Kann sein, dass es unsinnige Idee ist. Ich bin absoluter Neuling und habe noch nie ne Rakete gebaut und werde wohl auch nie eine bauen, aber das Thema finde ich sehr interessant.

Von meinem Verständnis her, müsste die optimale Wasserrakete doch am besten vollständig mit Wasser betankt sein, oder ? Mag sein, dass das vom Schwerpunkt vs Druckpunkt zum Start nicht der Bringer ist, aber im Flug sollte es die beste Lösung sein, wenn man den Tank nicht für Pressluft "verschwendet", sondern voll mit dem eigentlichen Impulsgenerator Wasser befüllt.

Meine Idee wäre daher, den notwendigen Förderdruck nicht mit Luft, sondern mit Flüssig-Butan aufzubauen, dass hat bei 21 Grad nen Dampfdruck von ca. 20 bar, wäre also zumindest für ein Hightech-Projekt mit Kohlefaserverstärktem Druckbehälter als zweite Stufe keine totale Amok-Aktion. Eventuell kann man auch ne Normal- bzw. Niederdruck-WaRa über ne Druckdrossel mit Butan betreiben.

Unsinnige Idee ?

Herzlich Willkommen!

Zitat:

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Von meinem Verständnis her, müsste die optimale Wasserrakete doch am besten vollständig mit Wasser betankt sein, oder ? Mag sein, dass das vom Schwerpunkt vs Druckpunkt zum Start nicht der Bringer ist, aber im Flug sollte es die beste Lösung sein, wenn man den Tank nicht für Pressluft "verschwendet", sondern voll mit dem eigentlichen Impulsgenerator Wasser befüllt.

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Nun ja, wenn man es einmal vom Aspekt "Impulsausnutzung" aus sieht, ja ... es gibt aber eine gewisse Wassermasse, ab der du zuerst einmal Gewicht ablassen musst, bevor die Rakete leicht genug zum abheben ist.

Zitat:

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Meine Idee wäre daher, den notwendigen Förderdruck nicht mit Luft, sondern mit Flüssig-Butan aufzubauen, dass hat bei 21 Grad nen Dampfdruck von ca. 20 bar, wäre also zumindest für ein Hightech-Projekt mit Kohlefaserverstärktem Druckbehälter als zweite Stufe keine totale Amok-Aktion. Eventuell kann man auch ne Normal- bzw. Niederdruck-WaRa über ne Druckdrossel mit Butan betreiben.

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Hui, komplexer gehts kaum, oder? Und so am Rande ... ich denke, für Butan gibts bessere Verwendungsmöglichkeiten als eine Wasserrakete ... und wege, wenn die Bergungselektrik nen Funken verursacht!

mfG
Markus

PS:

Zitat:

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Unsinnige Idee ?

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Ein bisschen

Moin und willkommen hier im Forum!

Ganz richtig, das Wasser stellt die Masse dar, die entgegen der Flugrichtung ausgestoßen wird
und dadurch den Impuls nach vorne entstehen lässt.

Um nun das Wasser austzustoßen braucht man ein Druckgas, das wir bei unsreren Raketen
im oberen Teil des Druckbehälters speichern. Simulatoren berechnen uns dabei das
richtige Verhältnis zwischen Wasser und Druckluft im Tank.

Man kann also nicht von "verschwendetem" Volumen sprechen, denn die Druckluft muss ja
irgendwo gespeichert werden.

Die Druckerzeugung durch Flüssiggas wäre ne Möglichkeit. Nun gut, die Gefährlichkeit durch
das Butan steigt gleichermassen.

Das Butan muss aber zunächst vom festen in den flüssigen Zustand übergehen, also kochen.
Ich weiss nicht, ob der Druckabfall im Tank für das vollständige Vergasen des Butans zu schnell
vonstatten geht.
Ebenso muss beachtet werden, dass die Temperatur des Butans beim schnellen Vergasen sehr
schnell sinken wird. Eine Vereisung von Düse und Wasser könnte die Folge sein.

Ebenfalls solltest du auch folgendes bedenken.
Durch flüssiges Butan wirst du sicher das Volumen des Treibgases (hier halt das Butan) verkleinern
können. Letzten Endes brauchst du aber die gleiche Volumenmenge wie bei Gas. Und die wiegt
genauso viel.

Kurz gesagt: Eine Volumenverkleinerung hilft bei unseren Raketen nicht viel. Uns würde eine
Gewichtsreduzierung viel mehr bringen und die ist durch Flüssiggas halt nicht gegeben.

Gruß Robert

Geändert von robby2001 am 04. Oktober 2007 um 17:34

Will sagen, Ihr braucht Helium als Druckgas?

Oliver

Erstmal hab ich mich um ne Kommastelle vertan: Butan hat bei 20 grad nen Dampfdruck von 214.000 Pa also 2,14 Bar, was nichts macht, wenn man stattdessen Propan nimmt (7,7 bar bei 20°C).

Zitat:

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Original geschrieben von robby2001
Man kann also nicht von "verschwendetem" Volumen sprechen, denn die Druckluft muss ja
irgendwo gespeichert werden.

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womit die notwendige Tankgröße und damit das Leergewicht der Rakete also wächst, oder ?

Zitat:

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Original geschrieben von robby2001
Das Butan muss aber zunächst vom festen in den flüssigen Zustand übergehen, also kochen.
Ich weiss nicht, ob der Druckabfall im Tank für das vollständige Vergasen des Butans zu schnell
vonstatten geht.
Ebenso muss beachtet werden, dass die Temperatur des Butans beim schnellen Vergasen sehr
schnell sinken wird. Eine Vereisung von Düse und Wasser könnte die Folge sein.

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ja, die Kinetik des Verdampfens ist schwer vorherzusagen, das ist auch hochgradig vom Design abhängig. Hier kommt man nur mit praktischen Tests weiter, das ist klar. Auch das Thema Verdampfungswärme ist korrekt, aber auch hier kommst drauf an wie der Wäremeübergang vom Wasser aufs Flüssiggas ist. Da Wasser ne sehr hohe Wärmekapazität hat, wäre ich mal ganz optimistisch, dass das nicht zum Thema wird.

Zitat:

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Original geschrieben von robby2001
Ebenfalls solltest du auch folgendes bedenken.
Durch flüssiges Butan wirst du sicher das Volumen des Treibgases (hier halt das Butan) verkleinern
können. Letzten Endes brauchst du aber die gleiche Volumenmenge wie bei Gas. Und die wiegt
genauso viel.
Kurz gesagt: Eine Volumenverkleinerung hilft bei unseren Raketen nicht viel. Uns würde eine
Gewichtsreduzierung viel mehr bringen und die ist durch Flüssiggas halt nicht gegeben.

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So, und genau die erreicht man damit meiner Meinung nach.

Beispiel:
2L Flasche, 500 ml Wasser und 1,5 L Luft bei 8 bar entspricht 12 Litern unkomprimiertem Gas (=Luft). 12 L unkomprimiertes Propan sind ein ca. halbes Mol, also 22g. Bei einer Dichte von ca. 0,5 g/ml im verflüssigten Zustand sind das also 44ml Flüssiggas.

D.h. der Druckkörper für den gleichen Schub ist anstatt 2L im Idealfall nur 544ml groß ..... das bringt doch wohl ne Gewichtsreduktion mit sich, oder ?

Wie gesagt, Verdampfungskinetik und Vereisen sind durchaus Probleme, die sich schwer vorhersagen lassen.

Geändert von Tairon am 04. Oktober 2007 um 18:36

Und was wiegen 12 Liter Luft? Der Gewichtsunterschied wird wohl nicht so groß sein.
Jetzt kommt die praktische Umsetzung dazu: Man wird wohl ein Ventil zwischen dem Druckgastank
und dem Wassertank installieren müssen, welches sich dann beim Start öffnet.

Ich bezweifle, dass man durch die Verwendung von Flüssiggas zu einer Gewichtsreduzierung kommt.

Gruß Robert

Geändert von robby2001 am 04. Oktober 2007 um 19:18

12L Luft sind 14,5g also 7g weniger als Propan, aber das fällt doch eigentlich nicht ins Gewicht, wenn die Einsparungen beim Druckkörper größer sind, oder liege ich hier falsch ?

Was wiegen leere Druckkörper bzw. Gesamtgewicht einer Leerrakete die nen 2L Dkörper hat vs eine entsprechend runterskalierte leere Rakete mit 600ml ?

Ein 600 ml großer Druckkörper sollte weniger als die Hälfte eines 2L Druckkörpers wiegen. Annahme hierzu: Druckkörper ist ne Kugel & dessen Gewicht ist proportional zu seiner Oberfläche - was ja auch eher untertrieben ist, weil mit der Oberfläche auch die Belastung auf den Druckkörper steigt und die Wandstärke bei mehr Volumen dicker werden müsste.


Wieso Ventil? Das Propan kommt einfach mit in den Tank. Schwimmt bei Dichte von 0.5g/ml oben auf .... Mir ist schon klar, dass Theorie und Praxis (Kinetik, Vereisung, Sicherheit) auseinander driften. Aber könnte es theoretisch was bringen, weil der Druckkörper für den gleichen Schub kleiner ausfallen kann ?

Also willst du versuchen, die Energie, die sagen wir mal 2l Raumvolumen bei einem Druck X besitzt, in einem viel kleineren Raumvolumen unterzubringen und somit Gewicht zu sparen?
Habe ich das richtig verstanden?
Das würde heißen, du hast die selbe Energie verteilt auf weniger Fläche= Höhere Belastung. Den Faktor der Mehrbelastung kann man sicherlich noch berechnen, also um wieviel X die Kraft pro cm² zunimmt bei verringerung des Volumens um Y.
Somit würden Fantaflaschen als Drucktank nicht in Frage kommen, ich denke nämlich das du mit den doppelten an Druck rechnen kannst wie wir ihn fliegen ( schätze so 22-25bar). Da bräuchtest du dann schon andere Materialen( Carbon wäre sicherlich interesant in Verbingung mit Isolierung, wegen der Kälte, die bei steigenden Druck entsteht).

Ich hab einfach mal geschrieben, was mir eingefallen ist. Ich denke, einiges war nicht richtig.

Aber aus Fehlern lernt man
mfg
Dennis

Hi,

wenn ich mich nicht verrechnet habe, bleibt die erforderliche Tankmasse bei gegebener spezifischer Festigkeit gleich wenn man den Tank, bei gegebener Gasmasse, verkleinert. Das wurde aber vereinfacht für dünne Wandstärken (im Vergl. zu den Abmessungen) und ideale Gase für Kugeln und lange Zylinder gerechnet. In der Praxis sind die Wandstärken aber nicht ganz vernachlässigbar und wirken sich bei relativ dicken Wandstärken negativ aus (weil sich die Spannungen nicht gleichmäßig verteilen). Deshalb wird ein kleinerer Tank bei gleichem (Massen)Inhalt schwerer werden. Allerdings steckt dann mehr Energie in dem kleinem Tank.

würde man so etwas ohne Phasenübergang probieren bräuchte man entweder einen Druckminderer oder einen Wassertank der diesen hohen Druck auch aushält.

Gruß
Reinhard

Ich vermute, dass dergleiche Techniken die nahezu explosionsartige Entfaltung des WaRa-Schubs und somit die Raketeneffizienz eher negativ beeinflussen.

mfG
Markus