{"id":11435,"date":"2016-01-06T20:51:08","date_gmt":"2016-01-06T19:51:08","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=11435"},"modified":"2016-01-06T20:51:08","modified_gmt":"2016-01-06T19:51:08","slug":"strukturfaktoren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2016\/01\/06\/strukturfaktoren\/","title":{"rendered":"Strukturfaktoren"},"content":{"rendered":"<p>Auf den heutigen Blog, der auch f&uuml;r mich zum Nachschlagen dient, bin ich durch das Besch&auml;ftigen mit der gelandeten Falcon 9 Erststufe gekommen. Als SpaceX die Falcon 9 baute reklamierte Elon Musk einen Strukturfaktor von 30 f&uuml;r die erste Stufe, das habe ich damals bezweifelt. Ich kann mich noch an einen Kommentar erinnern in dem Tenor &#8222;Warum eigentlich, die Titan ICBM kamen auch schon auf &uuml;ber 20&#8220;. Doch dazu sp&auml;ter mehr. Ich glaube nicht, dass die heutige Erststufe einen Strukturfaktor von 30 (f&uuml;r die Oberstufe werden 25 genannt) hat, denn sonst w&auml;re die Nutzlasteinbu&szlig;e nicht nur 30%. Die erste leichtgewichtige Falcon 9 Stufe kam ja nur in Bruchst&uuml;cken an, so kann man annehmen das die heutigen die den Wiedereintritt &uuml;berstehen robuster aber auch schwerer sind. Die meisten Autoren sch&auml;tzen heute sie auf 20 bis 25 t Trockengewicht was einem Strukturfaktor von 16 bis 20 entspricht.<!--more--><\/p>\n<p>Aber fangen wir mit den Grundlagen an. Was ist der Strukturfaktor? Er ist einfach das Verh&auml;ltnis von Startmasse zu Leermasse einer Stufe:<\/p>\n<p>Strukturfaktor = Startmasse \/ Leermasse<\/p>\n<p>Im folgenden beziehe ich mich nur auf Erststufen, weil ich denke dass hier ein deutlicher Abfall der Strukturfaktoren in den letzten Jahrzehnten sichtbar ist. Je h&ouml;her der Wert ist, desto leichter ist eine Stufe. Warum sollte der Strukturfaktor denn ansteigen?<\/p>\n<p>Nun wenn man die Bestandteile eine Rakete aufteilt so bietet es sich an sie in drei Hauptteile aufzuteilen:<\/p>\n<ul>\n<li>Triebwerk<\/li>\n<li>Tanks<\/li>\n<li>sonstige Strukturen (Stufenadapter, Schubrahmen, Zwischentanksektion etc.).<\/li>\n<\/ul>\n<p>Fangen wir mit dem Triebwerk an. Das schwerste am Triebwerk ist die Brennkammer. bei einem Vulcain macht sie die H&auml;lfte der Masse aus. Hier gibt es einige Technische Fortschritte. Die primitivste Technologie ist es die Brennkammer mit den K&uuml;hlkan&auml;len aus einem Block her auszufr&auml;sen. Das Funktioniert, man erh&auml;lt eine monolithische Brennkammer aber sie ist sehr schwer. Das ist heute absolut obsolet. Soweit ich wei&szlig;, macht nur der Iran das bei seiner Safir so.<\/p>\n<p>Neueren Datums ist die Brennkammer aus zwei W&auml;nden. Vor allem in Russland ist die Technologie gang und g&auml;be und wurde sogar noch beim RD-0120 eingesetzt. Zwei W&auml;nde eine davon in Wellblech oder sonstiger gekr&uuml;mmter Struktur werden aneinander gel&ouml;tet oder geschwei&szlig;t. Nord Korea hat nach den &Uuml;berresten seiner Unha auf diese Technologie aufgeschlossen.<\/p>\n<p>Im Westen fast ausschlie&szlig;lich g&auml;ngig ist das Verschwei&szlig;en sehr vieler d&uuml;nner K&uuml;hlr&ouml;hren bis zu mehreren Hundert pro Brennkammer. Meist noch &uuml;berzogen mit verschiedenen Thermal oder Oxidationsschutzschichten aus anderen Metallen.\u00a0 Diese Technologie ergibt die leichtesten Brennkammern.<\/p>\n<p>In dieser Reihenfolge nimmt die Masse ab. &Auml;hnlich wie eine Fachwerkkonstruktion genauso stabil sein kann wie eine massive Konstruktion kann eine so gefertigte Brennkammer leichter und trotzdem genauso fest sein.<\/p>\n<p>Es gibt noch einen zweiten Aspekt. Das ist der Brennkammerdruck. Der ist in den letzten Jahrzehnten laufend angestiegen. Die ersten Triebwerke der USA hatten einen Brennkammerdruck von 40 Bar. Heute sind 80 bis 100 Bar bei Gasgernatorenantrieb g&auml;ngig. Ein h&ouml;herer Brennkammerdruck macht zwar eine st&auml;rkere Wand n&ouml;tig, aber die gesamte Brennkammer ist kleiner und bei einem gegebenen D&uuml;senm&uuml;ndungsdruck kann man eine gr&ouml;&szlig;ere D&uuml;se einsetzen. Die addiert wiederum Gewicht. In der Summe wird das Triebwerk bei gegebenem Schub etwas leichter. In Russland setzt man das Staged Combustion Verfahren bei den meisten Triebwerken ein. Da sind die Dr&uuml;cke nochmals h&ouml;her und liegen bei 150 bis 230 bar.\u00a0 Russische Triebwerke geh&ouml;ren daher auch zu den mit dem h&ouml;chsten Schub\/Gewichtsverh&auml;ltnis. Es steigt tendenziell mit der Gr&ouml;&szlig;e des Triebwerks an, sodass Vergleiche schwer zu ziehen sind (auch wenn man die Leistungsdaten nich ber&uuml;cksichtigt).<\/p>\n<p>Kommen wir zu den Tanks. Wir haben hier einige Effekte zu ber&uuml;cksichtigen. Zum einen gibt es eine Evolution der Materialien. Die ersten Tanks bestanden aus Edelstahl, schon Ende der F&uuml;nfziger Jahre wechselte man auf Aluminium. Aluminium ist nicht gleich Aluminium. zuerst setzte man die Aluminiumlegierung 7050 aus dem Flugzeugbau ein. Ende der Sechziger kam die heute noch am meisten eingesetzte 2219 hinzu. Die bisher beste ist die 2195. Diese Legierungen unterscheiden sich untereinander nicht so sehr in der Dichte wie Aluminium von Stahl. Sie unterscheiden sich aber in den Kr&auml;ften die ein St&uuml;ck gegebener Masse aushalten kann. Die 2195 soll je nach Werkst&uuml;ck (Tank) bei gleichen Kr&auml;ften 24 bis 40% leichtere Teile erm&ouml;glichen als die Standardlegierung 2219.<\/p>\n<p>Stahl scheint zuerst mal die schlechteste Wahl zu sein, ist er doch fast dreimal schwerer als Aluminium. Er gleicht dies zum Teil aus weil er duktil ist und damit Kr&auml;ften in gewisser Weise nachgibt. Tanks aus Stahl k&ouml;nnen daher d&uuml;nnere W&auml;nde haben und so ist der Gewichtsnachteil nicht so gro&szlig;. Die Atlas hatte sehr gute Strukturwerte trotz Stahltanks. Man erreichte sie indem man die Tanks unter Innendruck setzte. Der Innendruck wirkt praktisch als Gegenkraft und reduzierte so die von au&szlig;en wirkende Kraft. Dass gleiche gilt auch f&uuml;r die Centaur Oberstufe.<\/p>\n<p>Bei den Tanks gibt es noch etwas anderes zu ber&uuml;cksichtigen: Die Masse dessen was auf der Stufe drauf ist. Das wiegt zwar weniger als der Treibstoff selber, doch der ist fl&uuml;ssig und &uuml;bertr&auml;gt die Kr&auml;fte nicht nur auf den Tankboden, sondern auch auf die W&auml;nde. Eine Masse auf der Stufe &uuml;bertr&auml;gt die Kr&auml;fte dagegen nur in L&auml;ngsrichtung. die anderen Strukturen sind auf diese Kr&auml;fte ausgelegt, sie m&uuml;ssen sie aus anderen Gr&uuml;nden tragen z.B. weil die Triebwerke eingespannt sind oder sie das Gewicht der Tanks tragen m&uuml;ssen. Die Tanks dagegen nicht automatisch. Mehr noch: Die Kr&auml;fte werden gr&ouml;&szlig;er wenn die Beschleunigung durch steigende Entleerung der Tanks ansteigt. Die Masse des Treibstoffs nimmt aber ab sodass netto nur die Oberstufe\/n(\/Nutzlast eine zus&auml;tzliche Belastung f&uuml;r die Tanks bringen.<\/p>\n<p>Als die ersten Atlas eine Mercury Kapsel transportieren mussten, scheiterte der erste Start, weil die Struktur der Tanks im oberen Drittel riss. Es gab dann zuerst eine Verst&auml;rkung des Bereichs, sp&auml;ter wurden die ganzen Tankw&auml;nde oben dicker. Diesen Effekt findet man auch bei anderen Tr&auml;gern. So unterschiedet sich die Trockenmasse der Titan II ICBM von der Titan III mit einer Oberstufe mehr, vor allem aber den zus&auml;tzlich m&ouml;glichen Boostern, deutlich.<\/p>\n<p>Fertigungstechnisch kann man getrennte Tanks mit einer strukturell verst&auml;rkten Zwischentanksektion und einen Integraltank mit einem gemeinsamen Boden unterschieden. Letzterer ist leichter, aber wegen der h&ouml;heren Fertigungskosten heute die Ausnahme bei Erststufen.<\/p>\n<p>Nat&uuml;rlich ist auch zu unterschieden zwischen Wasserstoff als Treibstoff und anderen Treibstoffen. Wasserstoff hat eine so niedrige Dichte, das die Tanks dreimal gr&ouml;&szlig;er sind. Entsprechend wichtiger ist die Gewichtseinparung. Gro&szlig;e LOX\/LH2 Tanks k&ouml;nnen 1\/30 des Inhalts wiegen, bei anderen Treibstoffen kommt man sogar in den Bereich von 1\/90 bis 1\/100. Tanks machen bei LOX\/Kerosin oder UDMH\/NTO etwa ein Drittel der Startmasse aus, bei LOX\/LH2 zwei Drittel und mehr.<\/p>\n<p>Bei den anderen Strukturen gibt es noch ein Material mehr, das man einsetzen kann: Kohlenfaserverbundwerkstoffe. Sie sind nochmals deutlich leichter als Aluminium und je nach Faserrichtung kann man sie starr oder leicht nachgebend in eine Richtung auslegen. Kohlefaserverbundwerkstoffe sind in den letzten 20 Jahren vor allem bei den anderen Strukturen eingezogen wie Zwischentanksektionen, Stufenadapter. Boeing hat erste Muster eines LH2-Tanks aus CFK-Werkstoffen hergestellt, sie sind nochmals 30% leichter als die Shuttle Lightweight Tanks aus Alu 2195. Bislang h&auml;lt amn sich bei Tanks wegen der tiefen Temperaturen und damit st&auml;rkeren Verspr&ouml;dung zur&uuml;ck. Doch wenn man auch Tanks aus CFK-Werkstoffen herstellen kann so ist nochmals eine deutliche Gewichtseinsparung m&ouml;glich. Nach Boeings Angaben sind die Tanks sogar noch preiswerter zu fertigen.<\/p>\n<p>Bevor ich nun zur Tabelle komme die f&uuml;r g&auml;ngige Erststufen ab etwa 50 t Startmasse komme. ein paar Gr&uuml;nde warum man nicht den Trend in der Erh&ouml;hung der Strukturmasse aka Erniedrigung der Trockenmasse haben.<\/p>\n<p>Der offensichtlichste ist eine Optimierung auf Kosten nicht Performance. Die Erste Stufe macht den gr&ouml;&szlig;ten Teil der Startmasse aus, bei den meisten Raketen aber nicht den gr&ouml;&szlig;ten Teil der Kosten. Bei der Atlas Centaur war die Atlas z.B. viel billiger als die achtmal leichtere Centaur Oberstufe, Dies geht indem man sie simpel h&auml;lt. So sind getrennte Tanks die Regel. Leichte Legierungen die schwerer zu verarbeiten sind, selten. Der Gewinn durch Gewichtseinsparungen ist dagegen gering. Bei einer dreistufigen Rakete bewirkt eine Gewichtsersparnis von 10 bis 15 kg ein Kilogramm mehr Nutzlast, bei zwei Stufen sind es 5 bis 7 kg. Das bedeutet: es macht viel mehr Sinn die oberen Stufen im Gewicht zu optimieren. So setzte die Ariane 1 in der ersten Stufe Edelstahl ein, in der zweiten (mit gleicher Treibstoffkombination) dagegen Aluminium. In der ersten sind es getrennte Tanks, in der zweiten ein Integraltank.<\/p>\n<p>Das zweite ist der Trend zu angebrachten Boostern. Diese &uuml;bertragen zus&auml;tzliche Kr&auml;fte und damit muss die Struktur st&auml;rker sein. Idealerweise &uuml;bertr&auml;gt man die Kr&auml;fte an Sektionen die sowieso gro&szlig;e Lasten &uuml;bernehmen. Das sind das Schubger&uuml;st unten, die Zwischentanksektion und oben der Stufenadapter. Wer die Befestigung von Boostern ansieht wird feststellen, dass sie immer an zwei dieser Teile angebracht sind. Die Zwischentanksektion macht dann zwei getrennte Tanks notwendig. Sie ist aber die g&uuml;nstigere L&ouml;sung, denn im oberen Stufenadapter angebracht, werden die Kr&auml;fte auch weitgehend angek&auml;mpft auf die Oberstufe &uuml;bertragen. Die muss dann auch massiv sein. In der Zwischentanksektion angebracht beschr&auml;nkt sich der Gewichtszuwachs auf die erste Stufe und der obere Tank wird gut durchgesch&uuml;ttelt, d&auml;mpft aber die Schwingungen. Delta IV und H-II haben daher leichte Oberstufen, die Ariane 5 nicht. Auch bei der Ariane 6 sieht man in den Entw&uuml;rfen wieder getrennte Tanks und die Boosterbefestigung in der Zwischentanksektion vor.<\/p>\n<p>So nun zur Tabelle. Ich habe nach Datum geordnet. Ich habe mich auf Erststufen von 50 bis 400 t Gewicht beschr&auml;nkt. Das sind rein willk&uuml;rliche Kriterien. 50 t als Untergrenze erlaubt es noch die Thor als Beispiele f&uuml;r erste Stufen aus den F&uuml;nfziger hinzuzunehmen, 400 t ist so das Maximum bei gro&szlig;en Tr&auml;gerraketen die nicht gleich Schwerlastraketen sind. Tendenziell sollte man wegen des g&uuml;nstigeren Volumen\/Oberfl&auml;chenverh&auml;ltnisses und des bei gr&ouml;&szlig;eren Triebwerken ansteigenden Schub\/Gewichtsverh&auml;ltnis annehmen, dass eine gr&ouml;&szlig;ere Stufe auf einen besseren Strukturfaktor kommt. Da Wasserstoff viel schwerere Tanks n&ouml;tig macht gibt es f&uuml;r LOX\/Lh2 als Triebstoff eine eigene Tabelle.<\/p>\n<table class=\"auto-style1\" style=\"width: 100%;\" border=\"0\" cellspacing=\"0\">\n<tbody>\n<tr>\n<td align=\"left\"><b>Rakete<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Vollmasse<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Leermasse<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Integraltank<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Material<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Jahr<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Strukturfaktor<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Bemerkung<\/b><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan I<\/td>\n<td align=\"right\">77678<\/td>\n<td align=\"right\">4373<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1959<\/td>\n<td align=\"right\">17,8<\/td>\n<td align=\"left\">Tanks in tragender Au&szlig;enstruktur<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan II<\/td>\n<td align=\"right\">123150<\/td>\n<td align=\"right\">4937<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1962<\/td>\n<td align=\"right\">24,9<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan 23<\/td>\n<td align=\"right\">122016<\/td>\n<td align=\"right\">5047<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1988<\/td>\n<td align=\"right\">24,2<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan IIIA<\/td>\n<td align=\"right\">120848<\/td>\n<td align=\"right\">5980<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1964<\/td>\n<td align=\"right\">20,2<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan 34B<\/td>\n<td align=\"right\">138677<\/td>\n<td align=\"right\">7301<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1971<\/td>\n<td align=\"right\">19,0<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan 3C<\/td>\n<td align=\"right\">123830<\/td>\n<td align=\"right\">7756<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1965<\/td>\n<td align=\"right\">16,0<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan 34D<\/td>\n<td align=\"right\">139950<\/td>\n<td align=\"right\">7000<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1985<\/td>\n<td align=\"right\">20,0<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan 4<\/td>\n<td align=\"right\">163000<\/td>\n<td align=\"right\">7000<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1989<\/td>\n<td align=\"right\">23,3<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Titan 34B<\/td>\n<td align=\"right\">163000<\/td>\n<td align=\"right\">8000<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1997<\/td>\n<td align=\"right\">20,4<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Thor<\/td>\n<td align=\"right\">49340<\/td>\n<td align=\"right\">3125<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1957<\/td>\n<td align=\"right\">15,8<\/td>\n<td align=\"left\">Tanks in tragender Au&szlig;enstruktur<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Thor DM-21<\/td>\n<td align=\"right\">49167<\/td>\n<td align=\"right\">2948<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1957<\/td>\n<td align=\"right\">16,7<\/td>\n<td align=\"left\">Tanks in tragender Au&szlig;enstruktur<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">LT Thor<\/td>\n<td align=\"right\">70354<\/td>\n<td align=\"right\">3715<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1967<\/td>\n<td align=\"right\">18,9<\/td>\n<td align=\"left\">Tanks in tragender Au&szlig;enstruktur<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">ELT Thor<\/td>\n<td align=\"right\">85426<\/td>\n<td align=\"right\">4310<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1972<\/td>\n<td align=\"right\">19,8<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Thor XLT Delta 2<\/td>\n<td align=\"right\">101700<\/td>\n<td align=\"right\">5600<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1989<\/td>\n<td align=\"right\">18,2<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Thor XLT Delta 3<\/td>\n<td align=\"right\">104377<\/td>\n<td align=\"right\">6622<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1998<\/td>\n<td align=\"right\">15,8<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas B<\/td>\n<td align=\"right\">110600<\/td>\n<td align=\"right\">6970<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1956<\/td>\n<td align=\"right\">15,9<\/td>\n<td align=\"left\">Innendruckstabilisierte Tanks<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas D<\/td>\n<td align=\"right\">116100<\/td>\n<td align=\"right\">5400<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1958<\/td>\n<td align=\"right\">21,5<\/td>\n<td align=\"left\">Innendruckstabilisierte Tanks<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas E\/F<\/td>\n<td align=\"right\">121000<\/td>\n<td align=\"right\">7100<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1960<\/td>\n<td align=\"right\">17,0<\/td>\n<td align=\"left\">Innendruckstabilisierte Tanks<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas F<\/td>\n<td align=\"right\">121000<\/td>\n<td align=\"right\">7100<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1960<\/td>\n<td align=\"right\">17,0<\/td>\n<td align=\"left\">Innendruckstabilisierte Tanks<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas Agena B<\/td>\n<td align=\"right\">117818<\/td>\n<td align=\"right\">5263<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1961<\/td>\n<td align=\"right\">22,4<\/td>\n<td align=\"left\">Agena Serie<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas agena D<\/td>\n<td align=\"right\">121267<\/td>\n<td align=\"right\">6137<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1963<\/td>\n<td align=\"right\">19,8<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas SLV3A Agena<\/td>\n<td align=\"right\">148800<\/td>\n<td align=\"right\">7201<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1968<\/td>\n<td align=\"right\">20,7<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas Cenatur D<\/td>\n<td align=\"right\">120393<\/td>\n<td align=\"right\">5355<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1968<\/td>\n<td align=\"right\">22,5<\/td>\n<td align=\"left\">Centaur Serie<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">SLV 3C Centaur<\/td>\n<td align=\"right\">126877<\/td>\n<td align=\"right\">6526<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1967<\/td>\n<td align=\"right\">19,4<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">SLV \u00a7D Centaur<\/td>\n<td align=\"right\">130448<\/td>\n<td align=\"right\">7305<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1973<\/td>\n<td align=\"right\">17,9<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas G Cenatur<\/td>\n<td align=\"right\">149058<\/td>\n<td align=\"right\">7971<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1984<\/td>\n<td align=\"right\">18,7<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas II<\/td>\n<td align=\"right\">167360<\/td>\n<td align=\"right\">10960<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1991<\/td>\n<td align=\"right\">15,3<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas IIAS<\/td>\n<td align=\"right\">167728<\/td>\n<td align=\"right\">11378<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1993<\/td>\n<td align=\"right\">14,7<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas III<\/td>\n<td align=\"right\">196925<\/td>\n<td align=\"right\">13725<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">2000<\/td>\n<td align=\"right\">14,3<\/td>\n<td align=\"left\">Normale Tanks<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Atlas V<\/td>\n<td align=\"right\">305143<\/td>\n<td align=\"right\">21054<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2002<\/td>\n<td align=\"right\">14,5<\/td>\n<td align=\"left\">Normale Tanks<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Kistler K-1<\/td>\n<td align=\"right\">250500<\/td>\n<td align=\"right\">20500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2006<\/td>\n<td align=\"right\">12,2<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Saturn I<\/td>\n<td align=\"right\">460850<\/td>\n<td align=\"right\">46720<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1961<\/td>\n<td align=\"right\">9,9<\/td>\n<td align=\"left\">Tanks in tragender Au&szlig;enstruktur<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Saturn IB<\/td>\n<td align=\"right\">448891<\/td>\n<td align=\"right\">43392<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1966<\/td>\n<td align=\"right\">10,3<\/td>\n<td align=\"left\">Tanks in tragender Au&szlig;enstruktur<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">R-7<\/td>\n<td align=\"right\">99100<\/td>\n<td align=\"right\">7500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1957<\/td>\n<td align=\"right\">13,2<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Wostok \u2013 Luna<\/td>\n<td align=\"right\">100400<\/td>\n<td align=\"right\">6500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1958<\/td>\n<td align=\"right\">15,4<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Wostok<\/td>\n<td align=\"right\">101000<\/td>\n<td align=\"right\">6500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1960<\/td>\n<td align=\"right\">15,5<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Soyuz U2<\/td>\n<td align=\"right\">101600<\/td>\n<td align=\"right\">6500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1982<\/td>\n<td align=\"right\">15,6<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Soyuz FG<\/td>\n<td align=\"right\">99500<\/td>\n<td align=\"right\">6500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2001<\/td>\n<td align=\"right\">15,3<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Soyuz 2.1b<\/td>\n<td align=\"right\">99725<\/td>\n<td align=\"right\">6545<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2006<\/td>\n<td align=\"right\">15,2<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">RS-12<\/td>\n<td align=\"right\">39515<\/td>\n<td align=\"right\">3150<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1961<\/td>\n<td align=\"right\">12,5<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">RS-14<\/td>\n<td align=\"right\">87200<\/td>\n<td align=\"right\">5300<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1964<\/td>\n<td align=\"right\">16,5<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Proton K<\/td>\n<td align=\"right\">449500<\/td>\n<td align=\"right\">33500<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1965<\/td>\n<td align=\"right\">13,4<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Proton K Block D<\/td>\n<td align=\"right\">449800<\/td>\n<td align=\"right\">31100<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1967<\/td>\n<td align=\"right\">14,5<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Proton M<\/td>\n<td align=\"right\">450100<\/td>\n<td align=\"right\">30700<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2001<\/td>\n<td align=\"right\">14,7<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">R-36<\/td>\n<td align=\"right\">122300<\/td>\n<td align=\"right\">6400<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1966<\/td>\n<td align=\"right\">19,1<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Zyklon 3<\/td>\n<td align=\"right\">127420<\/td>\n<td align=\"right\">6150<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1977<\/td>\n<td align=\"right\">20,7<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Zyklon 4<\/td>\n<td align=\"right\">129854<\/td>\n<td align=\"right\">8076<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2010<\/td>\n<td align=\"right\">16,1<\/td>\n<td align=\"left\">Mit Stufenadapter<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Zenit 2<\/td>\n<td align=\"right\">346880<\/td>\n<td align=\"right\">33600<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1985<\/td>\n<td align=\"right\">10,3<\/td>\n<td align=\"left\">Mit Stufenadapter<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Zenit 3 SL<\/td>\n<td align=\"right\">354582<\/td>\n<td align=\"right\">32302<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1999<\/td>\n<td align=\"right\">11,0<\/td>\n<td align=\"left\">Mit Stufenadapter<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Rockot<\/td>\n<td align=\"right\">86689<\/td>\n<td align=\"right\">5695<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1994<\/td>\n<td align=\"right\">15,2<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Dnepr<\/td>\n<td align=\"right\">161250<\/td>\n<td align=\"right\">13620<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1999<\/td>\n<td align=\"right\">11,8<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Angara URM<\/td>\n<td align=\"right\">141500<\/td>\n<td align=\"right\">9150<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2014<\/td>\n<td align=\"right\">15,5<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Europa I<\/td>\n<td align=\"right\">89400<\/td>\n<td align=\"right\">6400<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1964<\/td>\n<td align=\"right\">14,0<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Europa II<\/td>\n<td align=\"right\">94940<\/td>\n<td align=\"right\">6289<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1971<\/td>\n<td align=\"right\">15,1<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Europa III<\/td>\n<td align=\"right\">166030<\/td>\n<td align=\"right\">13580<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1979<\/td>\n<td align=\"right\">12,2<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Ariane 1<\/td>\n<td align=\"right\">160900<\/td>\n<td align=\"right\">13270<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1979<\/td>\n<td align=\"right\">12,1<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Ariane 2<\/td>\n<td align=\"right\">160900<\/td>\n<td align=\"right\">14070<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1984<\/td>\n<td align=\"right\">11,4<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Ariane 4<\/td>\n<td align=\"right\">251200<\/td>\n<td align=\"right\">17510<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Stahl<\/td>\n<td align=\"right\">1988<\/td>\n<td align=\"right\">14,3<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Wasserstoff als Verbrennungstr&auml;ger:<\/p>\n<table class=\"auto-style1\" style=\"width: 100p%;\" border=\"0\" cellspacing=\"0\">\n<tbody>\n<tr>\n<td align=\"left\"><b>Rakete<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Vollmasse<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Leermasse<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Integraltank<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Material<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Jahr<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Strukturfaktor<\/b><\/td>\n<td align=\"left\"><b>Bemerkung<\/b><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Delta IV<\/td>\n<td align=\"right\">226400<\/td>\n<td align=\"right\">26760<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2004<\/td>\n<td align=\"right\">8,5<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Ariane 5G<\/td>\n<td align=\"right\">170300<\/td>\n<td align=\"right\">12200<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1994<\/td>\n<td align=\"right\">14,0<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">Ariane 5E<\/td>\n<td align=\"right\">188300<\/td>\n<td align=\"right\">14100<\/td>\n<td align=\"left\">x<\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2002<\/td>\n<td align=\"right\">13,4<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">H-II<\/td>\n<td align=\"right\">97900<\/td>\n<td align=\"right\">12200<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">1994<\/td>\n<td align=\"right\">8,0<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">H-IIA<\/td>\n<td align=\"right\">114700<\/td>\n<td align=\"right\">13600<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2001<\/td>\n<td align=\"right\">8,4<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"left\">H-IIB<\/td>\n<td align=\"right\">202000<\/td>\n<td align=\"right\">24200<\/td>\n<td align=\"left\"><\/td>\n<td align=\"left\">Aluminium<\/td>\n<td align=\"right\">2009<\/td>\n<td align=\"right\">8,3<\/td>\n<td align=\"left\">Ben&ouml;tigt Booster zum Abheben<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Man sieht einige Trends. Bei US-Tr&auml;gern nimmt der Strukturfaktor von der ICBM zum Satellitentr&auml;ger zuerst ab, steigt dann wieder an, weil man leichtere Triebwerke einbaut oder Tanks verl&auml;ngert. Allerdings k&ouml;nnen einige Versionen nicht mehr ohne Booster abheben.<\/p>\n<p>Bei russischen Tr&auml;gern bleibt der Strukturfaktor erhalten, die wurden auch meistens nicht modernisiert.<\/p>\n<p>Anbei ein Diagramm der Werte. Wie man sieht sind die gro&szlig;en Stufen nicht besser als die kleinen: die ersteren stammen meistens von ICBM ab, die man auf geringes Gewicht optimiert hat. Bei Satellitentr&auml;gern z&auml;hlen andere Faktoren wie kosten und Zuverl&auml;ssigkeit. So haben selbst neue Raketen wie die Atlas V, Zenit oder Angara schlechtere Strukturfaktoren als uralte Typen.<br \/>\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg07.met.vgwort.de\/na\/3962319505a34de0b92e9df28dec681c\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><br \/>\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"\/img\/strukturfaktoren.png\" alt=\"\" width=\"907\" height=\"558\" \/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Auf den heutigen Blog, der auch f&uuml;r mich zum Nachschlagen dient, bin ich durch das Besch&auml;ftigen mit der gelandeten Falcon 9 Erststufe gekommen. Als SpaceX die Falcon 9 baute reklamierte Elon Musk einen Strukturfaktor von 30 f&uuml;r die erste Stufe, das habe ich damals bezweifelt. Ich kann mich noch an einen Kommentar erinnern in dem [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-11435","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":254,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":18393,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/09\/18\/die-falcon-9-eine-nachlese\/","url_meta":{"origin":11435,"position":0},"title":"Die Falcon 9 &#8211; eine Nachlese (1)","author":"Bernd Leitenberger","date":"18. 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