrschung heute größtenteils noch die Grundlagen fehlen.

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Zur Realisierung des gesamten Transportsystems ist es daher entscheidend, daß genaue Kenntnisse über die Wechselwirkung der heißen Strömung mit den Strukturen aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen erarbeitet werden. Diese Thematik wird im Sonderforschungsbereich 259 schwerpunktmäßig behandelt. Werkstoffe, Bauweisen und Strukturen sowie deren realistische Prüfung und Berechnung liegen auf einem kritischen Pfad einer künftigen Entwicklung der vorgeschlagenen Leitkonzepte. Insbesondere ist das Verhalten von C/C- und C/SiC-Werkstoffen bei den auftretenden hohen Temperaturen noch weitgehend unbekannt.

Projekte
Für eine zuverlässige Beherrschung der Wärmebelastung sind bei den vorzusehenden Missionen verbesserte Diagnoseverfahren unter Wiedereintrittsbedingungen und vertiefte Kenntnisse des Stoffverhaltens, der Verbrennungsprozesse sowie der Betriebsvorgänge unverzichtbar.

Die Klärung dieser komplexen Problematik erfordert zwischen den Forschern der beteiligten Disziplinen eine enge Zusammenarbeit, wie sie während der bisherigen Laufzeit des SFB 259 in drei Projektbereichen erfolgreich praktiziert worden ist:

  1. Thermophysikalische Grundlagen des Wiedereintritts
  2. Hochtemperaturwerkstoffe, heiße tragende Strukturen, Wärmeschutzsysteme und
  3. Hochtemperatur-Aerothermodynamik.

 

Rückkehrmission MIRKA
Im Oktober letzten Jahres wurde die erste westeuropäische Rückkehrmission mit der Rückführung der Raumflugkapsel MIRKA (Mikro-Rückkehr-Kapsel) aus dem Weltraum und der Fallschirmbergung erfolgreich abgeschlossen. Während des atmosphärischen Wiedereintritts- und Rückkehrfluges des sphärischen Flugkörpers wurden technologische und wissenschaftliche Experimente durchgeführt, an denen Mitarbeiter des SFB 259 maßgeblich beteiligt waren.

Die Flugversuche hatten u.a. die Bestimmung des Thermalverhaltens eines neuartigen Hitzeschutzkonzeptes unter den hohen Belastungen des ballistischen Bahnabstiegs, die Erprobung heißer Meßtechniken und die Ermittlung einer aerothermodynamischen Datenbasis für die Überprüfung bzw. Verbesserung von Berechnungsmethoden zum Ziel.

 

Neue Schwerpunkte
Auch beim wichtigsten Rückkehrprojekt der kommenden Jahre, der Entwicklung des flügellosen amerikanischen Raumgleiters X-38, wird sich der SFB 259 im Rahmen des geplanten nationalen Programms TETRA (Technologien für zukünftige Raumtransportsysteme) beteiligen. Dieser Flugkörper soll ab dem Jahre 2003 als „Crew Return Vehicle" den Personentransport von der bis dahin aufgebauten internationalen Raumstation zurück zur Erde übernehmen. In Stuttgart wird dazu vom Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung des DLR die systemkritische Nasenkappe entwickelt und gebaut.

  

SFB 259

Sprecher:
Prof. Dr. rer. nat. Ernst Messerschmid, IRS

 

Geschäftsstelle:
Irmgard Dieringer
Pfaffenwaldring 31, 70550 Stuttgart
Tel: 0711/685-2326
Fax: 0711/685-3596

E-Mail: diering@irs.uni-stuttgart.de
WWW: http://www.irs.uni-stuttgart.de/SFB/

 

Universität Stuttgart:

  • Institut für Aerodynamik und Gasdynamik
  • Institut für Flugzeugbau
  • Institut für Kernenergetik und Energiesysteme
  • Institut für Luftfahrtantriebe
  • Mathematisches Institut A
  • Institut für Ni.htmletallische Anorganische Materialien
  • Institut für Plasmaforschung
  • Institut für Raumfahrtsysteme
  • Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen
  • Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt
  • Regionales Rechenzentrum der Universität Stuttgart
  • Staatliche Materialprüfungsanstalt

 

Max-Planck-Institut für Metallforschung (MPI)
Pulvermetallurgisches Laboratorium

 

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V.
Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung

 

Die organisatorische Besonderheit dieses SFBs ist die enge Partnerschaft mit zwei weiteren Hyperschall-Sonderforschungsbereichen: SFB 253/RWTH Aachen und SFB 255/TU München.

 

Laufzeit: 1. Juli 1990 (Beginn), weitere Förderperiode von drei Jahren wird im Oktober 1998 beantragt.

 


last change: 09.06.98 / eng
Pressestelle der Universität Stuttgart

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