What I´m doing all day

Da ich nun schon mehrfach gehört habe, dass keiner so recht weiß womit ich den lieben langen Tag meine Zeit vertreibe und woran ich eigentlich genau arbeiten soll - letztendlich, WARUM ich überhaupt in der US-amerikanischen Provinz hocke - möchte ich heute mal versuchen, ein wenig Licht ins Dunkel zu bringen. Da ich seit Freitag auch grob eine Vorstellung davon habe, was mein Prof von mir erwartet, kann ich dies mit gutem Gewissen tun. Auch wenn das Thema meiner Diplomarbeit freilich noch nicht 100%ig schwarz auf weiß auf echtem Papier festgehalten ist ;)

Die Gruppe um Professor Dr. Schetz an der Virginia Tech arbeitet an Überschall-Flugantrieben. Dazu stehen mehrere Windkanäle zur Verfügung. Und weil Flugantriebe aus verschiedenen Teilen bestehen, gibt es verschiedene Forschungsgruppen zu den einzelnen Komponenten. Ich bin in der Gruppe, welche die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer eines Überschalltriebwerkes untersucht. Antriebe für Überschallflüge gibt es in verschiedenen Ausführungen.
Für spezielle Anwendungen wie die X-43 der NASA, welche extrem hohe Fluggeschwindigkeiten erfordern (um die 10fache Schallgeschwindigkeit, also knapp 3km pro Sekunde!) werden Triebwerke verwendet, bei denen die Verbrennung des Kraftstoffs ebenfalls im Überschall stattfindet. Dies stellt ganz besondere Anforderungen (alle die mal was mit Überschallströmungen zu tun hatten wissen, was ich meine), generell kann man sagen, dass die Zeit, welche ein Kraftstoffteilchen im Triebwerk ist, extrem kurz ist. Daher muss der Kraftstoff möglichst effektiv mit der durchströmenden Luft vermischt und dann gezündet werden, um eine gute Verbrennung zu erzielen. Und genau an der Verbesserung der Vermischung arbeiten wir hier in Blacksburg. Diese Triebwerke, bei denen die Verbrennung im Überschall geschieht, nennt man im Fachjargon "Scramjet". Wer´s genauer wissen möchte, der schaue einfach bei Wikipedia nach.

Verbessern kann man die Kraftstoffvermischung durch unterschiedliche Einspritz-Geometrien (so wie es beim Auto auch Direkteinspritzer etc. gibt), und die untersuchen wir in Windkanälen. Normalerweise wird für solche Scramjet-Triebwerke Wasserstoff als Kraftstoff verwendet. Weil das Zeug nicht so einfach zu handhaben ist verwenden wir in unseren Experimenten Helium, was von den Stoffwerten her ähnlich ist. Das lässt sich nicht verbrennen, aber uns geht es ja auch nur um die Vermischung des Heliums mit dem Luftstrom durch das Triebwerk.

Mit Hilfe einer speziellen Sonde lässt sich die Heliumkonzentration im Windkanal während des Versuchs messen, und das ist das worum es hauptsächlich geht: Die Untersuchung der Konzentration von Helium in einer runden Brennkammer, wobei das Helium durch diamantförmige Öffnungen eingespritzt wird. Das ganze soll besser sein als die konventionelle Einspritzung durch runde Öffnungen, ob´s tatsächlich so ist werden meine Messungen dann hoffentlich zeigen. Bis dahin ist es aber noch ein langer Weg...


Erst mal muss ich mir überlegen, wie ich die Sonde in den Windkanal hineinbekomme und dann auch noch verstellbar gestallte. Allein das Hineinhalten der Sonde in den Luftstrom stellt schon einige Herausforderungen an die Struktur des Versuchsaufbaus, wenn man sich vor Augen führt, dass die Luft mit ca. 1200 m/s bzw. 4320 km/h auf diese zarte Sonde prallt.

Ob mir was cleveres einfällt teile ich dann die Tage mit, drückt mir die Daumen!