Institutsleiter

Prof. Dr.-Ing.
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Prof. Dr.-Ing. Sabine Klinkner

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Larissa Schunter

Sekretariat
Prof. Klinkner

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Sekretariat
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Institut für Raumfahrtsysteme
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REX-Free Flyer


Abbildung 1
: REX-Free Flyer (DLR, CC-BY 3.0)

Der REX-Free Flyer, zusehen in Abbildung 1, ist eine Konzeptstudie des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und soll kostengünstige Experimente in der Schwerelosigkeit ermöglichen. Die vorgesehenen Experimente können eine Dauer von ein paar Tagen bis hin zu Wochen aufweisen. Somit wird eine Lücke zwischen kurzzeitigen Möglichkeiten wie Parabelflügen oder Falltürmen und Langzeitmissionen wie sie auf der International Raumstation (ISS) gegeben sind, geschlossen.

Im Rahmen des Graduiertenkollegs in Kooperation mit Airbus Defense & Space wurden aerodynamische Eigenschaften des REX-Free Flyers untersucht und mit einer Approximationsmethode verglichen. Hierzu wurde ein skaliertes Modell des Vehikels in einer Stickstoff-Strömung bei einer Mach-Zahl von 20 bei verschiedenen Anstellwinkeln simuliert. Ein beispielhaftes Simulationsergebnis mit PICLas ist in Abbildung 2 zu sehen.


Abbildung 2
: Mach-Zahl Verteilung um den REX-Free Flyer bei einem Anstellwinkel von 52°

Ein weiteres Simulationsergebnis ist in Abbildung 3 und 4 zusehen. Hier wurden die Konturen der Geschwindigkeit an unterschiedlichen Stellen entlang des REX-Free Flyers dargestellt. Zusätzlich ist die Druckverteilung, die für den Widerstand verantwortlich ist, auf der Unterseite dargestellt.

 
Abbildung 3: Geschwindigkeitskonturen bei einem Anstellwinkel von 52°
 
Abbildung 4: Geschwindigkeitskonturen und Druckverteilung (Widerstandsanteil) bei einem Anstellwinkel von 52°

Die Ergebnisse der Studie, die bei der Airbus DS GmbH in Bremen produziert wurden, demonstrieren die Fähigkeit von PICLas die Umstörmung von komplexen, dreidimensionalen Geometrien in verdünnten Gasen zu simulieren. Detailierte Ergebnisse wurden in einem gemeinsamen Konferenzbeitrag bei dem 30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics in Victoria, Kanada vorgestellt. Der Titel der dazugehörigen Veröffentlichung ist "Numerical Investigation of the Aerodynamics of the REX-Free Flyer in the Rarefied Gas Regime" und kann unter doi:10.1063/1.4967683 abgerufen werden.

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Paul Nizenkov
Tel. +49 (0)711 685-69678
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