Ideen reloaded

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Offline EM

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Ideen reloaded
« am: 03. Dezember 2005, 19:22:30 »

In The Dream Machines von Ron Miller, das eine wahre Fundgrube aller Weltraumflugkonzepte ist, fand ich die obenstehende Darstellung des Raumtransporters JuRT8 von Eugen Sänger.

Startgewicht: 187 Tonnen, Nutzlast: 2.75 Tonnen. Statt einzelne Stufen zwei bemannte Flugzeuge, im Orbiter 1 Mann. Treibstoff H2 und O2. Ganz speziell ist die Katapult-Vorrichtung auf einer Schiene mit einem Dampf-Booster, welche der Huckepack-Kombination eine Startgeschwindigkeit von 900 km/h verleiht.

Ich möchte Euch beliebt machen, alte Konzepte zu diskutieren, um daraus neue Erkenntnisse zu gewinnen. Zum JuRT8: Ist die Katapultvorrichtung sinnvoll und technisch mit Wasserdampf machbar? Wäre das ganze System technisch möglich? Beim Shuttle führt die Wasserstofftechnik zu Problemen (Kühlung, absplitterndes Isolationsmaterial), deshalb die Frage: Wäre dieses System auch mit einem einfacher zu handhabenden Treibstoff machbar und dadurch vielleicht kostengünstiger und einfacher zu warten?

Lunik

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Re: Ideen reloaded
« Antwort #1 am: 04. Dezember 2005, 19:24:33 »
Prinzipiell (aber ich bin kein Techniker) halte ich das für machbar. Das Problem mit dem Isoliermaterial ließe sich sicher auch in den Griff kriegen. Da ja das Suborbitalflugzeug vollständig wiederverwenden wird, kann man die Isolation der Tanks einfach unter der Außenhülle anbringen, so dass keine abfallenden Isolationsstücken das eigentliche Raumschiff beschädigen. Ansosntens sieht das ganze für mich aus wie ein Sänger, der zusätzlich von einem Katapult beschleunigt wird.

Jeanz

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Re: Ideen reloaded
« Antwort #2 am: 05. Dezember 2005, 12:33:59 »
Zitat
Ist die Katapultvorrichtung sinnvoll und technisch mit Wasserdampf machbar?

Ich meine vor einiger Zeit mal von Studenten oder Ingeneuren gehört zu haben welche eine kleine Wasserdampf angetriebene Rakete entwickelt haben. Ich hab auf der 3sat Hompage einen kurzen Bericht gefunden:

http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/cstuecke/04613/

Hier die interessantesten Passagen:
Die nach dem Absprengen des Verschlusses explosionsartig verdampfende Flüssigkeit soll dann ein Raumschiff auf einer Schiene katapultartig beschleunigen. So bekommt es bereits einen Teil jenes Schwungs mit, den es benötigt, um ins All zu fliegen.

Versuche zeigten, dass die Berechnungen der Berliner Wissenschafter stimmen. Mit einigen hundert Kubikmetern heißen Wassers könnte man auf einem Katapult ein Raumschiff horizontal so stark beschleunigen, dass es fast die Hälfte der notwendigen Energie besitzt, um in den Orbit zu gelangen.


Damit scheint die Frage nach dem technisch möglichen gelöst zu sein. Ich frage mich aber ob wir dem Raketenschlitten noch einen weiterne Geschwinddigkeitsimpuls mit auf den Weg geben könnten indem wir uns der Magnetschwebetechnik des Transrapid bedienen.

Der Raumgleiter und sein Trägerflugzeug äneln übrigens sehr stark diesem Entwurf. von 1963.



Auf der Seite finden sich im übrigen noch viele verschiedene entwürfe die wir hier sicher auch noch diskutieren könnten.

http://www.abo.fi/~mlindroo/SpaceLVs/Slides/index.htm

joschu

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #3 am: 05. Dezember 2005, 17:50:31 »
Danke Jeanz,
für die interessanten Links. Die Sache mit dem Dampfschlitten klingt genial - nur eines kann ich mir nicht vorstellen: Mit einigen hundert Kubikmetern heißen Wassers könnte man auf einem Katapult ein Raumschiff horizontal so stark beschleunigen, dass es fast die Hälfte der notwendigen Energie besitzt, um in den Orbit zu gelangen. Schon nach 2km die Hälfte der Energie, um in den Orbit zu kommen!? :-? Ob die Leute von 3sat da nicht etwas übertreiben - das Raumschiff benötigt doch eine Geschwindigkeit von mindestens 28000km/h für eine stabile Umlaufbahn. Oder liege ich da falsch?
lg. joschu

Crash(Guest)

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #4 am: 06. Dezember 2005, 13:02:04 »
Nur der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, dass das Dampfkatapult lange Zeit auf Flugzeugträgern die startenden Maschinen beschleunigte, bevor es durch neue Technik ersetzt wurde. Heute wird glaube ich ein Gasgemisch gezündet, aber das weiss ich nicht genau. Für den "halben Schub" gibts ne Menge Möglichkeiten. Frage ist nur, ob man die Sachen vernünftig kombinieren kann.

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Offline EM

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Re: Ideen reloaded
« Antwort #5 am: 06. Dezember 2005, 20:33:15 »
Sehr tolle Links. Mir erscheint  der 3Sat-Text (Hälfte der Energie in den Orbit mit Dampf) auch übertrieben. Kennt jemand den spezifischen Impuls und die maximale Ausströmgeschwindigkeit von Wasserdampf?

Die Idee einer solchen Starthilfe, auch Kombination mit Magnetschwebetechnik, finde ich interessant. Ich denke, ein Wasserdampf-Booster wäre noch einfach zu handhaben.

Dabei ist mir folgende Frage gekommen: Könnten analog zur Wassedampfrakete auch konventionelle Treibstoffe aufgeheizt werden, um sie dann zusätzlich zum explosionsartigen Verdampfen auch noch chemisch reagieren und explodieren zu lassen?

Martin

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #6 am: 06. Dezember 2005, 21:31:50 »
Hallo,

hier steht kurz was dazu (vorletzter Absatz):
http://www.bernd-leitenberger.de/zukuenftige_antriebe.html

Allerdings ist nur von einigen 100km/h die Rede.

Martin

Jeanz

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #7 am: 06. Dezember 2005, 22:42:59 »
Hallo,
ihr habt natürlich recht, 3sat übertreibt (unwissentlich?) maßlos! Ich habe hier einen etwas ausfürlicheren Artikel gefunden. Dort wird eine Endgeschwindigkeit von 600km/h angegeben.

Außerdem bin ich über die Projekthomepage gestolpert:
http://www.aquarius-aerospace.de/

Prinzipiell ist es eine tolle Idee dem Raumfahrzeug beim Start bereits soviel Energie wie möglich zuzuführen. Aber würden "läppische" 600km/h wirklich diesen Mehraufwand rechtfertigen. Mir schwebten eher Startgeschwindigkeiten von über einem oder zwei Mach vor.

Wo läge eigentlich die theoretische Geschwindikeitsgrenze auf Meeresspiegelnivau bevor die Spitze meines Racketenschlitttens wegschmilzt ?  
« Letzte Änderung: 06. Dezember 2005, 22:43:45 von Jeanz »

Martin

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #8 am: 07. Dezember 2005, 00:26:30 »
Hallo,

Zitat
Aber würden "läppische" 600km/h wirklich diesen Mehraufwand rechtfertigen. Mir schwebten eher Startgeschwindigkeiten von über einem oder zwei Mach vor.

bei den Pegasus Raketen scheint es ja auch was zu bringen, wenn die von ihrer L-1011 gestartet werden haben die auch nur 800 bis 1000km/h drauf. Wenn man so eine Startanlage noch zusätzlich aufs Tibetplateau pflanzt, so auf 5.000m Höhe, könnte das schon von Vorteil sein.

Martin

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Offline EM

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Re: Ideen reloaded
« Antwort #9 am: 08. Dezember 2005, 19:47:20 »
Der Vorteil einer Starthilfe mit Dampfbooster liegt wohl in der einfach zu handhabenden Technik und der problemlosen Wiederverwendbarkeit und somit den geringen Kosten.

Um die gewünschte Startgeschwindigkeit von gegen 1 Mach zu erreichen, müssten grössere Mengen Wasser verwendet werden und eine längere Beschleunigungsstrecke (stimmt diese Überlegung?).

Mit einer Magnetschienenbahn wären die gewünschten Geschwindigkeiten bis über ein Mach vielleicht erreichbar. Gibt es eigentlich hierzu auch bereits praktische Versuche?

H.J.Kemm

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #10 am: 11. Dezember 2005, 19:25:07 »
Moin,

mit was soll der HOPPER eigentlich gestartet werden?

Die Startbahn auf KOUROU ist doch für ~ 4 km Länge geplant.

Jerry

tobi453

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #11 am: 12. Dezember 2005, 19:58:19 »
@H.J.Kemm:

Ich habe mal eine Vortrag von einem wissenschaftlichen Mitarbeiter der RWTH Aachen gehört und der meinte, dass Hopper auf einem Schienensystem horizontal elektromagnetisch beschleunigt werden soll(wie beim Transrapid). Landen soll er jedoch auf Rädern. Der Vorteil auf Schienen zu starten liegt darin, dass der Hopper beim Start noch mit Treibstoff voll ist und deßhalb zu schwer ist um auf Rädern zu starten. Beim Landen hat er leere Tanks und ist wesentlich leichter. Ein weiterer Vorteil ist natürlich die Anfangsgeschwindigkeit, die er durch die elektromagnetische Beschleunigung erfährt.

Elektromagnetismus hat den Vorteil, dass er
1. sehr stark ist
2. die Energie kann explosionsartig freigesetzt werden
3. Er ist 100% wiederverwendbar

Nachteil:
hoher Energieaufwand.

In der Zeitschrift Raumfahrt Concret wird ein ähnliches System, ein elektromagnetischer Schienenbeschleuniger erwähnt. Damit sollen kleine Satelliten zukünftig auf eine Umlaufbahn geschossen werden. Die Beschleunigung ist hier natürlich immens hoch, da der Satellit auf ca. 8 km/s in Sekundenbruchteilen beschleunigt werden muss.

Martin

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #12 am: 12. Dezember 2005, 20:22:38 »
Es gab auch die Idee, Kleinsatelliten mittels Kanonen zu starten. Immerhin wurden Höhen von bis zu 180km erreicht. Das ist auch eine sehr spannende Geschichte, die auch verfilmt wurde. Nach Einstellung des Projektes in den USA ging der Chefwissenschaftler Gerald Bull, so eine Art W.v.Braun für Kanonen in den Irak, um für Saddam Hussein die sogenannte "Babylon"-Kanone zu bauen, die Jerusalem treffen konnte. Eine kleine Version wurde fertiggestellt, die große geplante hätte 200kg in einen 180km Orbit schicken können. Er wurde dann wahrscheinlich vom Mossad in London ermordet.
http://www.astronautix.com/lvfam/gunnched.htm

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Offline EM

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Re: Ideen reloaded
« Antwort #13 am: 13. Dezember 2005, 21:43:25 »
Tobi453:
Beim hohen Energieaufwand ist es aber positiv, dass dieser von aussen (Strom) zugeführt werden kann, und nicht von der Rakete selbst produziert werden muss. Alles, was an Energie beim Start von aussen zugeführt werden kann, ist hilfreich.

Als Starthilfe für grössere Objekte scheint die Magnetbahntechnik wohl noch nicht ausprobiert worden zu sein. Dies ist eigentlich erstaunlich, da der gewonnene zusätzlich Startschub doch beträchtlich sein kann.

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Offline EM

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Re: Ideen reloaded
« Antwort #14 am: 17. Dezember 2005, 15:14:59 »
Kennt jemand den Stand beim Projekt Hopper? Ich habe nur folgendes gefunden:
http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/showthreaded.php?Cat=&Board=satellit&Number=157480&page=5&view=collapsed&sb=5&o=&vc=1
Dies ist ja ein single-stage-Projekt.

tobi453

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #15 am: 17. Dezember 2005, 16:57:17 »
@EM:
Beim hohen Energieaufwand ist es aber positiv, dass dieser von aussen (Strom) zugeführt werden kann, und nicht von der Rakete selbst produziert werden muss. Alles, was an Energie beim Start von aussen zugeführt werden kann, ist hilfreich.


Stimmt, das ist positiv. Trotzdem braucht es immer noch die Leistung eines Kraftwerks, den Hopper, der sicherlich mehrere hundert Tonnen wiegen wird, elektromagnetisch zu beschleunigen, je nachdem wie stark die Beschleunigung sein soll und die Beschleunigung sollte schon schneller als die von der Eisenbahn sein. Man muss also große Kondensatoren bauen, um diese riesige Energiemenge schnell abrufen zu können. Das ist auch nicht billig. Aber das ist sicherlich auf Dauer billiger als andere Methoden.

ILBUS

  • Gast
Re: Ideen reloaded
« Antwort #16 am: 31. Dezember 2005, 12:40:57 »
Ich denke für diese Zwecke wird so was ähnliches gebaut. Der auffwand wird sich schon lohnen. Z.B. Für den Betrieb des LEP am CERN ist auch ein eigenes Kraftwerk eingerichtet worden. Also für mich durchaus eine gute Lösung auch für den Hopper