thelimitsofspeed $ - edxdelftxdownloads.tudelft.nl/aero/week03/ae1110x-8e-slid… ·  ·...

Jamesdale10    -­‐  CC  -­‐  BY    

Ir.  Jos  Sinke  

The  limits  of  speed  

Introduc)on  to  Aeronau)cal  Engineering  

Hypersonic  flight  

Very  high  skin  (stagna=on)  temperatures  Special  materials:  -­‐  Stainless  steel  -­‐  Titanium  alloys  -­‐  Special  steel  alloys  

Material  proper7es  at  high  temperatures  Typical  performance  degrada=on  High-­‐temperature  materials  maintain  proper=es  beGer  

0  

20  

40  

60  

80  

100  

400   800   1200  

Fult  Fyield  

SR-­‐71  Blackbird  

P.  Grayson  -­‐  CC  -­‐  BY  -­‐  NC  -­‐  ND  

First  flight:  1964  Fastest  (non-­‐experimental)  aircraT:  M  >  3  >90%  Titanium  Leading  edge  >  400°C  Cooling-­‐down  =me:  30  min  

Concorde  

Aluminium  structure  (max  127  °C)  Limited  to  M  <  2.02  

Aero  Icarus  -­‐  CC  -­‐  BY  -­‐  NC  -­‐  SA  

Space  materials  

Special  requirements:  -­‐  High  temperature  loading  (reentry)  -­‐  Specific  atmospheres  (radia=on  etc.)  

Aero-­‐thermodynamic    

Radia=on  

Conduc=on  

Heat  balance  

qAero  =  qRad  +  qCon    

Reentry  from  space  

Capsules  use  abla=ve  shields  Surface  sublimates,  energy  dissipates  

Space  shuBle    TPS  -­‐  Thermal  Protec=on  System  Temperature  up  to  1650°C  during  reentry  

Astrowikizhang  -­‐  CC  -­‐  BY  -­‐  SA  

Summary  

Current  limits:  -­‐  Speed  record:    Mach  6.72  (X-­‐15)  -­‐ Al7tude  record:    112  km  (SpaceShipOne)  

Special  materials  for  high  temperatures  -­‐ During  supersonic/hypersonic  flight  -­‐ During  reentry  from  space  

NASA  Marshall  Space  Flight  Centre    CC  -­‐  BY  -­‐  NC  

Rokits  Xprize  Galery  CC  -­‐  BY  -­‐  SA  

The  limits  of  speed