Ich denke auch, daß man mit Feststoff-Antrieb ins All kommt. Man stelle sich 'nen einzelnen Shuttlebooster mit einer kleinen Nutzlast vor

Wenn die sugarshot-Jungs es mit Zucker schaffen, geht das mit "echten" Treibstoffen dank des erheblich größeren Isp erst recht.

Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 31. Mai 2007 um 13:17

Die Vega ist eine reine mehrstufige Feststoffrakete

Gruß Marco

Hi,

jede moderene ICBM verwendet Feststoffmotoren. Die Dinger werden zum Teil auch zum Starten von Satelliten verwendet.

Gruß
Reinhard

Das Thema hat mich schon mit 16 fasziniert. Damals habe ich mich mit Hilfe der Raketengrundgleichung mal überschlägig orientiert, wie denn eine Eigenbaurakete beschaffen sein müßte, damit sie Fluchtgeschwindigkeit erreicht. Ich habe mich dann auf eine 6-stufige Rakete festgelegt, mit einer minimalen Nutzlast von 100g (oder wenigen hundert Gramm) ganz am Ende.

Die Grundgleichung auf Stufenraketen angewendet lautet, wenn ich das noch richtig zusammen bekomme:

Endgeschwindigkeit = Ausströmgeschwindigkeit * ln(Massenverhältnis ^ Stufenzahl)

Vereinfachte Annahmen sind dabei, daß

a) jede Stufe dasselbe Massenverhältnis hat, und auch
b) dieselbe Ausströmgeschwindigkeit.

Letzteres ist aber realistisch, denn wenn du mit dem gleichen Treibstoff arbeitest, kann die Abweichung nicht so groß sein. Was kommt dabei raus?

Wenn wir heute eine solche Rakete bauen würden, wären 2300 m/s eine völlig realistische Ausströmgeschwindigkeit. Dazu müßten die Motoren noch nicht einmal unter übermäßigem Druck stehen.

Als "Massenverhältnis", also Quotient aus Masse der startfertigen Rakete geteilt durch Masse der leergebrannten Rakete, halte ich "3" für eine eher konservative Annahme. Im Unterschied zu unseren Modellraketen sprechen wir da ja über Raketen, die vollgestopft wären mit Treibstoff.

Rechnen wir mal:

V = 2300 * ln(3^6) = 2300 * ln(729) = 15161 m/s = 15,2 km/s

Das ist natürlich ein gewaltiger Wert, was man daran sieht, daß die Fluchtgeschwindigkeit, ab der unsere letzte Stufe das Schwerefeld der Erde verläßt und in eine Sonnenumlaufbahn eintritt bei 11,2 km/s liegt.

ABER: Wir haben hier für den ansonsten kräftefreien Raum gerechnet und nicht berücksichtigt, wieviel uns Erdanziehung und Luftwiderstand kosten werden. Das können wir ja im nächsten Schritt nachholen.

Selbst wenn wir eine solche Rakete in absehbarer Zeit nicht starten können, so wäre es doch spannend, sie als Projekt zu planen und dabei wohl einiges zu lernen. Gibt es z.B. frei zugängliche Programme, die mit hinreichender Genauigkeit die Flugbahn einer solchen Rakete berechnen würden? Welche Algorithmen kommen da zum Einsatz? Wie ist das mit dem Schwungholen durch die Erddrehung, wie rechnet man das ein? Was müßte man sonst noch bei der Auslegung der Rakete berücksichtigen?

Ich denke du mal du musst die Endgeschwindigkeit für jeden Teil extra rechnen. Jedes mal wenn eine Stufe angetrennt wird verringert sich das Gesamtgewicht also muss man neu rechnen.

Das mit der Ausströmgeschwindigkeit von 2300 m/s könnte hinkommen. Ich würde aber mit weniger rechnen. An welchen Treibstoff hast du gedacht?

Das mit der Fluchtgeschwindigkeit verstehe ich nicht was du meinst.

Was denkst du das du aus so einem Projekt lernen kannst wenn du nicht weißt ob es funktioniert? Theoretisch planen und Praktische Ausführung sind 2 Paar Schuhe!

LG
Blackpuma

Zitat:

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Original geschrieben von Blackpuma
Ich denke du mal du musst die Endgeschwindigkeit für jeden Teil extra rechnen. Jedes mal wenn eine Stufe angetrennt wird verringert sich das Gesamtgewicht also muss man neu rechnen.

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Im Grunde muß man die unterschiedlichen Massenverhältnisse miteinander multiplizieren. Geht man für eine überschlägige Rechnung davon aus daß sie alle gleich sind, dann wird der Einfluß der Stufenzahl sehr anschaulich als Exponent sichtbar.

Zitat:

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An welchen Treibstoff hast du gedacht?

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AP-basierter Composittreibstoff.

Zitat:

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Das mit der Fluchtgeschwindigkeit verstehe ich nicht was du meinst.

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Entscheidend ist nicht, wie hoch eine Rakete fliegt, sondern wie schnell sie dabei ist. Denn aus jeder beliebigen Höhe fällt die zu langsame Rakete brav auf die Erde zurück. Die schnelle Rakete hingegen löst sich aus dem Gravitationsfeld der Erde- und zwar für immer. Die Mindestgeschwindigkeit, um der Erdanziehung zu entfliehen (daher "Fluchtgeschwindigkeit") beträgt 11,2 km/s.

Zitat:

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Was denkst du das du aus so einem Projekt lernen kannst wenn du nicht weißt ob es funktioniert? Theoretisch planen und Praktische Ausführung sind 2 Paar Schuhe!

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Wer läuft schon ein Leben lang in einem Paar Schuhe herum? Wenn ein solches Projekt jemals funktionieren soll, muß es sehr genau geplant und durchgerechnet werden. Das ist durchaus komplex, ich könnte dabei viel lernen, und es würde mir auch Spaß machen. Vielleicht gehts noch anderen so?

Geändert von Peter am 03. Juni 2007 um 19:11

Neil und ich rechnen auch schon seit einiger Zeit an so was herum. Wir hatten gehofft mit drei Hybridstufen recht weit zu kommen...

Oliver

Ich nehme an das ihr das mit fertigen Motoren machen wollt oder?

Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Neil und ich rechnen auch schon seit einiger Zeit an so was herum. Wir hatten gehofft mit drei Hybridstufen recht weit zu kommen...

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Wenns um eine möglichst große Höhe geht, also um einen "Schnupperbesuch" im Weltraum, dann ist das kreativ gedacht, wegen der langen Brenndauer.

Andererseits habe ich beim Massenverhältnis eines Hybriden gegenüber einem Feststoffmotor Zweifel, doch da fehlen mir die eigenen (Hybrid-)Erfahrungen.

Eines ist sicher: Von der Ausströmgeschwindigkeit her ist der Compositmotor doppelt so gut.

Wie ist das eigentlich mit dem Abbrandverhalten eines Hybriden im Vakuum?

Nein, es geht um Orbit oder Mond (und ja, es ist eine Gedankenspielerei).

Bei dem Massenverhältnis könntest Du Recht haben, da siehts relativ schlecht aus... dem könnte man mit dem Einsatz von CfK allerdings entgegenwirken.

Die Ausströmgeschwindigkeit die Composits erreichen sollte man auch mit dem Hybriden schaffen (2000-2500 m/s).

Ein Hybrid sollte wie jeder andere Raketenmotor im Vakuum genauso arbeiten wie in der (Erd-)Atmosphäre.

In beiden Fällen bekommt man ohne den Einsatz mehrerer Zentner Treibstoff nicht mal eine Tafel Schokolade in den Weltraum.

Oliver