WEB LEXIKON: Ein Blick zurück
Hauptseite | Aktueller Wikipedia-Artikel

Raketentriebwerk



Dieser Artikel scheint thematisch einem anderen Artikel zu gleichen, bzw. es könnte sich um einen getrennten Artikel zu einem synonymen Begriff handeln. Scheuen Sie sich nicht, die Artikel inhaltlich an der aus Ihrer Sicht geeignetsten Stelle zusammenzubringen oder ggf. besser voneinander zu trennen. Verlinken Sie die Artikel ggf. sinnvoll miteinander. Kommentieren Sie schließlich bitte auf der Seite Artikel zum gleichen Thema den Doppeleintrag als erledigt!
Der Doppeleintrag befindet sich unter: Raketenantrieb -- 01:48, 26. Jul 2004 (CEST)
Ein Raketentriebwerk ist eine Antriebseinheit, die nach dem Prinzip des Rückstoßes arbeitet und im allgemeinen alle ausgestoßenen Gase selbst mitführt, also nicht auf eine umgebende Atmosphäre angewiesen ist. Wesentliche Bestandteile des Raketentriebwerks sind Brennkammer und Düse. Hinzu kommen Treibstoffpumpen und Kühlsysteme.

Im Unterschied zu den luftatmenden Strahltriebwerke ist es nicht auf den Luftsauerstoff als Oxidationsmittel angewiesen ist. Es kann deshalb auch im Vakuum arbeiten. Daher muß aber der für die Verbrennung des Brennstoffs notwendige Sauerstoff mitgeführt werden.

Wichtig für die Effizienz eines Raketenantriebs ist es, dass es gelingt, dem vom Raketentriebwerk ausgestoßenen Gas eine möglichst hohe Geschwindigkeit zu verleihen. In Frage kommen dafür thermochemische Reaktionen, das Aufheizen des Gases in einem Kernreaktor oder die Beschleunigung des Gases (ionisierten Gases oder Plasmas) mittels verschiedener Verfahren (zum Beispiel dem Ionenantrieb, der zu den elektrischen Raketentriebwerken gehört).

Praktisch eingesetzt oder erprobt wurden bisher folgende Raketentriebwerke:

Table of contents
1 Das chemische Raketentriebwerk
2 Andere Triebwerkstypen

Das chemische Raketentriebwerk

Die folgenden drei Formen von Raketentriebwerken, sind bis heute die gebräuchlichsten, die angewandt werden.

Das Feststoffraketentriebwerk

Der Treibstofftank ist gleichzeitig auch die Brennkammer mit einem zentralen, zylindrischen Brennkanal.

Durch die Konsistenz des Treibstoffes lassen sich verschiedene Eigenschaften ableiten. Man benötigt keinerlei Tanks, Zuleitungen oder Steuerventile, denn die Reaktionsmasse befindet sich bereits in der Brennkammer. Durch die feste Konsistenz des Treibstoffes ist dieser in der Lagerung besser geeignet und ungefährlicher zu transportieren. Weiterer Vorteil von Feststoffraketen ist die hohe Schubkraft, die erreicht werden kann. Zu den Nachteilen gehören jedoch die schlechte Regulierung der Schubkraft und der Arbeitsdauer. Die Zündung kann nach der Aktivierung nicht mehr abgebrochen oder neu gestartet werden.

Das Flüssigkeitsraketentriebwerk

Der Aufbau von Flüssigkeitsraketenrtriebwerken ermöglicht die Vektorsteuerung, Schubregulierung, lange Arbeitszeit und eine relativ günstige Wiederverwendung. Bei Flüssigkeitsraketentriebwerken sind vom Triebwerk extern gelagerte Oxidatoren und Treibstoffe notwendig. Sie werden in spezielle isolierten Tanks aufbewahrt, um so ein Verdampfen der flüssigen Gase zu verhindern. Durch die Verbrennung zweier getrennter Stoffe, ist eine Flüssigtreibstoffrakete in ihrem Aufbau komplizierter als Feststoffraketen. Durch die hochenergetischen Treibstoffe entstehen Temperaturen von bis zu 4.000 K in der Brennkammer, was die Verwendung hoch hitzebeständier Materialen und eine leistungsfähige Kühlung erfordert. Zur Kühlung kann auf Oxidator und Treibstoff zurückgegriffen werden. Durch den hohen Druck, unter dem sich die Gase in flüssiger Form befinden, kann man damit aufgrund der niedrigen Temperatur verschiedene Bauteile über Wärmetauscher kühlen.

Das Hybridtriebraketentriebwerk

In Hybridtriebraketenwerken werden feste und flüssige Treibstoffkomponenten verwenden. Beide Treibstoffe reagieren selbstständig miteinander. Dem Festtreibstoff wird der Flüssigtreibstoff geregelt zugeführt, was eine verbesserte Kontrolle über die Arbeitsgeschwindigkeit/Dauer zulässt.

Treibstoffe

Bei den bis hier genannten Triebwerken, hat sich bis heute eine große Palette an Treibstoffen durchgesetzt. Bei den Treibstoffsystemen unterscheidet man zwischen monergol, diergol oder triergol. Die Präfixe geben die Anzahl der beteiligten Reaktionsstoffe am Verbrennungsprozess an.

Monergole können entweder homogene Fest- (z.B. Nitroglyzerin) und Flüssigstoffe (z.B. H2O2) oder auch heterogene Feststoffe (Composits) bestehen, die neben dem Brennstoff und dem Oxidator noch andere Zusätze enthalten. Sie gehören zu der Kategorie der niederenergetischen Treibstoffe, die Austrittsgeschwindigkeit von weniger als 2200 m/s aufweisen. Bei Hochentwickelte Composits können auch Austrittsgeschwindigkeiten von bis zu über 3300 m/s erreicht werden.

Bei Diergolsystemen sind bis auf Hybridantrieben bei Flüssigkeitstriebwerken beide Bestandteile flüssig (z.B. Wasserstoff/Sauerstoff). Im Falle des Hybridantriebs ist meist der Brennstoff in fester Form vorliegend und der Oxidator als Gas oder auch Flüssigkeit. Zu den Diergolsystemen zählen als stärkste Vertreter ein Wasser-/Sauerstoff Gemische, bei denen Austritte von bis zu 3800m/s erreicht werden können.

Triergolsysteme enthalten Diergolsysteme (zwei Komponenten), zu denen noch zusätzlich Wasserstoff beigeführt werden kann.

Haltbarkeit und Lagerung

Die verschiedenen Treibstoffklassifikationen haben weiterhin noch besondere Eigenschaften hinsichtlich ihrer Haltbarkeit und Lagerung. Festtriebstoffe lassen sich am einfachsten lagern, jedoch wird ihrer Lagerung auch von bestimmten Bedingungen eingeschränkt. Es dürfen sich weder Risse bilden noch Schrumpfungen auftreten. Flüssigtreibstoffe dürfen hingegen weder gefrieren noch verdampfen, was ein Temperaturintervall von -20°C - +80°C bedeutet. Flüssige Triebstoffe lassen sich aufgrund ihres Aggregatzustandes nur für einen kurzen Zeitraum lagern, da auch bei aufwendigen Tankisolierungen ein Verdampfen nicht vermieden werden kann.

Andere Triebwerkstypen

Obwohl das chemische Triebwerk die größte Bedeutung hat, gibt es für spezielle Anwendungen auch den Ionenantrieb und - heute nicht mehr weiterverfolgt - Raketenantriebe auf Basis eines Atomreaktors.




     
Das Web Lexikon "Ein Blick zurück" bietet die Moeglichkeit auf einfache Art und Weise in den "alten" Wikipedia-Beiträgen zu blättern. Das Lexikon spiegelt den Stand der freien Wikipedia-Enzyklopädie vom August 2004 wider. Sie finden hier in rund 120.000 Artikel aus dieser Zeit Informationen, Erklärungen, Definitionen, Empfehlungen, Beschreibungen, Auskünfte und Bilder. Ebenso kommen Begriffserklärung, Zusammenfassung, Theorie, Information, Beschreibung, Erklärung, Definition und Geschichte nicht zu kurz. Ein Lexikon das Auskunft, Bericht, Hinweis, Bedeutung, Bild, Aufklärung, Darstellung und Schilderung zu unterschiedlichsten Themen kompakt auf einer Seite bietet.
Impressum ^ nach oben ^