Schubkraft

  • 16 Antworten
  • 27203 Aufrufe

Laura

  • Gast
Schubkraft
« am: 28. März 2006, 15:03:43 »
Hallo zusammen,

wenn bei dem Space-Shuttle von  1.202.020 Kilogramm Schub (beim Start), 87.543 Kilogramm (Leergewicht), gesprochen wird, wie kann ich das in PS umrechnen? geht das überhaupt?
http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/spaceshuttle/home.shtml


Viele Grüße

M._Gerner

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #1 am: 28. März 2006, 15:48:45 »
Multipliziere die Kilogramm Schub mit der Erdbeschleunigung. Damit erhälst Du die Schubkraft F in [N]. Wandele das Ergebnis in Leistung P [W] um. Das Ergebnis mal 1,36 und Du erhälst in etwa die PS Angabe.

Gruß Marco

Nachtrag: Sorry, Du brauchst die Leistung in kW, bevor Du es mit dem Faktor 1,36 multiplizierst.
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 08:25:04 von M._Gerner »

Laura

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #2 am: 28. März 2006, 16:11:50 »
Ohhh.k.

Dann wären das also bei 1.202.020 kg * 9,80665 m/s =  F
P=F*v
v ist hier 28.067 km/h
1.202.020 * 9,80665*28.067*13,6 = PS = 449.953.124.981,77496

Richtig?

tobi453

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #3 am: 28. März 2006, 19:07:36 »
@Laura:
Deine Rechnung kann nicht richtig sein, denn das Shuttle hat niemals 500 Milliarden PS. Höchstens was im Millionenbereich. Ein PS sind 735 Watt und ich meine, dass das Space Shuttle eine Leistung im GigaWatt Bereich hat.
« Letzte Änderung: 28. März 2006, 19:08:11 von tobi453 »

ILBUS

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #4 am: 28. März 2006, 20:19:31 »
Hallo, Laura.

Ein Vorrschlag von mir währe, man schaut wie viel Treibstoff der Shuttle mit sich schleppt. Die Brenndauer  seiner Triebwerke kann man nachschauen.  Teilt man die durch die Verbrennung des Treibstofs entstande Energiemenge durch die Brenndauer, erhält man die Maximale, ideale Leistung.

Ich hatte mal grob nachgerechnet gehabt, und wenn ich es richtig gemacht habe, kamm ich auf 8GWt im Schnitt für jedes der drei Triebwerke. Im Schnitt, weil die Leistung am Boden etwas geringer ist, als im Vakuum.

Grüsse.
« Letzte Änderung: 28. März 2006, 20:27:24 von ILBUS »

jok

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #5 am: 28. März 2006, 22:21:28 »
...der bei Lauras Frage angegebne Link zu den Daten Space Shuttle.

steht bei Lebensdauer SSME 7,5 Jahre ???

...waren doch 7,5 Stunden = 55 Missionen ???

gruß jok

M._Gerner

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #6 am: 29. März 2006, 08:21:20 »
Meine Rechnung ging so:

1.202.020 kg * 9,80665 m/s² = 11.787.789,43 kgm/s [= N]
11.787.789,43 N * 7900 m/s = 9,3123536*10^10 Nm/s [=W]
9,3123536*10^10 W/1000 = 93.123.536,5 kW * 1,36 = 126.648.009,6 PS

Gruß Marco
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 09:17:50 von M._Gerner »

ILBUS

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #7 am: 29. März 2006, 09:02:15 »
Hallo, Marco. Die Ausströmunggeschwindigkeit kann nicht stimmen oder? Ich habe so etwa über 4000m/s als heut zu Tage höchste erreichte Wert im Kopf.

@Laura, bei meiner Rechnung habe ich nur die SSME (space shutle main engine) gemeint. M.Gerner hat die Startleistung mit den Beiden Bosstern angegeben.
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 10:04:27 von ILBUS »

M._Gerner

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #8 am: 29. März 2006, 09:07:34 »
@ ILBUS: Laura wollte wissen, wie die Schubkraft des Space Shuttle's (1.202.020 kg) in PS umgerechnet werden können. 7900 m/s ist die Geschwindigkeit, die man in etwa für den LEO brauch. Die Leistung, welche ein SSME erzeugt, ist ne etwas komplexere Rechnung. Meines Wissens nach ist die derzeit höchste Ausströmgeschwindigkeit am Boden etwas über 3900 m/s, im Vakuum unter 4500 m/s

Gruß Marco
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 09:50:13 von M._Gerner »

ILBUS

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #9 am: 29. März 2006, 09:54:09 »
Ok, dann ist es meinVerstaendnissproblen...Hoffentlich wird mein Pruefer mich verstehen. Sonst kann ich meine Prueffung echt knicken.

Ich habe ein Problemmit verstehen der folgenden Angaben:

Zitat
Meine Rechnung ging so:

1.202.020 kg * 9,80665 m/s² = 11.787.789,43 kgm/s [= N]
11.787.789,43 N * 7900 m/s = 9,3123536*10^10 Nm/s [=W]
9,3123536*10^10 W/1000 = 93.123.536,5 kW * 1,36 = 126.648.009,6 PS

Gruß Marco

Das die erste Zeile die Gesamtschubkraft am start ist mir klar. Und dass man in manch spezifischen Faellen die Leistung nach L=Kraft*Geschwindigkeit ausrechnen kann ist auch klar. z.B bei der Reibung.

Aber die in der Zweiten Zeiel angegeben Daten betreffen zwei versfhiede Fluegprofile,die gar nich inder selben Formel auftretten koenen. Ich meine 11.787.789,43 N  ist der Schub am Start, und 7900 m/s ist die Geschwindigkeit am Ende, Am ande ist der Schub anderes, da die Bosster wegfallen. Schon deswegen stimmt es nicht.

So weit ich weis,rechnet man die Leistung eines Racketentriebwerks mit den spezifischen Impulsen und dem Schub (Sp.Imp*Schub). So habe ich damalsmeine Angabben fuer SSME erhhalten.
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 09:55:46 von ILBUS »

M._Gerner

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #10 am: 29. März 2006, 10:08:45 »
@ ILBUS: Stimmt! Ich hab vergessen, über die Startbeschleunigung die Anfangsgeschwindigkeit zu berechnen und diese dann einzusetzen. Der Hochschub ist ja nur in der ersten Phase beim Start vorhanden. Sorry, mein Fehler.

( Startschub - Startmasse * Erdbeschleunigung ) / Startmasse = Startbeschleunigung

Startgeschwindigkeit = Startbeschleunigung * Zeit

Die Startgeschwindigkeit anstelle der Orbitalgeschwindigkeit 7900m/s einsetzen und berechnen. Das Ergebnis ist die Leistung direkt beim Abheben.

Gruß Marco
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 11:28:31 von M._Gerner »

Laura

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #11 am: 29. März 2006, 14:22:16 »
Hallo zusammen, freut mich, dass das Thema so angenommen wird!!

Ich bin leider absolut Fachfremd in dieser Richtung und hab mir das was einfacher vorgestellt. Ich recherchiere für ein Quartett  zum Thema Speed.
Hier sollen auch so Sachen wie z.B. das Space Schuttle aufgenommen werden. Bei einen Quartett hat man ja immer bestimmte Kategorien die miteinander verglichen werden müssen. Der bessere gewinnt. Da bei diesem Quartett auch Autos, Motorräder usw. dabei sind, hat man sich auf die Leistung in PS geeinigt. Deshalb brauche ich dies Angaben zu dem Space Shuttle.
Wo ich hier schon mal auf so viele gut informierte stoße, kann mir jemand sagen was der Unterschied zwischen kn und kp ist? Woher weiß ich, wieviel 14.742 kp Schub in PS sind?
Wie ihr seht kenne ich mich null aus....
Und Marco, danke für die Rechnung!


Viele Grüße
Laura

Re: Schubkraft
« Antwort #12 am: 29. März 2006, 16:18:20 »
Hi Laura,

schöne Frage ich glaube da kann sogar ich helfen :) (okay zugegeben, mal wieder mit Hilfe von Wikipedia ;) )

kp ist eine alte Einheit für die Kraft, die heute in Newton gemessen wird.
1kp (Kilopond) sind 9,807 Newton.
Dementsprechend müsste 1kN(Kilonewton) gleich 101,968kp sein.

14.742 kp sind daher 144.574,794 Newton (14.742*9,807).

Newton*(Meter/Sekunde)=W

Jetzt bin ich mir allerdings nicht sicher welche Werte wir für m/s einsetzen müssen. Als Beispielrechnung nehme ich mal die Ausströmgeschwindigkeit am Boden: 3900 m/s (der Wert müsste halt durch den tatsächlichen Wert, den ich aber nicht ausrechnen kann, ersetzt werden)

Also 144.574,794 N * (3.900m/s) = 563.841.696,6 Nm/s bzw. Watt.

1PS = 735 Watt
x PS= 563.841.696,6 Watt

563.841.696,6 / 735 = 767.131,56 PS

Mir ist grad noch aufgefallen, dass man auch einfach hätte (14.742kp*3900m/s) / 75 hätte rechnen können, was ich also Probe gemacht habe, wobei 766.584 PS rauskäme, die Ungenauigkeit erklärt sich durch die Rundung.

Ich hoffe ich konnte ein bisschen weiterhelfen :)
Gruß,
Tobias

Laura

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #13 am: 29. März 2006, 17:05:42 »
Danke,

ich hatte noch folgende Formel gefunden:
1 kp m/s = 0,0133 PS
d.h. mit deinem Wert von 3.900m/s käme dann:

17.295 * 3.900 * 0,0133 = 897.091.,65 PS raus....

In meinem Beispiel möchte ich die LEitung der Concorde errechenen. diese kann (konnte) für 2,5 sec bei einem Schub von 4 x 17.295kp 2.330 km/h fliegen.

2.330 km/h sind 647,2222m/s

rechne ich das mit deiner Formelaus,dann bekomme ich 12.731,163 PS (*4 = 50.924,652)) raus.
nehem ich die andere Formel,so erhalte ich 148.876,3 PS(*4 = 595.505,2 PS)

Wie gesagt, ich kenne mich in der MAterei nicht aus und sehe auch keine Zusammenhänge...
was meinst Du,welcher Wert ist realistischer??

Grüße und Danke,
Laura

Re: Schubkraft
« Antwort #14 am: 29. März 2006, 18:55:52 »
Jupp, deine Formel ist auch korrekt (bis auf, dass es ne "Periode 3" am Ende ist, also auch nur zu 99,9% richtig ;) ) . Ist eigentlich genau das gleiche wie "/75", was ich auch als zweite (einfachere) Möglichkeit genannt hatte.

Also um es nochmal klar darzustellen:
Shuttle-Leistung (wie gesagt nur als Beispiel mit der Anfangsausströmgeschwindigkeit): 14724 * 3900 / 75 = 766.584 PS
Hier hattest du mit 17.295 kp gerechnet, daher kam bei dir ein anderes Ergebnis raus.

Außerdem hast du scheinbar mit 14.742 kp als Schub der Concorde gerechnet anstatt 17.295 kp und dann das Komma um eine Stelle verschoben - glaube ich... zumindest komme ich, wenn ich mit 14.742 kp rechne auf  127.218 PS, wohlbemerkt mit der Ausströmgeschwindigkeit der Concorde von 647,2~. Ich nehme an, da liegt der Fehler. Denn wenn ich mit 17.295 kp rechne komme ich auch durch meine Rechnung auf 148.843 (x4) PS.
Es sind ja zwei Faktoren, die du ändern musst: einmal die Schubkraft in kp und dann die Ausströmgeschwindigkeit in m/s. Ich hoffe du bist noch konzentriert genug, um die Rechnungen nachvollziehen zu können :)

Gruß,
Tobias
« Letzte Änderung: 29. März 2006, 19:03:08 von Tobias_Kolkmann »

ILBUS

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #15 am: 29. März 2006, 20:19:55 »
Hallo, Laura.

Tobias hat wieder mal recht. Marco, ich habe zwar den richtigen Ansatz, habe aber mich verrechnet, oder habe es falsch im Kopf gehabt, jetzt habe ich es auch nachgerechnet, und erhlate die Leistung eines einzelnen SSME so in etwa 600 000PS. Da es drei sind also x3.

Sorry, Laura, wegen der Verwirrungen meiner seits. Bin diese Woche etwas durcheinander, ist schon bei weitem nicht das erste mal bei mir. Also wie gesagt. Tobias is the man who say the truth ;)

Speedloader89

  • Gast
Re: Schubkraft
« Antwort #16 am: 27. April 2006, 19:47:47 »
Hi Leute,

ich bin neu hier und hab direkt mal ne frage: wie kann ich ausrechnen, wieviel schubkraft ich in verschiedenen einheiten brauche, um eine rakete vom gewicht von ca 1 kg richtig zu beschleunigen?

mfG Speedloader89