Scramjet-Antriebe für zukünftige Raumtransportsysteme

Als Alternative zur klassischen Raketentechnologie werden in Zukunft auch luftatmende, mit Verbrennung bei Überschall arbeitende, integrierte Triebwerke, so genannte Scramjets, zum Einsatz kommen. Das Graduiertenkolleg der Universität Stuttgart „Aero-thermodynamische Auslegung eines Scramjet-Antriebssystems für zukünftige Raumtransportsysteme“ wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) am 8. Oktober 2004 für eine Laufzeit von zunächst viereinhalb Jahren bewilligt.

Der Sprecher des neuen Scramjet-Graduiertenkollegs, Prof. Bernhard Weigand von der Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie bezeichnet es als besonders wichtig, „dass Antragsteller aus verschiedenen Universitäten in Deutschland hier in einem Graduiertenkolleg intensiv zusammen arbeiten. Neben der Universität Stuttgart beteiligen sich Wissenschaftler aus Aachen, München und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an diesem Kolleg.“ Die Laufzeit des Graduiertenkollegs soll neun Jahre sein.

Das Graduiertenkolleg der Luft- und Raumfahrt-Ingenieure an der Universität Stuttgart verfolgt in seinem Studienprogramm zwei Hauptziele: Eine Verbesserung der Doktorandenausbildung bei gleichzeitiger Verkürzung der Promotionszeiten auf drei Jahre. Dieses Programm enthält bewährte Elemente, wie einen individuellen Ausbildungsplan für jeden Kollegiaten, Blockveranstaltungen, Klausurtagungen und Summer-Schools. Darüber hinaus sollen im Studienprogramm auch neue Elemente eingesetzt werden, mit denen die Wettbewerbsfähigkeit des Kollegs im Hinblick auf die Gewinnung exzellenter Stipendiaten gestärkt werden soll. Auch Industrievertreter sind beratend eingebunden.

Das neue Antriebssystem der Scramjets wird für zukünftige, hyperschallschnelle Fluggeräte und für wiederverwendbare Raumtransportsysteme entwickelt. Das wissenschaftliche Ziel der im Kolleg vernetzten Projekte ist es, sowohl experimentell als auch numerisch die Grundlagen zu schaffen, um einen Scramjet-Demonstrator theoretisch zu entwickeln, bei dem alle Elemente eines kompletten Antriebssystems wie Vorkörper, Einlauf, Isolator, Brennkammer zur Überschallverbrennung und Schubdüse integriert und auf die konkrete Verwendung hin ausgerichtet sind. Hierzu werden Probleme auf den Gebieten der Aero- und Gasdynamik wie Vorkörperumströmung, Strömung an den Verdichtungsrampen mit besonderem Fokus auf die Stoß-Grenzschicht-Interaktion, Innenverdichtung und Schubdüse, der Thermodynamik mit besonderem Schwerpunkt im Bereich der Überschallverbrennung sowie der Materialforschung beim Einsatz hochfester Faserkeramiken im Bereich der Brennkammer untersucht. Gleichzeitig sind aber auch entsprechende Gesamtsystemanalysen notwendig, ohne die die sehr komplexe Integration der Einzelkomponenten zu einem funktionierenden Scramjet-Demonstrator nicht möglich wäre.

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Weigand
Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt
Tel. 0711/685-3590, Fax -2317
e-mail: bernhard.weigand@itlr.uni-stuttgart.de