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Schubleistung von Raketen
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- Raumfahrt: Wahrheit oder Lüge?



 
Name Nachricht
DerBeobachter



Bürger
77 Beiträge

Schubleistung von Raketen, 20 Sep. 2009 12:39


Hallo

im Thread "Existiert die ISS" hat Josef eine durchaus interessante Frage gestellt, die ich spontan nicht beantworten kann.




Schau z.B bei Wikipedia dort ist der Gesamtschub des ganzen Systems angegeben.
Bedenke bei deiner Rechnung auch das der Schub am Boden nicht gleich dem Schub im all ist

Ich hab’s schon bei diversen Angaben bemerkt,
aber:
Warum ist das so?
Kannst mir das ‘kurz gesagt‘ etwas näher erklären?

Gruß,
Josef




Warum hat eine Rakete am Boden einen anderen Schub als im All

Gruß
DerBeobachter
 
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MountainKing


Gelehrter
198 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 20 Sep. 2009 13:38


Unterschiedlicher Schub?
Also mal überlegen Erdanziehung, Luftwiderstand gegenüber freiem Fall, Vakuum.

Ääähh, keine Ahnung...
;)

XD.


Geändert von MountainKing am 20.Sep.2009 13:39
 
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DerOlf


Moderator
43 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 20 Sep. 2009 15:33


Soweit ich weiß wird die Schubkraft einer Rakete oder eines Raketentriebswerks nicht automatisch geringer nur weil es ins All kommt - warum auch? Der Impuls im Bereich des Triebwerkstrichters müsste auch im Vakuum gleich sein. Gleichwohl lässt sich die Leistung des Triebwerks natürlich in gewissem Rahmen regeln. Auch gibt es unterschiedliche Arten von Triebwerken, mit unterschiedlichen Treibstoffen und unterschiedlicher Leistungsausbeute.

Zu bedenken gilt: Eine Rakete die vom Boden aus in den Erdorbit startet beschleunigt normalerweise umso stärker je höher sie kommt. Ganz einfach dadurch bedingt, dass pro Sekunde große Mengen Treibstoff verbrannt werden, die von der Startmaße abgehen - die Rakete wird somit "leichter". Hinzu kommt aber auch der geringer werdende Luft- bzw. Reibungswiderstand. Gravitative Einflüsse spielen in gewissen Maße auch eine Rolle.

Beim Space-Shuttle oder der Saturn V oder anderen Trägersystemen werden ja irgendwann auch die unteren Brennstufen oder Zusatzraketen abgeworfen. 1. Weil man ihre Antriebskraft nicht mehr benötigt und 2. weil sie, so bald sie leer sind, nur noch zusätzlichen Ballast darstellen, den man auch, falls man ihn irgendwie recyclen will, frühzeitig abwerfen muss, weil er sonst in der Erdatmosphäre verglüht. Die Schubkraft des Space-Shuttles z.B. sinkt dann natürlich schon dadurch, dass die Feststoffbooster irgendwann ausbrennen und abgeworfen werden - jedoch hat das Shuttle dann schon so ein hohes Tempo drauf, dass die benötigte Schubkraft logischerweise auch geringer geworden ist.


Geändert von DerOlf am 20.Sep.2009 15:35
 
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Altair_080


Bürger
94 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 21 Sep. 2009 16:20


Hallo Leute,

der Schub ist im Vakuum tatsächlich größer. Definiert wird die Schubkraft nämlich als

F = D * v

mit D: Durchsatz in kg; v : Ausströmungsgeschwindigkeit.

Im Vakuum ist v ein wenig erhöht, weil die Gase weitestgehend widerstandsfrei aus dem Raktentriebwerk rasen, während dies innerhalb der Erdatmosphäre (Reibung mit der Luft) nicht möglich ist.

Gruß,
Marcel
 
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DerOlf


Moderator
43 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 21 Sep. 2009 18:46



Im Vakuum ist v ein wenig erhöht, weil die Gase weitestgehend widerstandsfrei aus dem Raktentriebwerk rasen, während dies innerhalb der Erdatmosphäre (Reibung mit der Luft) nicht möglich ist.


Das was du sagst macht durchaus Sinn, aber mal ne Frage/Überlegung dazu....

Wenn ich mich im Schwimmbad von der Beckenwand mit den Füßen abstoße gebe ich mir damit ja auch einen größeren Impuls, als wenn ich die gleiche Bewegung im freien Wasser vollziehe, weil das Wasser unter meiner "Stoßkraft" zurückweicht bzw. einen Teil des Impulses selbst verwendet und die Beckenwand nicht. Was ich sagen will ist, müsste sich ein Raketentriebwerk nicht von der Umgebungsatmosphäre besser "abstoßen" können als im Vakuum? Oder denke ich gerade völlig verquert?
 
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zodiak68



Siedler
33 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 23 Sep. 2009 15:02




Altair_080:

...

Im Vakuum ist v ein wenig erhöht, weil die Gase weitestgehend widerstandsfrei aus dem Raktentriebwerk rasen, während dies innerhalb der Erdatmosphäre (Reibung mit der Luft) nicht möglich ist.

Gruß,
Marcel



Bei den Geschwindigkeiten bzw. Drücken mit denen die Gase das Triebwerk verlassen dürfte das eine zusätzliche Bar kaum eine Rolle spielen, maximal im unteren, einstelligen Prozentbereich.

Anders ist es mit dem Luftwiederstand, da dieser ja je nach Geschwindigkeit größer wird.

(Ist aber natürlich alles auch nur geraten)




DerOlf:

Wenn ich mich im Schwimmbad von der Beckenwand mit den Füßen abstoße gebe ich mir damit ja auch einen größeren Impuls, als wenn ich die gleiche Bewegung im freien Wasser vollziehe, weil das Wasser unter meiner "Stoßkraft" zurückweicht bzw. einen Teil des Impulses selbst verwendet und die Beckenwand nicht. Was ich sagen will ist, müsste sich ein Raketentriebwerk nicht von der Umgebungsatmosphäre besser "abstoßen" können als im Vakuum? Oder denke ich gerade völlig verquert?



Beim Raketenantrieb stößt man sich aber nicht von der Luft o.ä. ab sondern gerade von den Gasen die hinten rauskommen. D.h. dein Beispiel passt nicht.

Stell dir vor du bist in einem Boot und wirst Steine nach hinten damit das Boot nach vorne schwimmt. Das wäre vielleicht ein besseres Beispiel.

By
Zodiak

 
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Altair_080


Bürger
94 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 08 Oct. 2009 09:41


Hallo zodiak,

in der Raketengrundgleichung findet der Luftwiderstand natürlich keine Beachtung, es ist aber tatsächlich das Vakuum des Weltalls, welches für eine größere Ausströmungsgeschwindigkeit und damit (per definitionem) höhere Schubleistung sorgt.

Über den genauen Einfluss des Luftwiderstandes werde ich mich noch mal eben schlau machen.

Gruß,
Marcel
 
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MountainKing


Gelehrter
198 Beiträge

RE: Schubleistung von Raketen, 09 Oct. 2009 14:07



Im Vakuum ist v ein wenig erhöht, weil die Gase weitestgehend widerstandsfrei aus dem Raktentriebwerk rasen, während dies innerhalb der Erdatmosphäre (Reibung mit der Luft) nicht möglich ist.




Das was du sagst macht durchaus Sinn, aber mal ne Frage/Überlegung dazu....

Wenn ich mich im Schwimmbad von der Beckenwand mit den Füßen abstoße gebe ich mir damit ja auch einen größeren Impuls, als wenn ich die gleiche Bewegung im freien Wasser vollziehe, weil das Wasser unter meiner "Stoßkraft" zurückweicht bzw. einen Teil des Impulses selbst verwendet und die Beckenwand nicht. Was ich sagen will ist, müsste sich ein Raketentriebwerk nicht von der Umgebungsatmosphäre besser "abstoßen" können als im Vakuum? Oder denke ich gerade völlig verquert?



Nein, nicht völlig!
Beruhigt?

Das gilt nur wenn die Rakete startet, sobald die vom Boden ein bischen weg ist, ändert sich das.
Denn wenn du dich erstmal vom Rand wegeschubst hast, dann musst ja auch normal schwimmen.

In der Atmosphäre gibts bereits Gas und das bereitet dem austretenden Gas etwas Widerstand und muss verdrängt werden.
Im Vakuum...



Geändert von MountainKing am 9.Oct.2009 14:10
 
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