날카로운 모서리 비행 실험

Sharp Edge Flight Experiment
조립된 SEFEX II 본체.

SEFEX(Sharp Edge Flight Experiment)는 대기 중 재진입 능력을 갖춘 우주 캡슐, 극초음속 차량 및 우주 평면에 대해 새롭고 저렴하고 안전한 설계 원리를 개발하고 이를 완전한 시스템으로 통합하기 위해 독일 항공우주센터(DLR)가 수행한 실험이다.

DLR은 SHEFEX의 목적을 설명했다: 이 연구의 목적은 2020년부터 미세 중력 상태에서 실험에 사용할 수 있는 우주 비행기다.[1]REX Freeflyer(REX for Returnable 실험, 독일어:뤼케크레렉스페리멘션).[2]

우주선이 지구 대기로 재진입하는 동안, 우주선의 고속은 공기 분자의 마찰과 변위와 함께 2000 °C 이상의 온도로 이어진다.[1]과도한 열로 인한 재진입 시 치명적인 실패를 피하기 위해, 현재의 우주선은 열 차폐를 위해 매우 비싸고 때로는 깨지기 쉬운 물질에 의존한다.

날카로운 모서리와 가장자리를 가진 최초의 우주선

귀환 기술 DLR의 코디네이터인 헨드릭 웨이스의 날카로운 날을 가진 비행 실험에 대한 네임스케이크 아이디어는 오늘날 우주 비행에서 보편적으로 사용되는 둥근 모양 대신에 날카로운 모서리와 가장자리를 가진 우주선의 완전히 새로운 형태다.평평한 타일 모양은 매우 개별적인 둥근 모양보다 적은 비용으로 제작할 수 있다.[1]

괴팅겐에 있는 DLR 공기역학 및 흐름 기술 연구소의 우주선 부서장인 클라우스 한네만 박사는 이 개념의 근본적인 이점에 대해 설명한다.

"우주왕복선은 2만 5천 개 이상의 다른 모양의 타일을 가지고 있다.셰펙스 타일의 단순한 형태는 열보호계통의 유지비를 낮춰야 하며 공간 내 타일을 간단하게 교체할 수 있을 것이다."

또한 이 프로젝트는 공기역학 개선을 목표로 하고 있다.Hendrik Weihs 총 프로젝트 매니저는 다음과 같이 말했다.

"이 캡슐은 우주 왕복선의 공기역학적 특성을 거의 달성하지만, 크기가 작고 날개가 필요하지 않다."[3]

프로그램적으로 DLR은 다음과 같이 말했다.

"열보호시스템 개발 경험으로 판단했을 때, 정확도가 높은 곡선형 외부 윤곽이 주요 비용 동인으로 확인되었다.커브드 광섬유 세라믹 구조물은 정교한 생산 도구가 필요하며, 개별 부품별로 보조 금형과 최적화된 제조가 필요하다.따라서 뚜렷한 형상이 거의 없는 평면 타일로 외곽 윤곽을 테셀링해 단순화를 통해 비용을 절감할 수 있다.기본 타일과는 다른 평면 타일을 자르는 것이 원칙적으로 가능하다.이로 인해 손상된 타일의 유지 보수 및 교체 비용도 크게 절감된다.그러나 문제는 날카로운 가장자리와 모서리를 둘러싼 유체 역학에서 발생하며, 이는 능동 냉각 요소와 같은 신기술에 의해 제어되어야 하는 매우 높은 온도를 발생시킨다.날카로운 모서리는 공기역학적 장점도 있어 극초음속 비행 조건에서 항력을 낮춘다.

SHEFEX

SEFEX I는 SEFEX 프로젝트의[4] 첫 번째 실험 차량이었으며 2005년 10월 27일 목요일 노르웨이의 안드예야 로켓 사거리에서 발사되었다.셰펙스 1세는 북해 상공 약 200km의 높이에 도달했다.이 차량은 20초 만에 음속의 거의 7배 속도로 지구 대기에 재진입했다.온보드 카메라의 측정된 데이터와 라이브 영상은 지상국으로 직접 전송되었다.그러나 낙하산 시스템 활성화 과정에서 낙하산 시스템을 상실하고 결과적으로 비행부대를 상실하는 오류가 발생했다.DLR에 따르면, 데이터의 평가는 SHEFEX I가 DLR의 관점에서 큰 성공으로 보일 수 있도록 중요한 통찰력을 제공했다.이번 비행에는 브라질산 VS-30 저급과 HACK 로켓을 결합한 2단 로켓으로 구성된 미사일 시스템이 동원됐다.이 3년 프로젝트의 비용은 대략 400만 유로였다.독일연구센터 헬름홀츠협회(HGF)와 DLR의 우주 프로그램의 일부였다.

SHEFEX II

SEFEX II를 통해, 9개의 열 보호 시스템을 주로 새로운 섬유 세라믹의 표면에서 평가하게 되었다.또한, 항공우주 회사인 EADS Astrium과 MT Aerospace는 보잉뿐만 아니라 SEFEX II의 표면 일부를 그들 자신의 실험에 사용했다.차량에는 차량 팁의 압력, 열유속, 온도를 측정하는 센서가 장착됐다.

2012년 6월 22일, 같은 발사기지인 노르웨이의 안드뢰야 로켓 사거리에서 SEFEX II가 발사되었다.약 180km의 높이와 약 1만1000km의 속도(음속의 16배)에 달했다.사용된 로켓은 브라질산 VS-40이었다. 재진입하는 동안, SHEFEX II는 300개의 서로 다른 센서로부터 데이터를 지상국으로 전송하면서 2500 °C 이상의 온도에서 살아남았다.

셰펙스 3세

SHEFEX III는 소형 우주비행기 같은 차량이다.그것은 이전 두 실험보다 훨씬 더 빨리 날아서 15분 동안 공중에 있어야 한다.[5]그것의 발사는 2020년대에 브라질 VLM 로켓으로 예상된다.[6]

REX 프리 플라이어(SHEFEX IV)

REX 프리 플라이어는 SEFEX에서 수집된 경험의 첫 번째 응용 프로그램으로 계획되었다.이 시스템은 며칠에 걸쳐 고품질 미세중력 실험을 위한 자유 비행 플랫폼 역할을 해야 한다.음향 로켓에서 발견되는 것과 매우 유사한 제어된 반환 가능성과 실험 트레이의 모듈식 설계는 실험자들이 그들의 실험에 빠르고 저렴하게 접근할 수 있도록 해야 한다.[7]

참조

  1. ^ a b c "Raumfahrzeug SHEFEX II startet im September 2011 in Norwegen". DLR. 2011-04-07. Retrieved 2011-07-09.
  2. ^ Seite des Institute Für Bauweisen- und Konstrctionsfors Chungder DLR über das Projkt REX-Free Flyer 2013-06-01 Wayback Machine에 보관, 2012-06-28
  3. ^ "Test für neues Raumfahrzeug". Astronews. 2010-05-10. Retrieved 2012-06-29.
  4. ^ "DLR Portal - SHEFEX flight: Webcast replay". Dlr.de. 2005-10-27. Retrieved 2012-09-30.
  5. ^ "SHEFEX II Erfolgreicher Testflug lieferte wichtige Daten" [Successful SHEFEX II test flight provides important data]. DLR/Redaktion Astronews.com (in German). 2012-06-23. Retrieved 2012-06-29.
  6. ^ Krebs, Gunter (2 January 2020). "VLM". Gunter's Space Page. Retrieved 8 October 2020.
  7. ^ DLR-Handout: SEFEX II Ein Weitrer Schritt im Flugtestprogramm für Wedereintrittstechnologie PDF 파일

외부 링크