Hallo liebe Raumfahrtfreunde
Ich bin neu in diesem Forum und habe schon einige Debatten interessiert verfolgt.
Meine Frage gilt dem Raketenschub: Ich habe mir 2 Einführungsbücher zur Raumfahrt gekauft: "Raumfahrtsysteme" von Messerschmid/Fasoulas und das voluminösere "Fundamentals of Space Systems" von Pisacane und anderen. (mit 100€ natürlich sehr teuer, aber so ein Buch ist ja was fürs ganze Leben)
Ich bin mir nicht darüber im klaren, was der Raketenschub eigentlich ist. Aerodynamische und Gravitationskräfte sollen im folgenden vernachlässigt werden. Hier meine Vermutung:
Der Raketenschub ist die Summe aus dem Impuls- und dem Druckschub. Er ist aber nicht die Kraft, die auf die Rakete wirkt. Der Druckschub ist unter obiger Vernachlässigung aber die Kraft, die auf die Rakete wirkt. Durch diese Kraft wechselwirken die Rakete mit der Atmosphäre miteinander. (Atmospäre und keine aerodynamischen Kräfe kollidieren nicht miteinander, da aerodynamische Kräfte voraussetzen, dass der Druck an der Oberfläche der Rakete vom Umgebungsdruck abweicht, d.h. Atmosphäre kann ohne aerodynamische Kräfte existieren, wenn z.B. überall außerhalb der Rakete gleicher Druck herrscht.) D. h. die Atmosphäre ist Träger des Druckschubs/statischen Schubs. Durch den Druckschub wird der Schwerpunktimpuls der Rakete beschleunigt. In die entgegengesetzte Richtung wird (wegen Actio=Reactio) durch den Druckschub der Schwerpunktimpuls der Atmosphäre beschleunigt. Die Masse der Atmosphäre ist viel größer, als die Masse der Rakete, deswegen bleibt letzteres unbeobachtet.
Der Impulschub ist auch eine Kraft, die aber nur innerhalb der Rakete vermittelt. D.h. durch den Impulsschub ändert sich nicht der Schwerpunktimpuls der Rakete.
Der Druckschub ist analog zur Auftriebskraft eines Luftballons. Auf der unteren Seite ist der Druck größer als auf der gegenüberliegenden. Die Differenz des Druckes mal der Querschnittsfläche ist die Auftriebskraft. Beim Luftballon reicht dieser Druckgradient in der Atmospäre aus, der sich durch die Schwere der Erde ausbildet. Die Rakete sorgt eventuell aber selbst durch das Ausstoßen von Treibstoff dafür, dass der Druck am Düsenauslass größer ist als an der Spitze.
Kann man sagen, dass die Bewegung von Raketen im kräftefreien Raum nur von der Impulserhaltung abhängt? Messerschmid führt den Schub unkritisch als Kraft ein. Pisacane unterscheidet aber explizit zwischen Raketenschub, den er definiert und der Kraft. Und warum bitteschön ist der Schub maximal, wenn der Druck am Düsenauslass gleich dem Umgebungsdruck ist (und somit der statische Schub 0 wird). Ist der Fall, das der Druck am Düsenende 0 ist (für Weltraumflüge) überhaupt realisierbar.
Die Frage, die mir am wichtigsten ist und mit der ich bitte nicht alleine gelassen werden möchte lautet: Wird die Rakete durch ihren Antrieb nur deswegen angetrieben weil der Gesamtimpuls aus der Rakete und dem bereits von ihr ausgestoßenen Treibstoff in Inertialsystemen konstant bleibt. Impulsschub klingt so schön fundamental nach Impulserhaltung, wieso kommt da noch der dreckige Druckschub an und warum macht er die Impulserhaltung nicht kaputt? (oder doch?)
Entschuldigt die Schwerfälligkeit, aber ich bin müde.
Meine Frage berührt ein sehr fundamentales Gebiet, aber warum ein Flugzeug fliegt ist auch ziemlich fundamental und ich weiß es nicht. (Bernoulli-Gleichung kann man aber hier wohl vergessen)
Ich hoffe ich kriege bald eine Antwort
Machts gut
