Aerodynamik der Raumfahrzeuge - Wiedereintrittsaerodynamik (Wiedereintrittsaerodynamik)
Spacecraft Aerodynamics - Re-entry Aerodynamics (Wiedereintrittsaerodynamik)

Modul MW0143 [WEA]

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik (Prof. Adams) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW0143 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
90 h 30 h 3 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

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

Lernergebnisse

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.

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung: Darbietendes Lehrverfahren.

Medienformen

Multimedial gestützter Frontalunterricht

Literatur

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

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

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.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.