Spacecraft Aerodynamics - Re-entry Aerodynamics (Wiedereintrittsaerodynamik)

Module MW0143

This Module is offered by Chair of Aerodynamics and Fluid mechanics (Prof. Adams).

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Basic Information

MW0143 is a semester module in German language at Bachelor’s level und Master’s level which is offered in summer semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Catalogue of non-physics elective courses
  • Catalogue of non-physics elective courses
Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
90 h 30 h 3 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Ausgehend vom Vorwissen aus der Fluidmechanik I/II werden die allgemeinen Zusammenhänge der Flugmechanik rückkehrfähiger Raumflugkörper erläutert. Anhand der sich ergebenden geschwindigkeiten und kräfte lassen sich Näherungsformeln für die Luftkräfte beim Wiedereintritt erarbeiten. dazu gehört auch eine Behandlung der Zustände der Atmoshäre in großen Höhen. Dann werden die detaillierten strömungsmechanischen und chemischen Vorgänge bei heissen Hochgeschwindigkeitsströmungen präsentiert. Es werden folgende Themen aus dem Themenbereich Wiedereintritsaerodynamik behandelt: * Elementare Behandlung des Wiedereintrittsvorgangs * Einige Grundlagen der Gaskinetik und Strömungen mit Relaxation * Verfahren zur Berechnung reibungsfreier Hyperschallströmungen um schlanke und stumpfe Körper: Newtonsche Theorie, Newton-Busemannsche Theorie, Hypersonische Ähnlichkeitstheorie * Struktur hypersonischer Strömungsfelder * Konfigurationen von Wiedereintrittsflugkörpern * Aerodynamische Aufheizung und Ablation * Wärmeschutzsysteme * Hyperschall-Versuchstechnik

Learning Outcome

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls Wiedereintrittsaerodynamik über: (1) Kenntnisse über die Grundlegenden Zusammenhänge beim Wiedereintritt, (2) Methoden (Näherungsformeln) mit Hilfe derer die aerothermodynamische Belastung eines Wiedereintrittskörpers abgeschätzt werden können, (3) die Fähigkeit, die chemischen Phänomene von Heißgasströmungen in der Nähe der Flugkörperoberfläche zu beschreiben, (4) die unterschiedlichen Wiedereintrittskonfigurationen im Hinblick auf die Strömungsphänomene zu beschreiben, (5) die Fähigkeit, den Wärmeübergang im Wiedereintrittsbereich quantitativ abzuschätzen, (6) die Kenntnis von Versuchstechniken für Hochgeschwindigkeitsströmungen.

Preconditions

Fluidmechanik I und II, Thermodynamik, evtl. Wärme- und Stofftransport von Vorteil aber nicht zwingend vorgeschrieben

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

Learning and Teaching Methods

Vorlesung: Darbietendes Lehrverfahren.

Media

Multimedial gestützter Frontalunterricht

Literature

Vorlesungsmanuskript, Vorlesungsfolien, Anderson "Hypersonic and high-temperature gas dynamics"

Module Exam

Description of exams and course work

Die Prüfungsleistungen bestehen aus einer mündlichen Prüfung bei der in einem Gespräch die Zusammenhänge aus der Vorlesung vom Studenten dargelegt werden sollen. Hauptaugenmerk wird dabei nicht auf das Auswendigkernen von Formeln sondern auf das Erklären der physikalischen Vorgänge gelegt.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam at the end of the semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.