Zitat:

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Original geschrieben von Neil
Bei der Theorie das sich die Rakete auf dem Abgasstrahl abstützt, bin ich etwas skeptisch.
Es gibt da so ein Experiment wo einer auf einem Wagen sitzt und eine Kugel weg schleudert. Da ist genau nur ein Teilchen im Abgasstrahl vorhanden. Das kann sich nicht abstützen auf ein anderes Teilchen. Also wirkt die Karft der Rakete auf den Abgasstrahl nur in der Düse, nähmlich da wo das Teilchen beschleunigt wird, oder im Beispiel der Werfer die Kugel noch in der Hand hält. Sobald er diese los läst, ist die Beschleunigung zu ende.

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Eigentlich gibts Du dir die Antwort selbst. Das Beispiel mit dem Wagen ist ein Klassiker aus alten Physikbüchern, um das Prinzip "Actio = Reactio" zu veranschaulichen.

Falsch wäre natürlich die Vorstellung, daß sich die Rakete mit ihrem Strahl auf die Rampe stützt. Was immer sich der Einzelne vorstellt, es gibt stets einen Lackmustest, den diese Vorstellung bestehen muß, nämlich die Tatsache, daß die Rakete auch im Weltraum funktioniert, wo es außerhalb der Rakete nichts gibt, an dem sie sich wirksam "abstützen" könnte.

Man kann es sich vielleicht am besten so vorstellen, daß sich die Kräfte innerhalb der Rakete abstützen, wenn man dieses Bild schon gebrauchen will. In dem Punkt, in dem die Antriebskraft entsteht, stößt sich gewissermaßen eine gleich große aber entgegengesetzte Kraft von der ersten ab. Über diesem Veranschaulichungsversuch sollte man aber nicht vergessen, daß Actio = Reactio schlichtweg ein "Axiom" ist, also etwas, das wir in letzter Konsequenz als unbeweisbar hinnehmen müssen. Eben als "Naturgesetz". Dem ich, wie schon weiter oben gesagt, ewig dankbar bin, denn sonst gäbs kein Raketenhobby

Das Experiment mit dem Wagen kann jeder selbst nachmachen. Eindeutig geht da die verursachende Wurfkraft in die eine Richtung, aber der Wagen bewegt sich ein Stück weit in die entgegengesetzte Richtung. Wenn man so will haben sich die losfliegende Kugel und die werfende Hand aneinander abgestützt, und als Antwort auf die Wurfkraft "Actio" kam die geheimnisvolle Klonkraft "Reactio" ins Spiel. Aber vielleicht sollte man das mit der Abstützung auch einfach nicht übertreiben.

Jenseits aller Abstützungsfragen ist eines sicher: Ein starker Abgasstrahl wird mit großer Wucht auf den Boden bzw. die Unterlage einwirken. Ich habe es erlebt, daß der Boden unter der startenden Rakete förmlich "umgegraben" wurde und Erde im Umkreis verstreut war. Das heißt wiederum nicht, daß die Rakete sich an der Erde abgestützt hätte. Die beiden Dinge muß man einfach voneinander trennen.

Geändert von Peter am 29. Januar 2007 um 12:55

Zitat:

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Original geschrieben von Achim

, dass sich die Rakete überhaupt nirgends abstützt sondern der Vortrieb ausschliesslich durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse im Raketenmotor zu Stande kommt...

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Ich bin für "teilweise richtig", ich denke das es sowohl der Druckunterschied alsauch von der Beschleunigungsgeschichte kommt die Neil erwähnte,weil:
Wenn es nur der Druckunterschied wäre hätte ein Hybrid exakt die gleiche Leistung wie eine 45bar Wasserrakete
Ein Hybrid stößt die teilchen aber schneller aus als eine Wara das Wasser, das bringt den Vorteil.

Denk ich zumindest

Hi,

das wäre so, wenn nicht das Gas sich selber ausdehnen könnte und dabei die Energie die im komprimierten Gas steckt noch in Bewegungsenergie umgesetzt wird.
Nimmt man ein einfaches Loch, so entsteht dort nur eine Strömung mit maximal Schallgeschwindigkeit. Nimmt man aber eine Düse, so wird der Druck im Gas in Bewegungsenergie umgesetzt und der Strahl kommt schneller raus. Das ist der Trick.
Es gibt da auch einen schönen Text zu wie da die Kraft entsteht. Ich habe das mal angehängt.

Gruß

Neil

Anhang: 06.zip

Geändert von Neil am 29. Januar 2007 um 14:08

Zitat:

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Original geschrieben von Achim
dass sich die Rakete überhaupt nirgends abstützt sondern der Vortrieb ausschliesslich durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse im Raketenmotor zu Stande kommt...

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Achim, da ist Dir ein echter Currywurstbeitrag gelungen- jeder möchte seinen Senf dazu geben. Ich auch. Gibt ja schließlich nix wo ich nicht eine ausgeprägte Meinung zu hätte .

Stellt man sich die Antriebskammer als einen geschlossenen Raum vor, den der brennende Treibstoff (oder ein pumpender, keuchender Plantschie) unter Druck setzt, so wirkt der Druck nach allen Seiten gleichmäßig. Bis jemand die Düse öffnet, so stellen wir uns das einfach mal vor. Jetzt gibt es eine Druckdifferenz: Durch die Düse strömt das Antriebsmedium (Verbrennungsgase, Wasser, etc.) ab. Diese "Druckdifferenz" ist verantwortlich dafür, daß ein harter Strahl auf die Unterlage trifft. Wir reden letzten Endes -nach Sir Isaac Newton- von Actio.

Wenn das alles wäre würden wir hier mit verbitterten Gesichtern durchs Leben gehen, weil wir kein Hobby hätten. Es wäre noch nie eine Rakete geflogen. Wir würden aus öder Langeweile heraus freiwillig unseren Frauen im Haushalt helfen (die Mädels reden eh von nichts anderem wenn sie uns mal richtig nerven wollen, stimmts oder habe ich recht?)

Doch in dem Moment setzt pure Zauberei ein. Aus dem hohlen Nichts heraus wirkt -wiederum nach Sir Isaac- Reactio. Die gleichgroße, aber entgegengesetzte Zwillingskraft, die uns eine Laune der Natur schenkt. Und plötzlich gehen nicht nur Bayern die Uhren anders, nein, auf allen Startplätzen dieses Planeten zählen die Leute plötzlich rückwärts: 5-4-3-2-1.

Und alle freuen sich- obwohl die Rakete streng genommen von Reactionären Kräften angetrieben wird. Zum Ausgleich dafür handelt es sich um einen der wichtigsten Beiträge der Natur zur Befreiung und Emanzipation des Mannes .

Geändert von Peter am 31. Januar 2007 um 22:00

Hallo Peter,

ich glaube du hast Achim falsch verstanden.
Er geht von folgender Idee aus:
Angenommen ein Motor hat eine Stirnfläche in der Brennkammer von 10cm². Diese hat er oben und unten. Da wirkt der Brennkammerdruck von sagen wir 10 bar. Das macht dann eine Kraft die gleich 100kg ist. Diese wirkt auf dem Deckel und auf dem Boden. Da beide Kräfte gleich groß sind, bewegt sich da nichts. Die Mantelfäche des Motors wird auf Zug belastet, aber das war es auch schon.
Jetzt hat aber einer die Düse erfunden die einfach gesagt nur ein Loch im Boden darstellt. In diesem Beispiel 5cm² groß. Das bedeutet, auf dem Deckel wirken immer noch die 100kg, der Boden aber ist nur halb so groß, da wirken nur noch 50kg. Das bedeutet, der Motor erfährt eine Kraft von 50kg in eine Richtung. Das ganze erstmal ohne Actio oder Reactio.

Gruß

Neil

..aber um den Pudels kern mal wiede zu treffen: Wenn im Abgasstrahl feste teilchen sind haben die auch eine Masse. Da die sich auch bewegen haben sie ebenfalls eine Geschindigkeit.

Kraft ist Masse x Geschindikeit²...oder so...

d.h.: auf die Rampe trift im ersten Moment wenistens diese Kraft der Partikel aus dem Abgasstrahl. Außerdem weiss jeder der mal die Hand vor einen Druckluftschlauch gehalten hat das es da "gut drückt". Sowas meine ich halt, abegesehen vom "Rückstoß der Pistole was dem Vortrieb gleichkäme

Gruß Jens

Hi,

genau. Ich würde sagen, das folgende Kräfte auf die Rampe einwirken:

1. Gewichtskraft der Rakete vor dem Start.
2. Abgasstrahl kurz nach dem Zünden.
3. Reibungskräfte in der Rail.
4. Windkräfte (Sollte man nicht unterschätzen).
5. Auslösekraft bei WaRarampen.
6. Kabelstolper wenn einer das Kabel zum Zündgerät nicht gesehen hat.

Wie kann man dagegen wirken?

1. Rail muss groß genug ausgelegt sein. Man sieht immer wieder das 3mm Kohelstäbe 500g Rakete führen sollen. Das kann nicht klappen. Daher rechtzeitig eine Rail verwenden die auch steif genug ist. Diese sollte dann bei sehr schweren Raketen direkt unter der Rail auf dem Boden abgestützt werden. Bei einem Dreibein kommt dan die Elastizität der Beine dazu, die die Rampe wieder wackeln lassen.

2. Anwinkeln der Abprallplatte. Dabei entstehen seidliche Kräfte die nicht unterschätz werden sollten. Mit zunemenden Abstand zu der Düse wird die Kraft aber kleiner, da die Luft doch den Strahl sehr stark bremst. Evtl. die Abprallplatte seperat auf dem Boden verankern.

3. Sollte nicht unterschätzt werden. Es gab schon mal ein paar Rampen die deswegen umgekippt sind. Daher vor dem Start die komplette Länge der Rail auf Leichtgängigkeit prüfen und evtl. mit Teflonspray gleitfähiger machen. Bei Stoßkanten umbedingt einen Versatz vermeiden. Die Rail nicht durch die Schwerkraft in der Rampe halten sondern verschrauben.
Falls die Rail klemmt, muss die Rampe die komplette Leistung des Motors verkraften. Daher sind die Rampen für M Motoren auch so massiv. Am besten noch im Boden verankern.

4. Windkräfte werden einen elastischen Leitstab oder Rail dazu verleiten sich zu verbiegen. Das führt dann dazu, das die Rampe der Rakete kurz vor verlassen (wenn nur noch ein Railguide in der Führung ist) eine Schlag verpaßt und die Rakete schräg weiter fliegt.

5. Der Starter sollte nicht in der Lage sein die Rampe umzureißen ohne dabei auszulösen. Das Thema sollte aber klar sein.

6. Ganz fies, da meist die Rakete dabei kaputt geht. Daher das Kabel nicht direkt anschließen sondern lieber ein paar mal um einen Erdnagel wickeln. Dann bleibt alles heile.

Gruß

Neil

Zitat:

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Falls die Rail klemmt, muss die Rampe die komplette Leistung des Motors verkraften. Daher sind die Rampen für M Motoren auch so massiv. Am besten noch im Boden verankern.

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Viel wichtiger als die Impulsklasse ist der Spitzenschub. Der Durchschnittsschub eines AT J2135 ist grösser als der Spitzenschub eines AT M1297. Sobald die Reibungskräfte an der Startschiene grösser werden können als die Gewichtskraft der Rampe sollte Verankerung im Boden selbstverständlich sein. Eine leichte HPR-Rampe sollte daher immer verankert sein.

Hi zusammen

Na, scheint nicht so einfach zu sein... aber dank Euch sehe ich schon etwas mehr durch.

Im Kern ging es mir um den Schub der startenden Rakete, und so wie ich Euch jetzt verstanden habe wird diese Kraft in jedem Fall senkrecht in die Rampe eingetragen und zwar als Anprallkraft beschleunigter Partikel oder Luft oder eben der Wasserstrahl der mit Startdruck austritt.
Allerdings nur im allerersten Augenblick des Startes, mit steigender Entfernung nehmen zb. Wasserdruck und Wassermenge ab, auch fächert der Strahl auf und trifft nicht mehr konzentriert.
Ebenso steigt mit zunehmender Entfernung die Reibung der Partikel bzw. des Wasser- /Abgasstrahles an den Molekülen der Umgebungsluft und wird dadurch erheblich gebremst. Soweit korrekt??

Für meine 8-Liter WaRa, sieht das bei 390N Schub dann so aus, das für kürzeste Zeit doch 40Kg senkrecht auf der Rampe lasten... allerdings gestaltet sich so ein Start eher nach zack und weg, die Dauer ist also minimal, dasselbe gilt für den Durchschnitts-Smoker.

Das Beispiel der A4/V2 sieht anders aus, da dort der Zeitraum vom zünden bis erreichen des Startschubs sehr lang ist, der Apparat stand meines Wissens mehrere Sekunden auf der Rampe und drückte 8 Tonnen Schub in den Boden, bis die Turbopumpen "aus dem Quark kamen" und das Triebwerk Nominalschub erreichte. Wobei das abheben mit Startschub dann auch sehr langsam vonstatten ging und so die Kraft auf den Boden / die Rampe sehr langsam abnahm.

Ähnliches gilt dann wohl auch für so Giganten wie eine Saturn oder Atlas etc. Die Schubkräfte gehen hier ja in die hunderte Tonnen, die durch das langsame in Gang kommen der Triebwerke und das langsame abheben, ja quasi endlos auf die Rampe wirken.

Immer noch korrekt?

Gruß Jan

Hi,

fast.
Wenn du den Fall hast, das die Rakete an der Rampe fixiert ist, dann wirkt die Gewichtskraft. Mit steigendem Schub wird diese Kraft kleiner. Die Wirkung des Schubs wird aber um den gleichen Betrag größer. Solange also der Schub kleiner als die Gewichtskraft ist, bleibt die Belastung der Rampe in etwa gleich. Die Punkte wo die Kräfte wirken verschieben sich.
Wenn du dann aber mehr Schub als Gewichtskraft hast, dann steigt die Belastung der Rampe an.

@Andreas: Ja klar, habe jetzt nur einen M-Motor genommen als Synonym für große kräftige Motoren. Im Einzelfall muss natürlich jeder Motor mit maximal Schub betrachtet werden.

Gruß

Neil