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Raketenmotoren

modellraketenantriebe und anzündmittel


Die für Modell- und Experimentalraketen verfügbaren Modellraketenantriebe bestehen aus einer Hülse, einer Treibladung, einer Verzögerungsladung und einer Auswurfladung. Die gängigen Schwarzpulvermotoren sind in Papphülsen eingefasst. Diese sind nur für den einmaligen Gebrauch vorgesehen. Die Antriebe mit Composite-Treibstoffen sind zumeist für wiederverwendbare Motoren in Metallhülsen vorgesehen, es gibt hier aber auch Varianten in Phenolharz-Gehäusen zum einmaligen Gebrauch.

Die Verzögerungsladung trennt die Treibladung und die Auswurfladung und sorgt dafür, das letztere erst eine definierte Zeit nach der Treibladung gezündet wird. Die Auswurfladung selbst besteht meist aus einer kleinen Menge Treibladungspulver und treibt mit ihren heißen Gasen die Spitze von der Rakete, weswegen ein Hitzeschutz für den Fallschirm vorzusehen ist.


Klassifizierung

Raketenmotoren werden international anhand ihres Gesamtimpulses in Klassen eingeteilt. Der Gesamtimpuls ist ein Maß für die Leistungsfähigkeit eines Motors und ist das Produkt aus Schub und Brenndauer (eigentlich das zeitliche Integral des Schubes). Die Klassen sind eingeteilt nach der jeweiligen Verdoppelung der Impulswerte.

Die Klassifizierung eines Motors wird üblicherweise mit einem Zahlencode aus Buchstaben und Zahlen vorgenommen (z.B. G64-7). Dieser Code beschreibt mit dem Buchstaben die Klasse, mit der ersten Zahlengruppe den durchschnittlichen Schub und zuletzt die Verzögerungszeit der Auswurfladung. Daneben gibt es auch freie Bezeichnungen, aus denen die Motorleistung nicht abgeleitet werden kann (z.B. Held 1000, BC-125). Hier muss das Schub-Zeit Diagramm zu Rate gezogen werden.


Zulassung

In Deutschland dürfen nur amtlich zugelassene Motoren verwendet werden. Modellraketenantriebe und Raketenmotoren erhalten hauptsächlich von der Bundesanstalt für Materialprüfung – BAM ihre Zulassung. Für Starttage, Lehrgänge und ähnliche Veranstaltungen können jedoch Ausnahmegenehmigungen für andere Motoren erlangt werden.

Der Bau eigener Raketenmotoren, der zugehörigen Anzündmittel und anderer pyrotechnischer Gegenstände ist in Deutschland grundsätzlich verboten. Wegen der erheblichen Gefahr die von selbstgebauten Motoren ausgehen, ist der Bau nur mit einer besonderen Erlaubnis gestattet. Aus dem gleichen Grund dürfen Motoren und Anzündmittel auch nur in dem vom Hersteller vorgesehenen Zustand verwendet werden.

Antriebe für Modellraketen fallen zumeist in die Klasse der pyrotechnischen Gegenstände für technische Zwecke. Motoren mit weniger als 20 g Treibladungsmasse können der Unterklasse T1 zugeordnet werden, Motoren mit einer größeren Masse werden der Unterklasse T2 zugeordnet und sind damit erlaubnispflichtig. Für Modellraketenantriebe der Unterklasse T2 und für das Bündeln oder Mehrstufenfliegen ist eine Erlaubnis nach §27 SprengG erforderlich. Die von der ERIG verwendeten Motoren werden ausschließlich von Mitgliedern betreut, die über die nötige, langjährige Fachkunde und die amtliche Erlaubnis verfügen.


Anzünder

Anzünder für Raketenmotoren sind nicht-sprengkräftige Zündmittel die mit elektrischen Strom oder Zündschnüre, die mit einer Flamme entzündet werden. Des weiteren kann ein Raketenmotor auch mit elektrischen, nicht pyrotechnischen Anzündern starten.

Die bekanntesten pyrotechnischen Anzünder sind sogenannte Brückenanzünder, nach einer Herstellerbezeichnung auch SN0-Zünder genannt. Sie enthalten eine Zündpille, die durch die Hitze eine eingebauten Widerstandes gezündet wird. Die Zündpille explodiert und kleine brennende Teile fliegen auf die Treibladung und entzünden diese. Es sind je nach Empfindlichkeit mehrere Typen zu unterscheiden: Die Brückenanzünder U werden mit einem Strom von 500 mA über 10 ms gezündet. Die empfindlicheren Brückenanzünder A werden schon mit 50 mA gezündet. Die Zündung von Brückenanzündern erfordert ein zuverlässiges Startgerät, das den notwendigen Durchgangsprüfstrom unter 1/5 des Zündstroms begrenzt.

Es gibt daneben auch Anzündschnüre, die mit z.B. einem Feuerzeug gezündet werden, mit bis zu 10 cm/s schnell abbrennen und mit ihrer Flamme die Treibladung zünden. Diese sogenannten Stoppine sind in einer offen, nicht-erlaubnispflichtigen Form und in einer geschlossenen, erlaubnispflichtigen Form erhältlich. Diese Art der Motorzündung wird jedoch nicht empfohlen, da ein Unterbrechen des Countdowns zum Start nicht möglich ist, und weil die Abbrandgeschwindigkeit nicht zuverlässig ist.