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Auslegung und Konstruktion eines Druck-Messrechens für den Stoßwellenkanal HELM

Konstruktive Bachelor- /Projekt- /Masterarbeit

Abbildung: Konische Expansionsdüse

Abbildung: Druckverläufe in der Düse

Mit dem kolbengetriebenen Stoßwellenkanal HELM (High- Enthalpy- Laboratory- Munich) verfügt das Institut für Thermodynamik (LRT10) der Universität der Bundeswehr München (UniBwM) über eine moderne Versuchsanlage hoher Leistungsdichte (~25 MJ/kg) zur Erzeugung von Hochgeschwindigkeits-Strömungen und Wiedereintritts-Konditionen von Raumflugkörpern.
Die Aussagekraft von Messungen in bodengebundenen Versuchsanlagen (experimentelle Simulation) hängt stark von der Qualität der durch die Expansionsdüse gespeisten Modell-Anströmung ab: hier sind die Gleichförmigkeit des Geschwindigkeits-Profils und der Turbulenzgrad maßgeblich für den laminar-turbulenten Grenzschicht-Umschlag entlang der Testkörper-Oberfläche.

Im Rahmen dieser Arbeit sind die Abströmungs-Randbedingungen am Austritt der konischen Expansionsdüse (Öffnungsverhältnis 1:520, Mach ~8) genauer zu charakterisieren. Zu diesem Zweck soll, auf der Basis eines bereits vorhandenen Exemplars, ein für hypersonische Geschwindigkeiten geeigneter Rechen zur Quantifizierung der Totaldruck-Verteilung in der Düsenströmung entworfen und gefertigt werden. Traversierung entlang sowie quer zur Rotationsachse soll die Bestimmung der Gleichförmigkeit der sich für Versuche eignenden Kernströmung bzw. Dicke der sich entlang der Wand ausbildenden Grenzschichtströmung erlauben. Letztere schränkt, durch Geschwindigkeitsgradienten und Winkel-Fehlanströmung, die maximale Größe des zu untersuchenden Testkörpers maßgeblich ein. Zur Totaldruck-Messung werden schnelle piezoelektrische Drucksensoren (Fa. PCB) eingesetzt, welche in geeigneter Weise in den Rechen zu integrieren sind.

Teilaspekte der Arbeit:

- Einarbeitung in die Literatur (Druck-Messtechnik in der Gasdynamik)

- Konstruktion und Detailauslegung (Formgebung, Sensoreinbau)

- Beschaffung und Fertigung der Bauteile

Voraussetzungen:

- Interesse an Gasdynamik

- Eigeninitiative und engagierte Arbeitsweise

- Spaß an mechanischer / konstruktiver Arbeit in der Werkstatt

- Einfallsreichtum bei der Konstruktion

- Motivation zur Arbeit mit CATIA V5


 

Wir legen Wert auf individuelle Betreuung, so dass die Arbeit in enger Abstimmung mit dem Doktoranden erfolgt. Interessenten sind herzlich dazu eingeladen, sich ein Bild der Versuchsanlage sowie der derzeit laufenden Arbeiten zu machen und mich direkt zu kontaktieren:

 

Prof. Dr.-Ing. Christian Mundt
Geb. 33 / 3418
Tel.: +49 (0)89 - 6004 / 2076
E-Mail: christian.mundt@unibw.de
M.Sc. Claudio Selcan
Geb. 33 / 3420
Tel.: +49 (0)89 - 6004 / 2632
E-Mail: claudio.selcan@unibw.de

 

Externe Studenten

Nach Absprache können Arbeiten auch an Studenten anderer Universitäten und Hochschulen als der UniBW vergeben werden - Sie sind jederzeit dazu eingeladen, uns daraufhin anzusprechen und Ihr Interesse zu bekunden.

International Students

Within the scope of our research environment - with a focus on experimental test facilities and optical measurement techniques -, international students are always welcome to conduct their project- or graduation thesis in our laboratory.