Aerodynamische Steuerelemente für Rückkehr- und Hyperschallflugkörper

Ruder, Klappen und Canards sind zentrale Steuerelemente für die kontrollierte Rückkehr von Raumfahrzeugen sowie für die Flugstabilisierung bei Hyperschallgeschwindigkeiten. Aufgrund ihrer schlanken Geometrie, der exponierten Lage in der Anströmung und der geforderten Beweglichkeit bündeln sich an diesen Bauteilen strukturelle und thermische Herausforderungen – sowohl in der Auslegung als auch im Betrieb.

Diese Anforderungen werden in der Regel durch einen abgestimmten Materialmix gelöst: Faserkeramiken kommen im hochbelasteten Anströmbereich zum Einsatz, während metallische oder CFK-basierte Strukturelemente die mechanische Anbindung an die Flugkörperstruktur übernehmen. Eine zentrale Rolle spielt dabei der kontrollierte Umgang mit thermisch bedingten Dehnungen über die gesamte Missionsdauer hinweg.

Das DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie hat auf diesem Gebiet umfangreiche Erfahrungen gesammelt – insbesondere durch zahlreiche Forschungsprojekte und Flugversuche, in denen Konzepte zur thermomechanischen Auslegung beweglicher Steuerflächen erfolgreich validiert wurden.