Raketenprinzip
Einleitung: Die Rakete ist der einfachste und mächtigste Wärmemotor. Sie verbrennt Kraftstoff in einer Brennkammer mit offenem Ausgang. Die erzeugten heißen Gase dehnen sich stark aus und treten bei hoher Geschwindigkeit aus. Eine Rakete bewegt sich nach dem Prinzip der Wirkung und der Gegenwirkung vorwärts, da die Gase mit gewaltiger Kraft gegen das Brennkammergehäuse drücken. Alle Raketenantriebe beruhen auf dem Rückstoßprinzip von Newton. Der im 17. Jahrhundert erkannte, dass ein Körper nur beschleunigt werden kann, wenn ein anderer Körper in entgegengesetzter Richtung beschleunigt wird. Nur aus diesem Grund können Raketen funktionieren. Der Schub einer Rakete wird im äquivalentem Gewicht - anstatt in Newton - angegeben. |
Raketengleichung:
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Antriebstypen: Feststoff-Antrieb: Die Feststoffrakete wird mit Brennstoff und Oxidator in flüssiger Form befüllt. Dieses Gemisch härtet aus und gilt somit als fest, dass hat den Vorteil das die Rakete leicht lagerbar und zu jeder Zeit einsetzbar ist. Wenn die Feststoffrakete gezündet wird verbrennt sie kontinuierlich, dass bedeutet man kann sie nicht wieder verwenden. Der Schub der Rakete hängt von der Verbrennungstemperatur in der Brennkammer ab. Da Feststoffraketen einen geringen Schub haben der um die 100 Bar liegt, sind sie als Haupttriebwerk ungeeignet. Der hohe Preis ist ebenfalls auffällig. |
Flüssigkeits-Antrieb: Das Hauptproblem bei einem Flüssigkeits Antrieb lieg im Transport der Brennflüssigkeiten und der regulierung der Flüssigkeiten. Die Gase müssen flüssig sein , damit sie durch Pumpen gefördert werden können. In der Brennkammer entsteht dann eine heftige Reaktion und es entsteht ein hoher Druck, von 200 bis 300 Bar und Gase mit Temperaturen von mehreren Tausend Grad, was eine hohe Schubkraft zur Folge hat. |
Hybrid-Antrieb: Der Hyprid Antrieb wird aufgrund seiner kompläxität und schweren regulierbarkeit heute selten verwendet. Der Antrieb besteht aus zwei Stoffen einen festen der als Treibstoff dient und einen flüssigen der als Oxidator dient. Das Mischverhältnis in der Brennkammer zu regulieren ist sehr schwer und deswegen wird dieser Antrieb selten verwendet, auch wenn er einen höheren Schub hat als die Feststoffrakete. Die Hyprid Rakete ist mehrfach zündbar. |
Heutige Trägerraketen: Die gebrauchs Raketen heute verwenden fast alle einen Booster der nach dem Start abgeworfen wird, dieser ist in fast allen Fällen eine Feststoffrakete. Der Booster wird einfach nach Bedarf an die Hauptrakete montiert. Als Hauptrakete dient eine Rakete mit Flüssigkeitsantrieb. In der Flüssigkeitsrakete haben sich aufgrund der guten Eigenschaften inzwichen Wasserstoff und Sauerstoff als Gase durschgesetzt. Diese verbrennen auch umweltfreundlich. |
Quellen: |