{"id":11814,"date":"2016-07-27T00:11:14","date_gmt":"2016-07-26T22:11:14","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=11814"},"modified":"2016-07-27T07:20:59","modified_gmt":"2016-07-27T05:20:59","slug":"unter-32-16-8-herrscht-konjunktur-die-ganze-nacht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2016\/07\/27\/unter-32-16-8-herrscht-konjunktur-die-ganze-nacht\/","title":{"rendered":"Unter 32-16-8\u00a0 herrscht Konjunktur die ganze Nacht"},"content":{"rendered":"<p>Das Buch von Eugen Reichl habe ich genutzt meine Daten der N-1 mal abzugleichen. Schlie&szlig;lich hat der Autor zwar meine Daten &uuml;bernommen, aber nicht alle. Vor allem fiel mir auf, dass die angegebene Nutzlast so niedrig ist: Die N-1 war dreistufig und sollte 95 t in den Erdorbit bringen. Dabei hat sie h&ouml;here spezifische Impulse als die Falcon Heavy und ein g&uuml;nstigeres Stufenverh&auml;ltnis, trotzdem w&auml;re bei dieser der prozentuale Nutzlastanteil h&ouml;her. Die N-1 bin ich auch bei der Neuauflage der Tr&auml;gerraketen &uuml;bergangen, weil ich eigentlich gedacht habe bei einer so alten Rakete w&auml;ren die Daten eindeutig. Sie sind es aber nicht. Schon innerhalb einer Quelle differieren sie. So geben Ptrzybilski \/ Wotzlaw als Trockenmasse 277 t an, wenn man die drei Stufen aber addiert kommt man auf 182 t und auch die Startmasse von 2750 bis 2820 t passt nicht mal mit Maximalnutzlast (2707 t).<!--more--><\/p>\n<p>So habe ich mich mal auf der Suche nach Daten gemacht und hier mal eine Zusammenstellung:<\/p>\n<table cellpadding=\"2\">\n<tbody>\n<tr>\n<th class=\"auto-style1\">Quelle<\/th>\n<th class=\"auto-style1\">N-1 Herkules Entwicklung und Absturz einer Tr&auml;gerrakete<\/th>\n<th class=\"auto-style1\">The Sowjet Reach for the Moon<\/th>\n<th class=\"auto-style1\">Russian Spaceweb<\/th>\n<th class=\"auto-style1\">Astronautix.com<\/th>\n<th class=\"auto-style1\">B14643 .de<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Vollmasse Block A<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">1870 t \/ 1934 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">1870 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">1880 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">1875 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Leermasse Block A<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">120 t \/ 193,4 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">180,8 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">130 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">131,8 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Spez. Impuls Block A<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3180 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3247 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3237 m\/s \/ 3119 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3059 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Brenndauer Block A<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">120 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">110 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">113 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">125 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">113 s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Vollmasse Block B<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">540 t \/ 557,5 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">540 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">560,7 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">540 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Leermasse Block B<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">\u00a052,5 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">52,2 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">55,7 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">35,4 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Spez. Impuls Block B<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3250 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3394 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3394 m\/s \/ 3188 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3187 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Brenndauer Block B<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">130 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">130 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">108 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">130 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">122 s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Vollmasse Block V<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">188,7 \/ 185 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">185 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">188,7 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">185 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Leermasse Block V<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">13,7 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">13,7 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">13,7 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">9,9 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Spez. Impuls Block V<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3120 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3453 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\"><\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3462 m\/s \/ 3335 m\/s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">3334 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Brenndauer Block V<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">288 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">400 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">375 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">370 s<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">363 s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Startmasse<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">2750 &#8211; 2820 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">2700 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">2783 &#8211; 2820 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">2692 &#8211; 2753 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">2747 t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td class=\"auto-style1\">Nutzlast in LEO<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">95 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">92 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">82 &#8211; 95 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">71 t<\/td>\n<td class=\"auto-style1\">95 t<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Leider bekommt man von den Leuten die dabei waren kaum brauchbare Infos. Tschertok nennt nur den Impuls der Erststufentriebwerke (294\/331). Vor allem letzterer erscheint mir angesichts des geringen Brennkammerdrucks gering, vor allem verglichen zum Nachfolger NK-33. Ich vermute er hat den des NK-33 angegeben, ein Fehler den viele Autoren machen auch Reichl. Bei Energija und Kusnezow findet man keine Angaben &uuml;ber die Rakete oder nur sehr sp&auml;rliche ohne Zahlenangaben-<\/p>\n<p>Bei &#8222;N-1 Herkules Entwicklung und Absturz einer Tr&auml;gerrakete&#8220; findet man zwei Treibstoffangaben. Ich vermute die h&ouml;here gilt f&uuml;r die N-1F die etwas mehr Treibstoff zulud (1750 zu 1870 t, 540 zu 505 t, 185 zu 175 t). Eine andere M&ouml;glichkeit ist das die Autoren das mit der Trockenmasse verwechselt haben. Dann passen aber die im vorherigen Flie&szlig;text publizierten Leermassen von 5,25 und 13,7 t f&uuml;r zweite und dritte Stufe nicht.<\/p>\n<p>&#8222;The Sowjet Reach for the Moon gibt als Triebwerke die zweite Generation und die haben h&ouml;here spezifische Impulse.<\/p>\n<p>Astronautix.com halte ich da auch Massen f&uuml;r Stufenadapter angegeben werden, f&uuml;r die beste Quelle. doch auch hier gibt es Fehler. So sind die spezifischen Impulse beim Datenblatt der N1 die der zweiten Generation, ich habe sie durch die der Orginaltriebwerke auf derselben Webseite erg&auml;nzt. Die Nutzlastangabe ist gering, doch handelt es sich um die reale der Testvehikel (andere angaben: bis 83 t) und die wurden in einen elliptischen Orbit (200 x 700 km) entlassen.<\/p>\n<p>B14643 verwendet die realen Impulse der Nk-Triebwerke, aber auch die niedrigen Trockengewichtangaben.<\/p>\n<p>Russian Spaceweb nennt deutlich h&ouml;here Trockenmassen die auch besser zu der niedrigen Nutzlast passen. Leider fehlen die restlichen Daten.<\/p>\n<p>Besonders auff&auml;llig ist neben den unterschiedlichen Impulsen auch die unterschiedliche Brennzeit, vor allem bei der dritten Stufe, selbst wenn man den Wert von Wotzlaw als Ausrei&szlig;er ansieht (er korrespondiert auch mit dem sehr viel geringeren spezifischen Impuls. Macht man die Gegenprobe: Brennzeit x Schub \/ Treibstoffmasse = spez. Impuls so gibt es auch deutliche Abweichungen, au&szlig;er bei B14643 von Norbert Br&uuml;gge.<\/p>\n<p>Relativ konstant scheint die Treibstoffzuladung von 1750 \/ 505 \/ 175 t zu sein. Bei der ersten Stufe f&auml;llt die hohe Trockenmasse von Russiand Spaceweb aus dem Rahmen. F&uuml;r mich ist sie allerdings die einzige die ich f&uuml;r sinnvoll halte. Wenn ich bei 500 t Treibstoffzuladung der zweiten Stufe und 5,25 t Leermasse auf 1750 t hochskaliere komme ich von den 52,5 t auf 181 t. Zudem enth&auml;lt die Masse auch den Zwischenstufenadapter und die nach Block A Betrieb abgeworfene Nutzlastverkleidung, dazu kommen 30 Triebwerke die jedes 1,5 t wiegen. Vor allem kommt man nur so auf die angegebene Trockenmasse der Rakete von 277 bis 281 t (w&uuml;rde man sie sonst addieren w&auml;re man bei 175,4 &#8211; 196,2 t ohne Nutzlastverkleidung).<\/p>\n<p>Ich habe nun mal die Gegenprobe gemacht und die Nutzlast mit den am h&auml;ufigsten gerannten bzw. wahrscheinlichsten Werten berechnet.. Die Gesamtbrennzeit der drei Stufen ist vergleichbar zur Proton K. Daher habe ich mit dem aktuellen Muster die Aufstiegsverluste berechnet. Sie betragen 1684 m\/s. Nun habe ich die f&uuml;r die N-1 &uuml;bernommen und die wahrscheinlichsten Daten eingesetzt. Ich komme dann auf eine Nutzlast von 89,5 t in den Erdorbit. W&uuml;rde man die h&ouml;heren spezifischen Impulse der NK-33\/43\/21 nehmen so w&auml;re selbst bei den hohen Trockenmassen die ich genommen habe die Nutzlast deutlich gr&ouml;&szlig;er als der maximal publizierte Wert von 95 t. Die 17 t schwere Nutzlastverkleidung ist immer bei der Erststufe mit enthalten. Sie wird nach deren Brennen abgetrennt.<\/p>\n<h4>Rakete: N-1<\/h4>\n<table>\n<tbody>\n<tr bgcolor=\"gold\">\n<th>Startmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Nutzlast<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Verkleidung<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Geschwindigkeit<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th>Verluste<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th>Nutzlastanteil<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00F0EE\">\n<td align=\"right\">2762920<\/td>\n<td align=\"right\">85920<\/td>\n<td align=\"right\">0<\/td>\n<td align=\"right\">7802<\/td>\n<td align=\"right\">1684<\/td>\n<td align=\"right\">3,11 %<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"gold\">\n<th>Stufe<\/th>\n<th>Anzahl<\/th>\n<th>Name<\/th>\n<th>Vollmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Leermasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Spez.Impuls (Vakuum)<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00F0EE\">\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">1930800<\/td>\n<td align=\"right\">180800<\/td>\n<td align=\"right\">3118<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00E0DE\">\n<td align=\"right\">2<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">557500<\/td>\n<td align=\"right\">52500<\/td>\n<td align=\"right\">3188<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00D0CE\">\n<td align=\"right\">3<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">188700<\/td>\n<td align=\"right\">13700<\/td>\n<td align=\"right\">3334<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Da schon diese N-1 die geforderte Nutzlast erreicht denke ich braucht man nicht die extrem niedrigen Strukturfaktoren (120 t \/ 35 t \/ 10 t) anzusetzen und auch nicht die hohen spezifischen Impulse der zweigen Generation die oft fehlerhaft f&uuml;r die N-1 genannt werden, auch bei Reichl, der in diesem Falle nicht von mir abgeschrieben hat und damit wieder neue Fehler produziert hat. Ich habe sogar noch FCEA2 bem&uuml;ht, das selbst im optimistischen Fall eines freien Gelichgewichtes nicht auf die Vakuumimpulse der zweiten Generation kommt. Unverst&auml;ndlich warum sie trotzdem immer wieder publiziert werden.<\/p>\n<p>&Uuml;ber die N-1F ist wenig bekannt. Sie soll zum einen die leistungsgesteigerten NK-33\/43 Triebwerke einsetzen, zum anderen etwas mehr Treibstoff mitf&uuml;hren. Die Startmasse von 2950 t bis 3020 t l&auml;sst darauf schlie&szlig;en, dass sie etwa 200 t mehr Treibstoff zugeladen hat. Zumindest bei Wotzlaw gibt es den Hinweis, das dies durch unterk&uuml;hlte Treibstoffe erreicht wurde, die Tanks also die gleichen sind. Das passt auch zum etwas oxidatorreichen Mischungsverh&auml;ltnis der neueren NK-Triebwerke. Sei soll 105 t Nutzlast erreichen. Wenn man die rund 200 t mehr Startgewicht gleichm&auml;&szlig;ig auf die drei Stufen verteilt und die Impulse der neueren Triebwerke nimmt kommt man auf folgende Werte:<\/p>\n<h4>Rakete: N-1F<\/h4>\n<table>\n<tbody>\n<tr bgcolor=\"gold\">\n<th>Startmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Nutzlast<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Verkleidung<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Geschwindigkeit<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th>Verluste<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th>Nutzlastanteil<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00F0EE\">\n<td align=\"right\">2992858<\/td>\n<td align=\"right\">112658<\/td>\n<td align=\"right\">0<\/td>\n<td align=\"right\">7802<\/td>\n<td align=\"right\">1684<\/td>\n<td align=\"right\">3,76 %<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"gold\">\n<th>Stufe<\/th>\n<th>Anzahl<\/th>\n<th>Name<\/th>\n<th>Vollmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Leermasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Spez.Impuls (Vakuum)<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00F0EE\">\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">2074800<\/td>\n<td align=\"right\">180800<\/td>\n<td align=\"right\">3247<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00E0DE\">\n<td align=\"right\">2<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">602200<\/td>\n<td align=\"right\">55700<\/td>\n<td align=\"right\">3394<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00D0CE\">\n<td align=\"right\">3<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">203200<\/td>\n<td align=\"right\">13700<\/td>\n<td align=\"right\">3452<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Der Verlust ist f&uuml;r die angegebene Nutzlast von 105 t recht hoch. Mit gleichem Verlust wie die N-1 m&uuml;sste die N-1F auf 112 t Nutzlast in den Erdorbit kommen. Allerdings wurden die Trockenmassen beibehalten. Sie werden wahrscheinlich etwas h&ouml;her sein.\u00a0 Nimmt man an, dass die N1F dagegen nur bessere Triebwerke hat so kommt man auf 101 t Nutzlast. Irgendwo dazwischen wird die Wahrheit liegen.<\/p>\n<h4>Rakete: N-1F (nur neue Triebwerke)<\/h4>\n<table>\n<tbody>\n<tr bgcolor=\"gold\">\n<th>Startmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Nutzlast<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Verkleidung<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Geschwindigkeit<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th>Verluste<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th>Nutzlastanteil<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00F0EE\">\n<td align=\"right\">2775194<\/td>\n<td align=\"right\">101194<\/td>\n<td align=\"right\">0<\/td>\n<td align=\"right\">7802<\/td>\n<td align=\"right\">1684<\/td>\n<td align=\"right\">3,65 %<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"gold\">\n<th>Stufe<\/th>\n<th>Anzahl<\/th>\n<th>Name<\/th>\n<th>Vollmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Leermasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th>Spez.Impuls (Vakuum)<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00F0EE\">\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">1930800<\/td>\n<td align=\"right\">180800<\/td>\n<td align=\"right\">3247<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00E0DE\">\n<td align=\"right\">2<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">557500<\/td>\n<td align=\"right\">52500<\/td>\n<td align=\"right\">3394<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00D0CE\">\n<td align=\"right\">3<\/td>\n<td align=\"right\">1<\/td>\n<td><\/td>\n<td align=\"right\">185700<\/td>\n<td align=\"right\">13700<\/td>\n<td align=\"right\">3452<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Zuletzt noch ein Punkt: warum habe ich die beiden Oberstufen Block G und D nicht miteinbezogen? Das liegt an der Auslegung des Mondprogramms. Um mit der deutlich geringeren Mondnutzlast ein Mondprogramm durchf&uuml;hren zu k&ouml;nnen hat man optimiert wo\u00a0es nur ging. So entlie&szlig; die N1 Block G\/D mit Mondlandekomplex in einer elliptischen Erdumlaufbahn anstatt einer kreisf&ouml;rmigen um das letzte bisschen Treibstoff der Stufe auszunutzen. Block G reichte trotzdem nicht aus die Geschwindigkeit zum Mond zu erreichen (er hatte nur 55 t Treibstoff bei einer Restmasse von 41,4 t. Daher wurde Block D noch im Erdorbit gez&uuml;ndet und brachte den Rest der Geschwindigkeit auf. Man kann also mittels einfacher Modellierung nicht die Mondnutzlast berechnen. Ich habe mir das dann f&uuml;r einen sp&auml;teren Zeitpunkt aufgehoben.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg01.met.vgwort.de\/na\/89588db635a0418ba8acbbc3cf50d613\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Buch von Eugen Reichl habe ich genutzt meine Daten der N-1 mal abzugleichen. Schlie&szlig;lich hat der Autor zwar meine Daten &uuml;bernommen, aber nicht alle. Vor allem fiel mir auf, dass die angegebene Nutzlast so niedrig ist: Die N-1 war dreistufig und sollte 95 t in den Erdorbit bringen. 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