{"id":14289,"date":"2019-09-12T10:26:29","date_gmt":"2019-09-12T08:26:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=14289"},"modified":"2019-09-12T10:26:29","modified_gmt":"2019-09-12T08:26:29","slug":"tanks-und-die-abmessung-einer-rakete","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2019\/09\/12\/tanks-und-die-abmessung-einer-rakete\/","title":{"rendered":"Tanks und die Abmessung einer Rakete"},"content":{"rendered":"

Das heutige Thema ist nicht neu. Niels hat es schon mal mathematisch genau hier im Blog<\/a> 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.\"\"<\/p>\n

Tanks und ihre Form<\/h3>\n

Lange Zeit war es so das bei neuen Trägern die Gesamtlänge (mit Oberstufen und Nutzlastverkleidung) etwa das 10 bis 12-fache das Basisdurchmessers betrug. Beispiele dafür sind die Saturn V, Titan II, Atlas Centaur oder Ariane 1. Wenn die Rakete verlängert wurde, so verschiebt sich das natürlich, da der Basisdurchmesser gleich bleibt.<\/p>\n

Im Wesentlichen wird dieses Verhältnis von den Tanks bestimmt. Zeit das einmal zu beleuchten. Die Wandstärke eines Tanks kann man nach der Kesselformel berechnen. Die Kesselformel gilt für Druckgastanks, doch sie gilt auch für Tanks für Flüssigkeiten. Zum einen üben die Flüssigkeiten auch einen Druck aus \u2013 Kerosin und Sauerstoff haben eine Dichte leicht unterhalb und oberhalb von Wasser \u2013 und eine 10 m hohe Wasserschicht übt einen Druck von 1 bar aus. Zum Zweiten stehen die Tanks auch unter Druck. Sie werden nicht zu 100 % gefüllt und das restliche Volumen wird mit Druckgas gefüllt, das bei Tankentleerung ergänzt wird. Es wird immer ein leichter Überdruck aufrechterhalten auch bei ohne Innendruck stabilen Tanks. Er liegt bei etwa 0,5 bis 3 Bar Überdruck.<\/p>\n

Die Kesselformel<\/a> zeigt das es einen linearen Zusammenhang gibt zwischen den folgenden Größen<\/p>\n