Welche Probleme können bei Hyperschalljets auftreten?

Diskutiere Welche Probleme können bei Hyperschalljets auftreten? im Jets Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Servus. Ich habe mich einige Zeit mit Hyperschalljets beschäftigt und mir innerlich die Frage aufgeworfen, welche Probleme den bei einer...

Moderatoren: gothic75
  1. #1 Wasserstoffbombe, 01.11.2015
    Wasserstoffbombe

    Wasserstoffbombe Flugschüler

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    Servus. Ich habe mich einige Zeit mit Hyperschalljets beschäftigt und mir innerlich die Frage aufgeworfen, welche Probleme den bei einer Geschwindigkeit von über Mach 5 auftreten können. Probleme dürften wohl die Wirtschaftlichkeit, die Wärmeentwicklung, der Luftwiderstand und die Zuverlässigkeit sein (um nur einige Probleme zu nennen) Sollte es eine bemannte Maschine mit einem Cockpit sein wie stark müsste die Windschutzscheibe sein? Vielleicht könnt mir einer noch erkären weshalb das Staustrahltriebwerk bei etwa Mach 20 an seine Grenzen stößt? :headscratch:

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  3. #2 Boogi, 03.11.2015
    Zuletzt bearbeitet: 03.11.2015
    Boogi

    Boogi Berufspilot

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    Hi,

    im Hyperschallbereich hast Du auf jeden Fall eine deutlich größere Temperaturbelastung auf der Außenhaut als bei "normalen" Überschalljets. Also braucht man eine Art Hitzeschild, so ähnlich wie in der Raumfahrt. Alu & normaler Stahl werden bei den Temperaturen zu weich. Dieser Hitzeschutz ist aber konstruktiv aufwändig und schlägt auch beim Gewicht zu.

    Zusätzlich hängt der Wärmeeintrag sehr stark vom Grenzschichtzustand ab. Turbulente GS'en erhöhen den Wärmestrom massiv im Vergleich zu laminaren. Ich meine mich zu erinnern, dass ein SSTO-Projekt (->google) in den 90ern aufgrund der Unsicherheit der Transitionsvorhersage gescheitert ist. Die Unsicherheit in der Transitionslage führte zu einer Unsicherheit des MTOW von einem Faktor 2!
    Ach ja: ein Hitzeschutz, der glatt und fugenlos ist, ist ebenfalls nicht so einfach herzustellen. Transition im Hyperschallbereich ist übrigens seit Jahren ein Forschungsthema (s.u.)

    Als Antrieb kannst Du nur Raketen (zu viel Treibstofffbedarf) oder Staustrahltriebwerke verwenden. Beim klassischen Staustrahltriebwerk bekommst Du im Hyperschall riesige Brennkammereinlasstemperaturen, die kaum zu beherrschen sind. Verzögerst Du weniger, so landest Du beim SCRAM-Jet (->google). Hier wird der Treibstoff in einer Überschallströmung verbrannt, was zu ganz eigenen Problemen führt, wie z.B.: Wie schaffe ich es den Treibstoff gleichmäßig zu verteilen und dafür zu sorgen, dass die Flamme nicht ausgeblasen wird?

    Du siehst, alles nicht so einfach.

    Gruß
    Boogi

    http://www.uni-stuttgart.de/itlr/graduierten/
    google: SFB 253, 255 und 259
     
    düd, Wasserstoffbombe, arneh und 3 anderen gefällt das.
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