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Ernst Heinrich Hirschel: Ausgewählte Probleme des Hyperschallfluges | Deutsches Museum

10. November 2021 | 19:00 20:00

In den Medien ist in diesen Tagen vermehrt die Thematik der Hyperschall-Waffen zu finden. Dieses spezifische Thema wird im Vortrag nur kurz gestreift werden. Allerdings sind die Voraussetzungen und Herausforderungen hinsichtlich der Technologien und der physikalischen Rahmenbedingungen nicht unterschiedlich zu den von Prof. Hirschel erforschten Teilbereichen, die auch in Deutschland in Forschung und Industrie vor allem in den 1980er und 1990er Jahren große Bedeutung hatten. Im Vortrag wird zunächst der Begriff Hyperschall definiert, und daran anschließend werden zwei grundsätzlich verschiedene Arten des Hyperschallfluges aufgezeigt:

  • der Wiedereintrittsflug in die Erdatmosphäre mit ungeflügelten (Kapseln) oder geflügelten (z. B. Space Shuttle Orbiter) Geräten und 
  • der Flug von luftatmenden Fluggeräten (z. B. SÄNGER Unterstufe).

Es folgt eine Einführung in die Verhältnisse und insbesondere die Hochtemperatur-Realgasphänomene, die auf den Trajektorien in der Erdatmosphäre angetroffen werden. Formeln werden nicht hergeleitet, sondern Prinzipien erläutert. Das Nickmomenten-Problem beim ersten Wiedereintritt des  Space Shuttle Orbiters wird erklärt. Es führte zur »HERMES-Angst«, der mit einem Experimental-Vehikel »MAJA« und den damals in Entwicklung befindlichen diskreten numerischen (CFD-)Verfahren der Aerothermodynamik begegnet werden sollte. Das Hauptproblem des Hyperschallfluges, die thermischen Lasten, die auf die Konfiguration einwirken, wird erläutert. Kühlungsansätze, aber auch die Auswirkungen auf die Umströmungsphänomene werden diskutiert. Besonderes Augenmerk wird den Konzepten der ‚Aerothermodynamik strahlungsgekühlter Oberflächen‘ und der ‚Thermischen Oberflächeneffekte‘ gewidmet. Der laminar-turbulente Grenzschichtübergang stellt ein besonderes Problem dar, ein Wissenschaftsfeld, dem sich Prof. Hirschel in seiner aktiven Forschungszeit vertieft gewidmet hat und das er durch zahlreiche Fachbeiträge verdeutlichen konnte. Aerothermoelastische Probleme von luftatmenden Fluggeräten sowie das generelle Problem der Bodenversuche werden skizziert. Abschließend wird kurz der Grund für die aktuellen Entwicklungen der Hyperschall-Waffen erläutert. Es handelt sich dabei um die Boostglide Vehicles und die Hyperschall-Drohnen. Sie sind von großer strategischer Bedeutung vor allem für die Großmächte. Es sind zwar faszinierende technische Problem zu lösen, aber letztlich stellen diese Fluggeräte eine bedauerliche Entwicklung auf dem Hyperschall-Sektor dar.

Ein Vortrag in Zusammenarbeit mit der  Royal Aeronautical Society, Munich Branch e.V.
Willy Messerschmitt Lecture 2021

Mehr unter: www.deutsches-museum.de