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Trägersysteme dienen zum Transport von Menschen, Satelliten oder Raumsonden
in den Weltraum. Den volumenmässig grössten Teil der Trägersysteme
beanspruchen deren Antriebe.
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Im Unterschied zu den Düsentriebwerken, welche den zur Verbrennung
benötigten Sauerstoff aus der Atmosphäre beziehen, müssen Raketentriebwerke
diesen selbst mitfuhren.
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen vier verschiedenen
Raketenantrieben:
Den Feststoff-, den Flüssigkeits-, Kern-, und Ionenantrieben.
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Beim Start wird der feste Treibstoff, welcher auch Sauerstoff enthalt,
elektrisch gezündet. Die dabei entstehenden heissen Gase treten mit
vielfacher Schallgeschwindigkeit durch die Schubdüse aus dem Druckbehälter
aus.
Feststoffantriebe werden aufgrund deren einfacher Bauweise bei kleinen
Raketen und Boostern, das sind Starthilfsraketen, bevorzugt verwendet.
Die Nachteile dieses Antriebs liegen darin, dass der Verbrennungsvo ...
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Der Brennstoff, meist Kohlenwasserstoffe, und der Sauerstoff werden in zwei
getrennten Behaltern mitgeführt. Pumpen befordern beide zur Brennkammer, wo
sie unter hohem Druck eingespritzt werden. In der Brennkammer verbrennen
bis zu 3000kg Treibstoff pro Sekunde. Die Verbrennung wird durch einen
Zündfunken eingeleitet. Die Gase entweichen wie beim Feststoffantrieb durch
die Schubdüse.
Flüssigkeitsantriebe werden beim S ...
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Beim Kernantrieb wird ein Treibmittel durch die Warme, welche bei der
Kernreaktion entsteht, in kurzer Zeit verdampft. Der überhitzte Dampf
strömt mit hoher Geschwindigkeit aus der Raketendüse.
Mit Kernantrieben war es möglich unser Sonnensystem zu verlassen, jedoch
finden sie wegen ihrer Komplexität und Grösse noch keine Anwendung. Auch das
Risiko einer radioaktiven Verseuchung aufgrund eines Unfalles beim Start
wäre ...
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Eine verständliche und genaue Beschreibung des Ionenantriebs wurde den
Rahmen dieser Facharbeit sprengen.
Es wurden schon einige Xenon-Ionentriebwerke gebaut und getestet. Sie sind
zwar noch zu schwach um Raketen anzutreiben, ihr Schub, von etwa 100mN,
reicht jedoch aus um die Lagesteuerung von Satelliten zu übernehmen.
Zukünftige Ionenantriebe können Geschwindigkeiten bis zu 150.000 km/h
ermöglichen. Sie verbrauchen ...
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Unter Einwegträgersystemen versteht man Raketen, die nur einmal verwendet
werden können, da sie nach dem Aussetzen der Nutzlast in der Atmosphäre
verglühen.
Sie finden am häufigsten Verwendung, weil sie im Gegensatz zu
wiederverwendbaren Systemen einfacher zu entwickeln und zu betreiben sind.
Einwegträgersysteme bestehen aus der Rakete, die in mehrere Stufen und die
Nutzlastsektion gegliedert wird, und je ...
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Das einzige bisher gebaute wiederverwendbare System ist das amerikanische
Space Shuttle.
Es besteht aus dem Orbiter, zwei Feststoffboostern und dem riesigem
Treibstofftank, welcher als einziger Teil des Systems nicht wiederverwendet
werden kann. Die NASA liess 5 Shuttles bauen: die Atlantis, Discovery,
Endeavour, Columbia und die Challenger, welche 1986 wegen eines
eingefrorenen Dichtungsrings im Treibstoffsystem ku ...
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Vor den Weltraumbedingungen können Menschen auf verschiedene Weise geschützt werden. In der heutigen Zeit werden sie in einem hermetisch abgeschlossenen Kabinenraum untergebracht, der über eine Zufuhr von Druckluft oder Sauerstoff verfügt. Ein Weltraumanzug funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip. In der Kabine versucht man, einen den Bedingungen auf der Erde nahe kommenden Zustand zu erreichen. Dazu überwachen Klimaanlagen die Temperatur u ...
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Unbemannte Raumfahrzeuge können je nach Verwendungszweck recht unterschiedliche Größen aufweisen. Diese reichen von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern Durchmesser, wobei auch unterschiedliche Formen möglich sind. Raumfahrzeuge ohne Besatzung sind mit funktechnischer Ausrüstung versehen, um einerseits Daten zur Erde zurückzusenden und andererseits die Position des Raumfahrzeuges anzuzeigen.
Bemannte Raumfahrzeuge müssen anspruchsvollere ...
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Im Allgemeinen unterteilt man diese Satelliten in drei Gruppen: Nachrichten-, Umwelt- und Navigationssatelliten. Umweltsatelliten beobachten die Erde und die Atmosphäre und übermitteln Bilder für eine Vielzahl von Aufgabenstellungen. Wettersatelliten liefern täglich Messergebnisse von Temperaturen und Übertragungen von Wolkenfeldern. Als ein Beispiel sei der Sychronous Meteorological Satellite (SMS) genannt. Von einer stationären Umlaufbahn aus ...
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Die ersten Erwägungen für eine bewohnte, internationale Raumstation machte 1969 der damalige US-Vizepräsident Spiro Agnew. Es sollten mehrere Jahre bis zu den ersten Verhandlungen vergehen. 1988 einigten sich die USA, Kanada, Japan und europäische Staaten auf den Bau einer gemeinsamen Raumstation, die den Namen "Freedom" tragen sollte. 1993 wurde auch Russland in das Projekt einbezogen, das man in diesem Rahmen neu konzipierte. Die russische Stat ...
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In der heutigen Zeit sprechen alle von Sparen. So auch bei der NASA. In den USA überlegt man ob man als Staat alles zurückziehen wolle und die ganze Raumfliegerei in die Hände von Privaten zu übergeben. Das Budget der NASA schrumpft immer weiter und man ist am erfinden von billigeren Raumfähren. Die alten Shuttles sind im Moment schon über 15 Jahre alt und haben einige Anpassungen an die neue Technik hinter sich.. Auch an der Flugsicherheit der ...
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Abbildung 6: Leonardo da Vinci und seine Hubschrauberskizze.
Am Anfang der Hubschrauberentwicklung steht der chinesische \'Flugkreisel\'. Er wurde um das Jahr 400 v.Chr. erfunden und bestand aus einem Stock, an dessen Ende ein Propeller befestigt war. Der Stock wurde schnell in der Hand gedreht und dann in der Luft losgelassen. Die heutigen Spielzeugkreisel stehen dem chinesischen Flugkreisel sehr nahe; sie werden allerdings meist mit Hilfe ...
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Im Laufe des 18.Jahrhunderts entwarfen sowohl der Russe Mikhail V. Lomonosov als auch die Franzosen Launoy und Bienvenu und der Engländer Sir George Cayley verschiedene Hubschraubermodelle, unter anderem mit Antrieben in Form gedrillter Gummistränge und zweier Rotoren, die sich in gegensätzliche Richtungen drehten.
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts experimentierte man erneut mit dem Hubschrauberflug. Das große Problem war, einen Antrieb zu finde ...
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Um die Jahrhundertwende wurde der Verbrennungsmotor erfunden. Dadurch öffneten sich für die Luftfahrt ganz neue Perspektiven. 1904 baute der Franzose Renard einen Hubschrauber mit zwei nebeneinandergestellten Rotoren. 1907 flog der \'Gyroplan 1\' von Breguet und Richet mit einem Passagier eine Minute lang in einem Meter Höhe. Er war am Boden verankert, hatte vier Rotoren - jeder mit vier doppelten Rotorblättern - und einen 45-PS-Vergasermotor. Et ...
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Im Laufe des ersten Weltkriegs und im unmittelbaren Anschluß daran wurden bessere und leichtere Benzinmotoren entwickelt. Damit verlagerte sich das Problem der Hubschrauberkonstrukteure. Die Frage war nun nicht mehr, wie der Hubschrauber zum Abheben vom Boden gebracht werden konnte. Jetzt ging es darum, einen Weg zu finden, seinen Flug tatsächlich steuern zu können. 1922 konstruierte George de Bothezat in den U.S.A. einen Hubschrauber mit vier Ro ...
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Abbildung 7: Ein Cierva Autogiro
Zu dieser Zeit wurde der Autogiro erfunden. Die ersten Modelle in den 20er Jahren dieses Jahrhunderts stammten von dem Spanier Juan de la Cierva. Die Idee dabei war, den Auftrieb der Autorotation zu nutzen - das heißt, daß der Rotor sich aufgrund seines Luftwiderstandes dreht - und einfach den normalen Flügel durch einen leicht schräggestellten Rotor ohne Motorantrieb zu ersetzen. Wenn der Autogiro mit Hilfe ei ...
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Abbildung 8: Igor Sikorsky in seinem VS-300.
Während der Autogiro seine Blütezeit erlebte, setzte man andernorts die Entwicklung des Hubschraubers fort. 1935 bauten Breguet und Dorand einen Hubschrauber mit zwei koaxialen Rotoren und drehbaren Rotorblättern, der mit Hilfe zyklischer Blattverstellung und eines unterschiedlichen Drehmomentes der beiden Rotoren gesteuert wurde. Diese Maschine konnte mit 45 Stundenkilometern in 158 Meter Höhe über ...
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Abbildung 9: Ein Sikorsky R-4.
Der Sikorsky R-4 gilt allgemein als erster voll funktionstüchtiger Hubschrauber. Er war sehr einfach konstruiert und leicht zu handhaben und wurde in großer Stückzahl produziert. Eigentlich war Focke mit seinem Hubschrauber Sikorsky voraus gewesen, aber er konnte sein Projekt wegen des Krieges Anfang der 40er Jahre nicht fortführen.
Nachdem Sikorskys seinen Erfolg gelandet hatte, entwickelte Lawrence Bell (Be ...
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