Rotating Detonation Engines
Rotations-Detonations-Triebwerke, im Englischen Rotating Detonation Engine (kurz: RDE), basieren auf der kontrollierten Detonation der Treibstoffe. Sie sind dadurch potentiell effizienter als klassische Raketentriebwerke.
Die Gruppe Verbrennungsdynamik befasst sich mit den verbrennungsdynamischen Prozessen in Raketenbrennkammern. Dies umfasst die experimentelle Untersuchung der Treibstoffeinspritzung in die Brennkammer, des Zündvorgangs sowie die experimentelle Untersuchung und die Modellierung von Verbrennungsinstabilitäten in Brennkammern.
Die Treibstoffeinspritzung beeinflusst maßgeblich die Stabilisierung der Verbrennungszone in der Brennkammer und damit die Effizienz eines Triebwerks. Die Analyse der Strömungsdynamik innerhalb von Einspritzelementen sowie die Wechselwirkung der Einströmungseigenschaften mit der Verbrennung werden mit Hilfe von Experimenten und numerischen Simulationen durchgeführt.
Im Bereich der Zündung von Raketenbrennkammern werden die Auswirkungen von Anfahrsequenzen auf den Zündprozess sowie neuartige Zündsysteme und -methoden, wie zum Beispiel die Laserzünder, entwickelt und erprobt.
Im Fokus der Arbeiten zu Verbrennungsinstabilitäten steht die Wechselwirkung akustischer Oszillationen mit der Verbrennung. In Forschungsbrennrennkammern werden die dynamischen Prozesse quantitativ erfasst. Mit Hilfe speziell entwickelter Messtechniken und Datenauswertungsalgorithmen werden Details des Energietransfers aus der Verbrennung in die Akustik aufgeklärt. Numerische Simulationen unterstützen hierbei die Interpretation der beobachteten Prozesse.
Für die experimentellen Untersuchungen werden Tests mit Versuchsbrennkammern und Zünderprototypen realisiert, beispielsweise mit Hilfe der modularen Forschungsbrennkammer „N“, die Tests mit bis zu 100 bar Brennkammerdruck und optischem Zugang zum Brennraum ermöglicht.
Diese Tests finden am Technikum M3.1 und dem Forschungs- und Technologieprüfstand P8 des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen statt. Folgende Dienstleistungen werden von der Gruppe Verbrennungsdynamik bereitgestellt: