Tach
Nehmen wir mal an ich habe ein Raumschiff (im Weltall natürlich) mit einem Antrieb vorn, der genau zur Seite (sagen wir rechts) zeigt.
Wenn diese seitlichen Düsen an wären, würde sich das Raumschiff dann zur Seite drehen (weil nicht in der Mitte) oder würde sich das ganze Raumschiff zur Seite bewegen ohne sich je zu drehen (weil kein Widerstand)
mfg
Apoth
Hallo!
Ich habe zwar anhand Deiner Beschreibung nicht ganz verstanden, wie das Triebwerk angeordnet ist, aber ich kann Dir eine allgemeine Antwort geben:
Zeichne eine Gerade in Richtung des Triebwerksstrahls.
Wenn diese Gerade exakt durch den Schwerpunkt des Raumschiffs geht, wird das Raumschiff nur in Richtung des Schubvektors beschleunigt.
Wenn die Gerade nicht durch den Schwerpunkt geht, dient der Schub zum Teil zur Beschleunigung, zum Teil versetzt der Schub das Raumschiff in eine Rotation um den Schwerpunkt. Je nach Brenndauer, Schub, Masse, Exzentrizität des Schubs und Trägheitsmoment des Raumschiffs ergibt sich eine mehr oder weniger spiralförmige Flugbahn mit Eigenrotation des Raumschiffs.
Wenn man eine saubere Drehung ausführen möchte, sollte man daher zwei gegenüberliegende Schubdüsen gegengleich zünden, so dass die linear-bschleundigende Wirkung wegfällt und nur die Rotation bleibt.
Michael
Danke für die schnelle und gute Antwort
Gibts dafür Formeln oder einen konkreten Begriff nach dem ich googeln kann?
PS:Gemeint war, dass der Antrieb sich zum Beispiel beim Space Shuttle vorn an der Nase befindet und der Schwerpunkt natürlich irgendwo in der Mitte.
Hallo,
Danke für die schnelle und gute Antwort
Gibts dafür Formeln oder einen konkreten Begriff nach dem ich
googeln kann?
Möglicherweise das ältestes Beispiel für Rotation durch Rückstoß mit Dampf:
http://de.wikipedia.org/wiki/Aeolipile
Gruß:
Manni
Da finde ich leider nichts brauchbares.
Ich brauch die Formel mit der ich von einem eingegebenen Kraftvektor (also die Steuerdüse von der ich sprach) auf die Verteilung von Drehung und Beschleunigung des Raumschiffs komme.
Das Aeolipil passt da glaube nicht so ganz, weils nen festen Drehpunkt hat und zudem zwei entgegengesetzte Düsen hat.
mfg
Apoth
Hallo!
Da finde ich leider nichts brauchbares.
Ich brauch die Formel mit der ich von einem eingegebenen
Kraftvektor (also die Steuerdüse von der ich sprach) auf die
Verteilung von Drehung und Beschleunigung des Raumschiffs
komme.
Da hast Du recht.
Das Aeolipil passt da glaube nicht so ganz, weils nen festen
Drehpunkt hat und zudem zwei entgegengesetzte Düsen hat.
Leider kann ich Deiner Vika keine Informationen über Deine Vorkenntnisse entnehmen. Fängst Du damit was an?
d p /dt = F
d L /dt = M = r x F
(p: Impuls des Raumschiffs; F: Schubkraft; L: Drehimpuls des Raumschiffs; M: Drehmoment; r: Ortsvektor des Triebwerks gemessen vom Schwerpunkt des Raumschiffs aus; Fettdruck steht für Vektoren; „x“ steht für das Kreuzprodukt)
Michael
Physik war nicht grade mein bestes Fach. Aber ich glaub ich kanns ordentlich lesen
klein d für delta?
Noch was:
Was ist mit dem Schub in die eigentliche Richtung?
Ist das Aufgenommene Energie minus Drehmoment?
Hallo!
Was ist mit dem Schub in die eigentliche Richtung?
Ist das Aufgenommene Energie minus Drehmoment?
Arrrgh! Physikalische Größen kann man nur addieren oder subtrahieren, wenn sie dieselbe Dimension haben! Von Energien darf man nur Energien abziehen (die manchmal auch Arbeit oder Wärme heißen können), aber niemals Drehmomente.
Im Prinzip habe ich Dir alles schon gesagt:
Michael
Hallo,
Was ist mit dem Schub in die eigentliche Richtung?
Ist das Aufgenommene Energie minus Drehmoment?
?? Es wirken eine Kraft und ein Drehmoment.
Vllt. hilft es beim Verständnis.
http://www.pic-upload.de/view-3502933/Save0065.jpg.html
Gruß:
Manni
klein d für delta?
Nein, klein d für Differential.
d p /dt = F
d L /dt = M = r x F
(p: Impuls des Raumschiffs; F: Schubkraft; L: Drehimpuls des
Raumschiffs; M: Drehmoment; r: Ortsvektor des Triebwerks
gemessen vom Schwerpunkt des Raumschiffs aus; Fettdruck steht
für Vektoren; „x“ steht für das Kreuzprodukt)
Und weil nach der Bewegung des Schiffes gefragt war, hier noch die aus Kraft und Drehmoment resultierende Beschleunigung und Winkelbeschleunigung:
a = F /m
α = J-1· M
(m: träge Masse; J: Trägheitstensor)
Tach
Nehmen wir mal an ich habe ein Raumschiff (im Weltall
natürlich) mit einem Antrieb vorn, der genau zur Seite (sagen
wir rechts) zeigt.
Wenn diese seitlichen Düsen an wären, würde sich das
Raumschiff dann zur Seite drehen (weil nicht in der Mitte)
oder würde sich das ganze Raumschiff zur Seite bewegen ohne
sich je zu drehen (weil kein Widerstand)
jede kraft, die nicht im schwerpunkt angreift verursacht eine drehung des raumschiffes um den schwerpunkt.
wenn das raumschiff dazu noch heckdüsen hat, taumelt es entweder oder fliegt im kreis.
Hallo!
Spaßeshalber habe ich mal die Bewegung des Raumschiffs simuliert (einfache Excel-Tabelle). Vom Ergebnis war ich ziemlich überrascht:
http://img260.imageshack.us/img260/5571/einseitigest…
Das rechte Diagramm stellt die Schubkraft in x- und in y-Richtung dar. Beide oszillieren um π/2 phasen-verschoben, wie nicht anders zu erwarten. Man erkennt, dass die Frequenz stetig zunimmt. Kein Wunder: Das Triebwerk brennt weiter und beschleunigt die Rotation mehr und mehr.
Das mittlere Bild zeigt die Geschwindigkeiten in x- und in y-Richtung. Erstaunlicherweise pendeln sich beide Werte nach anfänglicher starker Oszillation auf einen konstanten Wert ein.
Die linke Abbildung macht es schließlich noch deutlicher: Es ist die Bahnkurve des Raumschiffs. Es startet rechts unten. Nach eine kurzen bogenförmigen Bewegung taumelt es noch kurz bis es sich annähernd geradlinig nach schräg links oben bewegt. Von einer spiralförmigen Bewegung - wie ich sie zunächst vermutet hatte - also keine Spur!
Ich habe verschiedene Parameter ausprobiert und im Wesentlichen ergibt sich immer dasselbe Bild, das mal mehr oder weniger gestaucht ist, aber sich nicht prinzipiell unterscheidet.
Inzwischen ist mir auch klar, warum das so ist: Je schneller die Rotation des Raumschiffs ist, umso weniger Zeit habt das Triebwerk die Driftgeschwindigkeit des Raumschiffes zu ändern. Bei einer sehr schnellen Rotation mitteln sich alle Impulsänderungen komplett heraus und es bleibt nur der anfängliche Beitrag übrig (als sich das Raumschiff noch nicht so sehr drehte).
Michael
Hallo Michael,
Spaßeshalber habe ich mal die Bewegung des Raumschiffs
simuliert (einfache Excel-Tabelle). Vom Ergebnis war ich
ziemlich überrascht:
^
Schöne Arbeit!
Stimmt die Dimension für das Trägheitsmoment kgm in Deiner Tabelle?
Ist es realistisch, daß eine Masse von 1000 kg nur ein Trägheitsmoment von 150 kgm² haben kann?
I = Summe m*r²
Bei 1000 kg Masse und 150 kgm² Trägheitsmoment betrüge der Trägheitsradius i ca. 0,38 m.
Die Masse von 1000 kg müßte gleichmäßig kreisförmig mit 0,38 m Radius um die Rotationsachse verteilt sein, um das gleiche Massenträgheitsmoment zu erzeugen.
Gruß:
Manni
PS: Bitte meine Frage nicht wieder gleich als Majestätsbeleidigung auffassen:wink:
Hallo!
Schöne Arbeit!
Stimmt die Dimension für das Trägheitsmoment kgm in Deiner
Tabelle?
Nö, da hast Du natürlich völlig Recht.
Ist es realistisch, daß eine Masse von 1000 kg nur ein
Trägheitsmoment von 150 kgm² haben kann?I = Summe m*r²
Bei 1000 kg Masse und 150 kgm² Trägheitsmoment betrüge der
Trägheitsradius i ca. 0,38 m.
Das stimmt, wenn man davon ausgeht, dass die gesamte Masse in der Außenhaut konzentriert ist. Bei einer anderen Massenverteilung ergibt sich ein etwas größerer Radius. (Was Du ausgerechnet hast, ist der minimale Radius).
Und selbst wenn es 80 cm Radius sind, ist das natürlich immer noch nicht realistisch.
Ich habe einfach ein wenig mit den Zahlen rumgespielt und dann willkürlich eine Konstellation ausgesucht, bei der man die Effekte - die wie gesagt abgesehen von der Skalierung bei allen möglichen Konstellationen ähnlich sind - am besten erkennen kann.
PS: Bitte meine Frage nicht wieder gleich als
Majestätsbeleidigung auffassen:wink:
Nicht doch! Ich habe nichts persönliches gegen Dich. Wenn ich Dich (oder andere) scharf kritisiert habe, dann stets dafür, dass Du (bzw. sie) falsche Informationen als Expertenmeinung hingestellt hast/haben und auch von besseren Argumenten nicht überzeugt werden konntest/konnten.
(Wenn Du mal sehen möchtest, wie man sich inhaltlich scharf und energisch und zwischenmenschlich dennoch sachlich und respektvoll über ein Thema unterhalten kann, schau Dir die Diskussion von DrStupid und mir über Masse und Energie in diesem Brett an. Sie endete damit, dass wir beide schlauer waren, und nicht damit dass einer als Sieger und der andere als Verlierer dasteht.)
Michael
Hallo,
Wenn ich
Dich (oder andere) scharf kritisiert habe, dann stets dafür,
dass Du (bzw. sie) falsche Informationen als Expertenmeinung
hingestellt hast/haben und auch von besseren Argumenten nicht
überzeugt werden konntest/konnten.
„Scharf kritisieren“ ?
Nenn mal ein paar Beispiel(nicht nur einen evtl. Einzelfall.
Mir hat sich das nicht so scharf ins Gedächtnis gebrannt:wink:
Gruß:
Manni
Hallo,
Nenn mal ein paar Beispiel(nicht nur einen evtl. Einzelfall.Mir hat sich das nicht so scharf ins Gedächtnis gebrannt:wink:
Gruß:
Manni
PS: Auch gern an mein E-mail-account.
