Stabilisierung einer Trägerrakete

Wie wird eigentlich eine Trägerrakete während des Starts stabilisiert? Die Stabilisierung von Satelliten ist mir grundsätzlich bekannt.

Bei Modellraketen oder kleine Höhlenforschungsraketen werden ja Flossen eingesetzt und durch Ihre eigene Rotation stabilisiert. (Spinstabilisierung)

Eine Trägerrakete dreht sich aber nicht um Ihre eigene Achse. Wie wird eigentlich dieser Spin unterdrückt? Also das Sie sich nicht dreht? Und die Dritte Frage, warum drehen sich eigentlich Modellraketen oder kleine Höhlenforschungsraketen um ihre eigene Achse? Bzw. was ist der Auslöser…

Eine Trägerrakete dreht sich aber nicht um Ihre eigene Achse. Wie wird eigentlich dieser Spin unterdrückt? Also das Sie sich nicht dreht? Und die Dritte Frage, warum drehen sich eigentlich Modellraketen oder kleine Höhlenforschungsraketen um ihre eigene Achse? Bzw. was ist der Auslöser…

Eine Modellrakete dreht/rollt sich wegen schrägen Fins ansonsten dreht sich eine Rakete nicht.

Eine Trägerrakete stabilisiert sich mit einem schwenkbaren Triebwerk und einem Flugcomputer.

Moin Moin

Als erster gelöst hat dieses Problem die Werner von Braun Truppe
für die V2. Es gab oben im Kopf der Rakete mehrere Kreiselkompasse.
Damit ließ sich die Orientierung der Rakete messen.

Und es gab unten an der Rakete mehrere Stellmotoren, die die Orientierung
der Rakete verstellen konnten indem sie den Triebwerksstrahl ablenkten.
Die eigentliche Schwierigkeit war die Regelungsparameter herauszufinden.

Im Prinzip wird es heute noch genauso gemacht. Nur wurden die
Kreiselkompasse ersetzt durch Lasergyros und Beschleunigungssensoren.
Die Strahlruder wurden ersetzt durch ein schwenkbares Triebwerk.
Bei der V2 wurden die Regelparameter mechanisch/hydraulisch eingestellt.
Heute gibt es dafür einen Bordrechner.

Die Trägerrakete rotiert nicht weil es kleine Triebwerke auf beiden Seiten an der
Außenhaut der Rakete gibt die seitlich gefeuert werden können.

Gefährlich wird es, wenn der Triebwerksstrahl noch einen kleinen Restdrehimpuls enthält. Also wenn er sich noch dreht. Dann wird die Rakete sich immer schneller
entgegengesetzt drehen. Mit dem Resultat dass der Treibstoff nicht mehr am
Ausgang sondern an der Tankwand ist. Deshalb gibt es bei der Ariane 5 mehrere
kleine Steuertriebwerke mit je 400 Newton (40 kg) die gepulst oder auch
kontinuierlich feuern können. Dies System hat den Namen SCA oder auch
Systeme Control d'Attitude.

Näheres auch unter Ariane Users Manuel

Matjes



 

Robert H. Goddard hat in den frühen 1930ern als erster die Stabilisierung von Raketen mithilfe einer durch ein Gyroskop gesteuerten Schubvektorsteuerung entwickelt.

Und das macht man im Wesentlichen bis heute wobei man dieses Grundprinzip natürlich auf unterschiedliche Arten realisieren kann.

Bei den großen Raketen kommst du nicht mehr um Schubvektorsteuerung rum.
Die Motoren sind an einem "Gimbal" (Kardanische Aufhängung) nach oben hin verankert.

Videofund:
https://clips.twitch.tv/AdventurousUnsightlyLorisCoolCat

Noch ein paar Aktuatoren dazu und geht los.

Wobei eine Schubvektorsteuerung nicht notwendigerweise durch ein Schwenken der Düse umgesetzt werden muss. Andere Möglichkeiten umfassen etwa den Einsatz mehrerer (mindestens 3) Düsen bzw. Triebwerke und die Steuerung des Schubs dieser, hier können auch eigene Steuertriebwerke zum Einsatz kommen. Der Abgasstrahl in einem Haupttriebwerk kann auch durch bewegliche Steuerruder im Abgasstrahl des Triebwerks gesteuert werden. Eine Möglichkeit ist auch die Einspritzung von Treibstoff oder einem Kühlmittel in die Düse was den Schubvektor ebenfalls beeinflussen kann.

Die oben gestellte Frage nach der Stabilisierung von Trägerraketen hört sich erst 'mal trivial an, aber eine schnelle Antwort darauf lässt sich nicht finden. Ich werde es in der nächsten Zeit anhand von Zeichnungen versuchen.

Vorab möchte ich aber zwei Aussagen vom 27. Oktober revidieren.
Die erste kommt von Matjes:

Als erster gelöst hat dieses Problem die Werner von Braun Truppe für die V2

Dem möchte ich entgegen treten, da alle getesten Steuerungen - ob nun in der A3, A4 oder A5 - vorallem von Firmen wie die Kreiselgeräte GmbH, Siemens oder Askania stammen. D.h. für mich, dass dieses Thema mit Johann Maria Boykow (Chef der Kreiselgeräte GmbH) schon in den 1920er Jahren anhebt und was die LEV2/LEV3-Steuerungen, solche Namen wie Karl Wilfried Fieber (Siemens) zu nennen sind. Beide übrigens Österreicher!

Damit ist Dominics Aussage (Robert H. Goddard hat in den frühen 1930ern als erster die Stabilisierung von Raketen mithilfe einer durch ein Gyroskop gesteuerten Schubvektorsteuerung entwickelt.) obsolet.

Die oben gestellte Frage nach der Stabilisierung von Trägerraketen hört sich erst 'mal trivial an, aber eine schnelle Antwort darauf lässt sich nicht finden. Ich werde es in der nächsten Zeit anhand von Zeichnungen versuchen.

wäre Cool, da ich mich gerade mit Modellraketen beschäftige würde mich das auch interessieren...

In diesen Zusammenhang auch interessant, bei Fallschirmrakete (Signalraketen) befindet sich der Motor etwas in der Hülse nachhinten versetzt. Davor ist das leere Rohr mit Drei länglichen Schlitzen, diese dienen wohl zu Stabilisierung der Rakete? hat jemand zu diese Art der Stabilisierung mehr infos?