Tanks und die Abmessung einer Rakete

Das heutige Thema ist nicht neu. Niels hat es schon mal mathematisch genau hier im Blog diskutiert. Doch da ich nicht Mathematik studiere, denke ich ist ein praktischer Ansatz vielleicht eine gute Ergänzung. Es geht um Tanks, und da sie das meiste Volumen einer Rakete ausmachen, die Form einer Rakete. Raketen können unterschiedliche Formen haben, von eher gedrungen wie die Jupiter, bis hin zu sehr schlank wie die Falcon 9, Scout oder SLV. Wenn ich mal die Feststoffraketen (eben Scout und SLV) ausklammere, weil bei ihnen andere Konstruktionsprinzipien zur Anwendung kommen, werden die meisten Raketen in ihrer Größe von den Tanks bestimmt. Bei einer ersten Stufe machen sie problemlos 4/5 der Länge aus. Bei oberen Stufen wegen der kleineren Tanks und auch wegen der längeren Triebwerken (durch die längeren Expansionsdüsen) natürlich weniger. Continue reading „Tanks und die Abmessung einer Rakete“

Methan vs. Kerosin&Wasserstoff

Ich habe vor einiger Zeit in diesem Gastbeitrag eine Möglichkeit für den Vergleich von Raketentreibstoffen in Erststufen vorgestellt. Auf Basis dieser Methode möchte ich nun den in der Überschrift genannten Vergleich durchführen. Für all diejenigen, die sich den Artikel nicht durchlesen möchten (ich rate eher zum lesen), sei die Methode noch einmal kurz vorgestellt. Grundlage ist die Annahme, dass die durch einen Treibstoff verursachten Kosten neben dem technischen Faktor (Anspruch an Schmierung, Isolation, Flüchtigkeit, Explosionsschutz, Brennkammerkühlung) mehr von dem Treibstoffvolumen als von der Treibstoffmasse abhängt. Benötigt der Treibstoff viel Raum, so müssen die Tanks größer  und die Turbopumpen leistungsfähiger sein. Von der Masse selbst sollte eigentlich nur die nötige Stärke der Struktur abhängen, wobei Verstärkungen in diesem Bereich (z.B. dickere Streben oder Wände) nur unwesentlich teurer sind. Bernd fand den Ansatz seinerzeit nicht sinnvoll, wobei ich aus seinen Kommentaren bis heute nicht herausfinde, was ihn an dem Ansatz selbst stört. Continue reading „Methan vs. Kerosin&Wasserstoff“

Wasserstoff vs. Kerosin

Immer wieder wird sich den professionellen Raketenkonstrukteuren die Frage stellen, welcher Treibstoff der für die jeweilige Aufgabe der beste, also von den Gesamt-, Entwicklungs- oder Betriebskosten her gesehen der billigste ist. Auch wenn man sich als Freizeitplaner mit der Konzeption von Trägerraketen beschäftigt, ist hier eine Entscheidung fällig, wenn auch eher auf Basis von Vermutungen. Bernd hat hier als „Wasserstofffan“ klar Stellung bezogen, auch wenn er in nachfolgenden Konzeptionen mitunter Kerosin für die Unterstufe  und Wasserstoff für die Oberstufe vorsieht, mitunter kommen auch Feststoffbooster hinzu. In Anbetracht der sehr beträchtlichen Raketengesamtmassesenkungen durch Wasserstoff in allen Stufen-Konstruktionen stellt sich die Frage, ob Kerosin als Brennstoff in der Unterstufe in Anbetracht der voran geschrittenen Technik noch zeitgemäß ist. Durch einige Überlegungen kann man einen Annäherungsversuch an die Problemstellung unternehmen. Continue reading „Wasserstoff vs. Kerosin“