Achtung: Ihr Browser scheint nur begrenzt
Web-Standards zu unterstützen. Der gesamte
Inhalt dieser Website wird Ihnen zugänglich sein,
die Gestaltung hingegen wird nur in einem modernen
Browser sichtbar - z.B. dem firefox

Raketenantriebe

wo kommt der schub her


Ein Raketenantrieb dient dazu, der Rakete die nötige Geschwindigkeit zu verleihen, um stabil zu fliegen und eine vorgesehene Höhe zu erreichen. Raketenmotoren sind in der Regel nicht-luftatmende Antriebe, die nach dem Rückstoßprinzip arbeiten. Es werden die Treibmasse oder die Gase einer Verbrennungsreaktion mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse ausgestoßen. Der Impuls dieser Bewegung wird zum Antrieb ausgenutzt. Bei der ERIG kommen drei Prinzipien von Raketenantrieben zum Einsatz oder werden derzeit entwickelt.


Feststoffantriebe

Funktionsweise:

In einem Feststoffantrieb liegt der Treibstoff als kompakter, starrer Block vor. Dieser ist in der Brennkammer untergebracht und enthält sowohl den Brennstoff wie auch den Oxydator im erforderlichen Mischungsverhältnis. Der Treibstoffblock hat eine röhrenartige Form mit dem Brennkanal in der Mitte und dem Zünder am oberen Ende. Durch den Kanal strömen während des Betriebes die Brenngase, die den Antrieb durch die Düse verlassen. In dieser wird die Energie der heißen Gase in Bewegungsenergie umgesetzt.

Vorteile:
  • Brennstoff und Oxydator haben automatisch das richtige Mischungsverhältnis
  • keine beweglichen Teile
  • einfach aufgebaute Brennkammer
  • kompakte Triebwerke

Nachteile:
  • Empfindlichkeit gegen Beschädigungen des Treibstoffblockes
  • nach der Zündung nicht mehr abschaltbar
  • nicht sehr umweltfreundlich

Anwendung:

Die ERIG verwendet ausschließlich industriell hergestellte Motoren, die ein sehr hohes Maß an Zuverlässigkeit mit geringen Kosten verbinden. Sie werden in Raketen bis zu 10 kg Startmasse eingesetzt und ermöglichen aufgrund ihrer kurzen Brenndauer und des Gesamtimpulses von maximal 2500 Ns nur geringe Flughöhen. Diese Eigenschaften zeichnen sie zu einem Einsatz in der Lehre und zur Erprobung neuer Bauteile aus.


Hybridantriebe

Funktionsweise:

Bei einer Hybridrakete wird ein flüssiger Oxydator und ein fester Brennstoff verwendet, die in getrennten Behältern untergebracht sind. Der Brennstoffblock befindet sich dabei direkt in der Brennkammer und enthält einen Brennkanal, an dessen oberen Ende ein Zünder sitzt. Der Oxydator wird durch ein Fördersystem in den oberen Teil der Brennkammer eingespritzt. Nach der Zündung reagieren Brennstoff und Oxydator miteinander und die heißen Brenngase strömen durch die Düse ab.

Vorteile:
  • fast beliebige Treibstoffkombinationen einsetzbar
  • hoher spezifischer Impuls
  • kompakte Triebwerke, da Treibstoffe mit hohen Dichten eingesetzt werden
  • Einsatz kostengünstiger und umweltfreundlicher Treibstoffkombinationen
  • keine Explosionsgefahr, da Treibstoffe räumlich getrennt untergebracht sind

Nachteile:
  • aufwendige Regelung des Brennstoff / Oxydator - Mischungsverhältnisses
  • Maßnahmen zur Steigerung des Wirkungsgrades notwendig
  • aufwendige Theorie zur Beschreibung der Verbrennungsvorgänge

Anwendung:

Mit der Entwicklung eines Hybridantriebes beschäftigtsich die ERIG seit längerem. Aufgrund seiner Eigenschaften, einen hohen Schub über eine lange Brenndauer zu erzeugen, ist er für den Einsatz in Höhenforschungsraketen geeignet. Seine hohe Betriebssicherheit und die geringen Treibstoffkosten machen ihn außerdem zu einem idealen Versuchsantrieb in der Lehre.


Heißwasserantrieb

Funktionsweise:

Eine Heißwasserrakete arbeitet nach dem Energiespeicherprinzip. Wasser wird in einem geeigneten Behälter durch Aufheizen soviel Energie zugeführt, daß es einen bestimmten, durch die Behälterkonstruktion vorgegebenen Siedezustand erreicht. Nach dem Öffnen eines am Behälterboden angebrachten Ventils strömt das unter Druck stehende heiße Wasser durch eine Düse aus, wobei es teilweise verdampft und dadurch beschleunigt wird. Dadurch wird die im Wasser gespeicherte Energie in kürzester Zeit wieder freigesetzt.

Vorteile:
  • kostengünstiger Treibstoff (Leitungswasser)
  • keine toxischen Abgase
  • einfacher Aufbau der Triebwerke

Nachteile:
  • kompliziertes und aufwendiges Heizverfahren
  • niedriger spezifischer Impuls
  • schwere, teure Tanks
  • großes Bauvolumen

Anwendung:

Der Heisswasserantriebes ist ein leistungsstarker Motor, der zur Beförderung schwerer Nutzlasten oder als erste Stufe einer Mehrstufenrakete verwendet werden kann. Außerdem soll dieser Antrieb einfach im Umgang und kostengünstig in der Fertigung sein sowie beliebig oft wiederverwendet werden können.