{"id":16971,"date":"2023-07-15T09:21:10","date_gmt":"2023-07-15T07:21:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=16971"},"modified":"2023-07-15T09:21:10","modified_gmt":"2023-07-15T07:21:10","slug":"die-russische-raketenentwicklung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2023\/07\/15\/die-russische-raketenentwicklung\/","title":{"rendered":"Die russische Raketenentwicklung"},"content":{"rendered":"
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Mein Aufhänger für den heutigen Blog liefert die Arbeit an meinem neuesten Buch über russische Trägeraketen, das eigentlich nur eine Auskopplung des Kapitels aus dem schon 2016 erschienen Buch \u201eInternationale Trägerraketen\u201c werden sollte <Werbung>, das man bei Amazon<\/a> oder auch beim Verlag<\/a> oder sogar im Buchhandel erwerben kann <\/Werbung>. Nun wird es aber doch ziemlich erweitert. Zuerst will ich aber mal was allgemeines über dir russische Raketenentwicklung sagen.
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\nDie sowjetische\/russische Raketenentwicklung ist von zwei Dingen geprägt. Das eine sind \u2013 je nach Sichtweise \u2013 pragmatische Lösungen oder Umgehungen von Problemstellungen. Das zweite ist das die Raketenentwicklung dort im Schneckentempo voranschreitet.<\/p>\n

Ich fange mal mit dem ersten an. Das ging schon los bei der R-7<\/a>. Russland testete in den frühen fünfziger Jahren erste Triebwerke, die mehr Schub hatten als das Triebwerk der A-4. Sie kamen aber bald an ein Problem, dass viele Raketentriebwerke dieser Zeit hatten, die Verbrennungsinstabilität. Dabei schaukeln sich Druckschwankungen die durch eine turbulente Verbrennung entstehen auf und das kann bis zur Explosion des Triebwerks führen. Zwei Triebwerksentwicklungen wurden daher abgebrochen. Beschlossen wurde daher die R-7 nur mit Brennkammern auszustatten, die nicht mehr Schub als die A-4<\/a> hatten (real sogar weniger) anstatt wie in den USA, wo dasselbe passierte eben durch viele Versuche den Injektor so lange anzupassen bis das Raketentriebwerk stabil läuft.<\/p>\n

Das ist eine Lösung des Problems, aber eigentlich hat man es nur umgangen. Bis heute haben russische Raketen so mehrere Brennkammern, das schlagkräftigste das RD-170\/171 der Energija \/ Zenit hat nominell so mehr Schub als ein F-1, pro Brennkammer aber deutlich weniger und wird im Schub pro Brennkammer inzwischen sogar von dem Raptor, BE-4 und SSME übertroffen.<\/p>\n

Das setzte sich so fort. Als man eine Oberstufe für die R-7 benötigte, zündete die noch während die Zentralstufe (Block A) arbeitete. Damit umging man eine Zündung in der Schwerelosigkeit. Diese Vorgehensweise hat aber auch Nachteile. Zum einen kann man so den Treibstoff der Unterstufe nicht vollständig verbrauchen, verliert also etwas Performance. Zum anderen ist das riskant. Es muss zeit genau die Verbindung gesprengt werden, die Flammenabgase müssen entweichen können und die Unterstufe muss einen zusätzlichen Hitzeschutz bekommen, sonst explodiert sie.<\/p>\n

Üblich ist sonst, dass man die Verbindung der Stufen trennt, nach der Trennung erst kleine Feststoffraketen zündet oder bei kleinen Massen die Stufen mit Federn voneinander trennt. Eine Kollision kann man so ausschließen \u2013 wenn man es richtig macht. Feststofftriebwerke bringen neben einer Beschleunigung auch den Vorteil, mit das sie den Treibstoff der Oberstufe am Boden sammeln. Ich kenne außerhalb von Russland und China, nur einen Träger wo man \u201eheiß\u201c trennte, dass war die Titan 2<\/a> und dort benötigte man einige Versuche, bis man die Streben zwischen den Stufen so gewählt hatte das sie den Belastungen stand hielten und die Flammen trotzdem entweichen konnten ohne die Erststufe zu sprengen. Bei der Titan II erfolgte die Wahl nur aus einem Grund \u2013 man wollte viel weniger Systeme als bei der Titan 1 zum Prüfen haben, weil sie als militärischer Träger innerhalb von Minuten startbereit sein musste. Der Vorgänger Titan I hatte dagegen Stufentrennungsraketen.<\/p>\n

Da militärische Starts von Russland bis heute geheim sind, weiß man nicht ob Russland am Anfang nicht auch etliche Ausfälle bei dieser Methode hatte. Heute funktioniert sie, aber das wäre nach einigen Tausend Starts nach der Methode auch zu erwarten.<\/p>\n

So überraschte mich das Chefingenieur Elon Musk nachdem die Stufentrennung beim ersten Testflug des Starship nicht klappte \u2013 wie ich schon vor ihm feststellte<\/a> \u2013 nun eine heiße Trennung in Betracht zieht. Für ein wiederverwendbares Gefährt wäre ein Hitzeschutz, den man regelmäßig wechseln muss (es treffen rund 3,7 t\/s heiße Gase auf ihn) jedenfalls keine kostengünstige Lösung.<\/p>\n

Das zweite ist die langsame Entwicklung der Raketen in der UdSSR \/ Russland. Hier mal eine kurze Geschichte der russischen Träger:<\/p>\n