Handhabung & Technik Kraft einer Rakete

So gut wie gar keine...
Die Schubkraft des Treibers ist so berechnet das er lediglich die Rakete sicher nach oben befördern kann.
Zusätzliche Schubkraft ist nicht vorhanden und würde dazu führen das die Rakete entweder steckenbleibt oder nur ein paar Meter kurz abhebt.

 

Widerspruch

Da muss ich Dir leider wiedersprechen. Es gab mal einen Versuch, bei dem eine Rakete an einer Schnur auf ein fenter geschossen wurde. Entfernung 12 Meter - resultat. Scheibe kaputt


Gruß
Dirk

 

Ich bin auch der Meinung, dass eine Silvesterrakete kaum Schubkraft besitzt.

@Dirk
Der von dir genannte Versuch sagt nicht viel über die Schubkraft der Rakete aus. Es geht mehr um die kinetische Energie, die die Rakete am Ende der 12Meter erreicht.
Zusätzlich wird diese dann beim Aufprall auch noch auf die kleine Spitze der Rakete gebündelt.
Nun zum Glas: Dieses ist wohl bei punktueller Belastung kaum als stabil zu bezeichnen. Hätte der Versuch auf einem Holzbrett geendet wäre wohl kaum ein Schaden enstanden.

Ich schätze die Zugkraft einer Rakete auf irgendwas zwischen 1 und 5 Newton.
(Achtung dies ist eine Schätzung von einem absoluten Laien)

Andy

 

Schau dir mal die einschlägigen Sites und Foren der Modellraketenbauer an. Mehr ist in deutschen Kl. II-Raketen sicher nicht drin, eher weniger. Es spricht ja nichts dagegen, zwecks Forschung und Lehre eine Leitstabrakete zu bauen (mit Bergesystem statt Effektladung oder einfach etwas Sand als Ballast).

 

Moin Leute,

ich habe tatsächlich mal eine solche Rakete mit Bergungssystem gebaut und sie mit einem Motor namens A8-3 fliegen lassen. Gemessene Höhe (über Theodolith) war 65m mit 10g Nutzlast (Fallschirm).
Im Vergleich dazu brachte es eine handelsüberliche Silvesterrakete mit 15g Nutzlast auf knappe 43m.

Der Schub liegt IIRC zwischen 2,5 und 4N, entspricht also einem B-Motor.

Feurige Grüße,

Tom

 

Man darf Beschleunigung und Bewegung nicht verwechseln. Es gibt Raketen die steigen relativ langsam und "schieben" dann noch eine ganze Weile nach. Die erreichen auch bei weitem nicht die Geschwindigkeit von denen, welche nur kurz aber heftig abheben und dann nur mehr von der Energie "leben" die sie mitbekommen haben. Erstere waren früher die Regel, die hatten auch bis zum Zerlegen einen schönen Schweif. In den letzen Jahren sind besonders durch die Chinesen immer schärfere Treiber produziert worden die aber oft zerplatzt sind weil sie zu scharf waren. Die erreichen aber besonders am Anfang so eine große Geschwindigkeit, dass sie eine Fensterscheibe wie vorher beschrieben , leicht zerstören können.

 

Hallo Mirko,

Edit=ivhp OffTopic geklärt /Edit

BTW:
Der blaue Fleck ist wohl auch eher auf die kinetische Energie zurück zu führen.

Er fragt ja nach der Zugkraft. Zugkraft ist im Endeffekt doch deckungsgleich mit der Schubkraft - oder nicht? Wie würde man soetwas überhaupt messen? Fischwaage + Kordel + Rakete? Ich gehe jedenfalls so vor wenn ich eine passende Flugleine mit entsprechender Bruchlast für meine Drachen suche. Die Zugkraft eines Drachens bzw. Bruchlast der Flugschnur misst man in Kg, Kp oder daN. Also könnte ich statt des Drachens mit entsprechender Vorsicht auch eine Rakete nehmen und das Gewicht der 'Kordel' aufaddieren!?

Allzeit gut Schuss,...
...Chris

 

Hallo,

die "Kraft" eines Raketenmotors kannst Du grob abschätzen, wenn Du die Menge an Schwarzpulver abschätzt, die im Treibsatz verbaut ist. 1g Schwarzpulver entwickelt ca. 1Ns Schub (Tatsächlich etwas weniger). Anhand der 20g Maximalmenge NEM für Flugkörper mit Eigenantreib nach dem Luftfahrtgesetz (das ist tatsächlich die Hürde, nicht die vielfach beklagte BAM) und den max 10g, die davon im Effektsatz stecken, ist man bei maximal 10g Schwarzpulver im Treibsatz. Das sind in etwa realistisch 8Ns Schub maximal - meist werden aber weniger benötigt etwa 6Ns Schub.
Dazu kommt, dass dieser Schub nicht auf einmal frei wird, sondern während der Brennzeit der Rakete geleistet wird - der durchschnittliche Schub liegt dann dann, wie Tom schon gesagt hat, bei 3-4N.
Anhand von Newton = kg*m/s² kannst Du grob einordnen, wieviel Schub das darstellt - sehr wenig. Es reicht gerade eben um so eine Rakete mit ihrem Gewicht auf die gewünschten 50m zu bringen. Bereits wenig mehr Gewicht oder ein kleines "Hindernis" (Rakete steckt im Boden oder festem Schnee, kommt immer wieder vor) genügen, und sie hebt nicht mehr ab bzw. fliegt einen Bogen. Mit den handelsüblichen Raketenmotoren lassen sich auch in Raketenautos keine großartigen Reichweiten oder Geschwindigkeiten erreichen, weil die Reibung schon erheblich ist. Lasten lassen sich damit schon gar nicht ziehen.
Nichts desto trotz gewinnt die Rakete auf ihrem Flug natürlich schon einiges an Geschwindigkeit (ist ja quasi der angesammelte Gesamtschub) - sonst wäre sie ja auch instabil. Wenn sie also schlagartig abbremst kann der "Aufschlag" sicherlich folgen haben.

Gruß,

ivhp

PS: Was Deine Frage vielleicht anschaulicher beantwortet: In der Raketentechnik rechnet man sehr sehr grob mit 7,5N Schub = 0,6 PS. Das ist eine ABSCHÄTZUNG die den Luftwiderstand einer Rakete, die Effizienz des Triebwerkes, die üblichen Geschwindigkeitsverläufe beim Start etc. berücksichtigt, aber nach einigem hin und her rechnen auch im Modellraketen-Bereich ganz gut passt. Das bedeutet, die Rakete liefert für 1-2 Sekunden 0,3PS - wenn sie das länger als 1-2 Sekunden könnte gar nicht mal so schlecht - kann sie aber nicht

 

Hi ivhp,
insgesamt klingen deine Ausführungen sehr fachmännisch und realistisch,
ich verstehe jetzt aber nicht, was Ns bedeutet.
Ich kenne nur N (Newton). Das ist die Gewichtskraft, bestimmt durch die Gravitation.
Und wie kommt dann die Umrechnung zu PS (alte Einheit für die Leistung) zustande?
0,6PS sind eine ganze Menge, sicherlich viel mehr als eine Rakete hat, oder ??? ???
Gruß
Andreas

 

Newton = kg*m/s²

Ns = kg*m*s/s² = kg*m/s (s/s kann man rauskürzen). Ns ist das Maß für den Impuls, Masse * Geschwindigkeit.

 

Hallo,

genau Ns ist N*s, dem gibt es nichts mehr hinzuzufügen Der Gesamtschub muss in Ns angegeben sein, lediglich der Schub pro Zeit (Durchschnitssschub) in N. Für eine Tabelle der Kräfte der Treibsätze siehe z.B. hier (unter Motordaten).

Was die Umrechnung in PS angeht: Wie gesagt das ist eine ABSCHÄTZUNG (daher sogar groß geschrieben) aus der Raketentechnik für die Leistung eines Raketenmotos während der Laufzeit. Nicht mehr und nicht weniger. Man kann so direkt gar nicht von N in PS rechnen. Man kann aber anhand der üblichen Leistung die so eine Rakete entwickelt (Höhe und Geschwindigkeit) abschätzen, was das in PS ist. Dazu wird tatsächlich der von mir genannte Faktor verwendet. Nehmen wir also an, du hast Deine Rakete mit 120g Gesamtgewicht inkl. Treibsatz und Du beschleunigst sie auf 100km/h in eine Höhe von 100m innerhalb von 2s, dann ist dazu schon eine ganze Menge Leistung erforderlich. Das heisst nicht, dass nun deswegen der Raketenmotor eine 1kg schwere Masse z.B. 1m hoch ziehen könnte - dafür ist ein der Raketenmotor nicht ausgelegt. Die Einheit PS berücksicht eben auch die "geleistete Leistung", soll heissen, bewegt die Rakete sich 0m vorwärte mit 0km/h dann hat der Treibsatz auch 0 PS. Daher eben eine Abschätzung, die zeigen soll, wieviel Kraft so ein Motor aufbringt. Angesichts der Daten 100m 100km/h in 2s bei 120g ist man in dem 0,x (0,3-0,6) PS Bereich aber schon ganz gut bedient, wenn der Motor optimal eingesetz wird (also eine Rakete mit dem Idealgewicht befördert). Man muss auch bedenken, dass diese Leistung ja nur ca 1-2 Sekunden geleistet wird.
Zu der PS Diskussion siehe z.B: auch hier: http://72.14.207.104/search?q=cache...adid=4226&perpage=28&hl=de&gl=de&ct=clnk&cd=4

Gruß,

ivhp

 

Kommt es nicht auch noch darauf an wie eng die Düse des Raketenantriebes ist ?
Je enger die Austrittsöffnung (Düse) ist, desto mehr Schub müßte doch erreicht werden. Wenn natürlich zu viel verengt wird dann ist die Verbrennungsgeschwindigkeit von Schwarzpulver natürlich höher und der Treiber würde explodieren.
Ist das nicht wie das Prinzip von einem Gartenschlauch? Je mehr ich die Austrittsöffnung des Wassers verenge desto weiter spritzt der Wasserstrahl ??

 

Die ganzen Angaben hier beziehen sich auf den Antrieb als Black Box. Nach der Zündung kommt für eine gewisse Zeit ein bestimmter Schub, ggf. mit Änderung über die Zeit (höherer Startschub).

Die Düsenöffnung oder die Satzmischung interessieren nur den Hersteller - wie bekomme ich aus möglichst billigem Pulver und einer leicht herstellbaren Düse die vom Kunden gewünschte Charakteristik... Diese inneren Werte des Treibers müssen aufeinander abgestimmt werden. Es würde mich nicht wundern, wenn die chinesischen Fabriken eine Anzahl Standardmodelle hätten und es dazu Listen gibt, ähnlich den Tabellen mit den Modellmotoren.

 

Bin jetzt nicht so ein Theoretiker aber zur reinen Schub-Kraft einer Rakete kann ich aus Erfharungen nur folgendes sagen:

dieses Sylvester hab ich beobachtet, wie meine Nachbarn Raketen aus nem Schneehaufen starten lassen wollten. Also einfach die Rakete in doch relativ lockeren Schnee reingesteckt... nach der 2. Rakete (wenns ich mich nicht irre waren es sogar Stars of Trinidad) die am Boden explodiert ist(war heil froh dass ich weiter weg stand) haben sie es dann endlich eingesehen und dann doch eine Flasche geholt!
Also wenn die Rakete sich nicht aus dem bisschen Schnee befreien kann... dann kann die Schubkraft wirklich nur ausreichen um ihr Eigengewicht zu Tragen.

Hingegen ist die kinetische Energie wenn die Rakete dann einmal losgekommen ist doch relativ hoch( bei so kleiner Aufschlagsfläche) hab selbst schon ein Querschläger erlebt der eine Windschutzscheibe von nem alten Golf sauber demoliert hat!

 

Hallo zusammen,

>Je enger die Austrittsöffnung (Düse) ist, desto mehr Schub müßte doch erreicht werden.

Nicht wirklich! Die Austrittsöffnung darf gerade so groß sein, dass die Kraft des Treibers am effektivsten ausgenutzt wird. Ist die Öffnung ZU eng, veringert sich die Schubkraft ebenfalls wieder bzw. explodiert der Treibsatz nach dem Abbrennen des 'faluen Satzes'. Beim Wasserschlauch doch auch - irgendwann tropft es nur noch bis der Schlauch platzt.

>Also wenn die Rakete sich nicht aus dem bisschen Schnee befreien kann...

...ist es ein schlechter Treibsatz. Abgesehen davon, dass diese Methode absolut varlässig ist - ich bezweifel, dass die Rakte in den Schnee gesteckt wurde - wohl eher in Blitzzement.

Allzeit gut Schuss,...
...Chris

 

Ich sag's ja - kommt immer wieder vor

Nein im ernst - dazu braucht es keinen Blitzzement. Man neigt wirklich dazu, die Kraft zu überschätzen, die Modellraketen verhaken sich im T1 Bereich auch schonmal an einer ungleichmässigen Startführung obwohl man denkt da geht es leicht vorbei.
Das ist aber keine Aufforderung Raketen in den Schnee zu stecken um es zu testen - das ist so oder so keine gute Idee wenn die Raketen kreuz und quer abheben.

 

Nene, ich konnt es selber nicht glaube hab mich schliesend selber nochmal bewegt nachzusehen wie fest der schnee dort war, es war leicht angedrückter Schnee, wwweeiiit weg vom Blitzzement!

Und eine explodierende Rakete am Boden ist echt nicht schön, es sei denn man steht weit genug weg, dann ist es ne seeehr tiefe Bat !

 

Hallo Zusammen,
Die Schubkraft einer Rakete nimmt mit zunehmenden Treibstoffabbrand zu. Zumindest bei den Feststoffraketen mit ausgebohrtem Treibstoffkern. Dies ist deswegen der Fall weil die verbrennende Oberfläche während des Fluges innerhalb des Raketenmotores zunimmt.
Mach folgenden Versuch. Bau Dir eine Apparatur mit der Du einen Gummi oder eine Zugfeder mit Spannung beaufschlagen kannst (Vorspannung). Befestige nun an dem sinnigerweise beweglichen Teil an dem Die Feder bzw. der Gummi befestigt ist in einer Haltevorrichtung den Raketenmotor. Zusätzlich machst Du einen Bleistift, der auf Milimeterpapier Anlage hat, an der Ganzen Sache fest. Nun kannst du leicht, indem du ein seil am "beweglichen Schlitten" festmachst die ganze Apparatur eichen. Häng einen Eimer dran und fülle den so lange mit sand bis du eine Skala erhälst (je teilstrich 10g, oder so). Eimer Weg und Apparatur in nullstellung, Feuer an Zündschnur und nachher ablesen wie groß die strecke ist. So erkennst Du die Schubkraft des motors. Zieh ca. 17% der kraft ab, um den reibungskoeffizienten und die Rotation zu berücksichtigen, die eine rakete im freien flug hat. So hast du die kraft die die Rakete maximal tragen kann.