Hallo,
angenommen eine rakete beschleunigt mit konstanter leistung, was mit zunehmender geschwindigkeit eine sinkende antriebskraft zut folge hat. wie lässt sich aber diese sinkende rückstoßkraft erklären? immerhin hat das verbrennungsgas selber im moment der verbrennung die aktuelle geschwindigkeit, wodurch die geschwindigkeitsänderung konstant bleiben müsste?
Fangen wir mal anders an:
Wir gehen davon aus, dass konstanter Treibstoffverbrauch (m.) wird, sich der Düsenquerschnitt (Ae) nicht verändert und die mittlere Austrittsgeschwindigkeit (we) des Gases sei konstant bleibt.
Würde man so am Boden einen Test machen, (Umgebungsdruck Pa konstant), währe auch der Schub konstant:
F=m.*we+(pe-pa)*Ae
Die Eigengeschwindigkeit der Rakete hat keinen Einfluss auf den Schub. Je höher die Rakete fliegt, desto geringer wird aber der Umgebungsdruck, desto größer wird der Schub. Außerdem nimmt die Masse der Rakete wegen des verbrannten Treibstoffs ab, was die Beschleunigung erhöht. Zudem nimmt auch die Anziehungskraft mit der Entfernung ab, was ebenfalls zur Erhöhung der Beschleunigung führend würde.
Wenn also Leistung Kraft*Raketengeschwindigkeit ist und die Leistung konstant sein soll (warum auch immer), dann sinkt die Kraft. Da die aber unabhängig von der Eigengeschwindigkeit ist, sinkt auch die Beschleunigung.
Gruß
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Hallo Franz,
angenommen eine rakete beschleunigt mit konstanter leistung,
was mit zunehmender geschwindigkeit eine sinkende
antriebskraft zut folge hat.
Das verstehe ich z. Zt. nicht ganz.
Der Raketenmotor soll doch eine konstante Leistung (Schubkraft) abgeben.
Weshalb soll dann eine sinkende Antriebskraft (Schubkraft) auftreten?
Habe ich da etwas mißverstanden? Kannst Du’s bitte noch mal erläutern?
Gruß.
Manni
Leistung ist nicht gleich Schubkraft.
Leistung ist Kraft mal Geschwindigkeit.
Bleibt die Leistung gleich, die Geschwindigkeit nimmt aber zu (wegen der Beschleunigung), muss die Schubkraft sinken.
Der Sinn hinter der Frage bleibt mir aber verschlossen und mit Leistung konnte ich mich noch nie anfreunden.
Ein Triebwerk auf dem Teststand bringt doch auch ne Leistung obwohl es steht.
Ist es nicht Sinnvoller zur Leistungsberechnung mit der Austrittsgeschwindigeit zu rechnen. Dann würde nämlich bei unverändertem Düsenquerschnitt mit der Leistung auf die Kraft gleich bleiben und auf dem Teststand könnte man auch eine Leistung ermitteln.
Wie ist denn eigentlich beim Auto die Leistung definiert.
Es ist doch sicherlich nicht Vorschubskraft x Fahrzeuggeschwindigkeit oder?
Gruß
Leistung ist nicht gleich Schubkraft.
Meine Frage dient der Klarstellung, da der UP die Begriffe „Leistung“, „Antriebskraft“ und „Rückstoßkraft“ in einem Satz verwendet.
Gruß:
Manni
Leistung ist nicht gleich Schubkraft.
Leistung ist Kraft mal Geschwindigkeit.
Selbst wenn man sich auf die mechanische Energie beschränkt, ist das nicht so einfach. Das Triebwerk beschleunigt ja nicht nur die Rakete, sondern auch die Reaktionsmasse. Man muss also zuerst einmal definieren, von welcher Leistung eigentlich die Rede ist.
Wenn die Leistung eines Triebwerks angegeben wird, dann ist meines Wissens die Gesamtleistung gemeint und nicht nur die Leistung mit der es die Rakete beschleunigt. Das ist schließlich auch die Leistung, die man auf einem Prüfstand misst. Bleibt diese Leistung und die Ausstoßgeschwindigkeit (bzw. der Massestrom) konstant, dann ist auch die Schubkraft konstant. Und bei konstanter Schubkraft wird die Beschleunigung der Rakete steigen.
Moin,
Und bei konstanter Schubkraft wird die
Beschleunigung der Rakete steigen.
bei konstanter Kraft wird die Beschleunigung konstant bleiben.
Gruß Ralf
Hallo zusammen, die „Kraft“ von Raketen und Jet-Triebwerken wird als Schub bezeichnet. Aus rein dimensionalen Gründen kann man diese in eine Leistung umrechnen. Leistung = Kraft mal Geschwindigkeit, das ist aber nur sehr begrenzt sinnvoll. Bei v = 0 ist eindeutig auch die Leistung = null. Nicht aber der Schub. Wenn das Fahrzeug gegen einen Widerstand nicht weiter beschleunigt, kann man die dann erreichte Höchstgeschw. ganz gut für eine Leistungsangabe einsetzen. Während der Beschleunigung wäre ein solches Vorgehen aber reine Willkür. Gruß, eck.
bei konstanter Kraft wird die Beschleunigung konstant bleiben.
Bei einem Teststand ja, bei einer fliegenden Rakete nicht.
Der Treibstoff wird ja ausgeworfen, die Raketenmasse nimmt als ab, also wird die Beschleunigung größer.
Außerdem ist die resultierende Kraft entscheidend für die Beschleunigung und da mit zunehmender Höhe die Erdanziehungskraft abnimmt, steigt damit die Beschleunigung noch zusätzlich.
Gruß
Leistung = Kraft mal
Geschwindigkeit, das ist aber nur sehr begrenzt sinnvoll. Bei
v = 0 ist eindeutig auch die Leistung = null.
Die Geschwindigkeit des Triebwerks und die der ausströmenden Gase können bei einem laufenden Raketenmotor aber nicht gleichzeitig Null sein. Deshalb ist auch die Gesamtleistung niemals Null und die Gesamtleistung zu zerlegen, halte ich für wenig sinnvoll.
Die Austrittsgeschwindigkeit des Gases ist relativ zur Rakete definiert.
Also ändert sich nicht ob das Triebwerk nun festgehalten wird oder fliegt.
Darüber, denke ich, ist es am sinnvollsten die Leistung zu definieren.
Gruß
Die Austrittsgeschwindigkeit des Gases ist relativ zur Rakete
definiert.
Also ändert sich nicht ob das Triebwerk nun festgehalten wird
oder fliegt.
Darüber, denke ich, ist es am sinnvollsten die Leistung zu
definieren.
Und deshalb wird das auch so gemacht. Im Flug entspricht diese Leistung dann der Summe der mechanischen Leistungen für die Beschleunigung von Rakete und Reaktionsmasse. Nur wenn die Geschwindigkeit der Rakete gleich der Asstoßgeschwindigkeit ist, fließt diese Leistung vollständig in die Beschleunigung der Rakete.
Die Geschwindigkeit des Triebwerks und die der ausströmenden Gase können bei einem laufenden Raketenmotor aber nicht gleichzeitig Null sein
das ist richtig. Geschwindigkeit in meinem Fall, ist die des Flugkörpers. Wenn die Null ist, ist auch der Weg, über den die Kraft integriert wird Null, und damit auch die Arbeit samt Leistung. eck.
Die Austrittsgeschwindigkeit des Gases ist relativ zur Rakete definiert.
Das stimmt auch, führt mit der strömenden Masse aber nur auf den Impuls. Die Kraft als Maß der „Stärke“ eines Triebwerkes erhält man aus Druck im Triebwerk mal Stirnfläche desselben. Das kann im Bremsstand gemessen werden. Die Leistung im Stillstand bleibt aber null. eck
Der Treibstoff wird ja ausgeworfen, die Raketenmasse nimmt als ab, also wird die Beschleunigung größer
Das Problem löst die sog. Raketengleichung, das trifft aber meines Erachtens nicht die ursprüngliche Frage. eck
Zunächst muss man einige Begrifflichkeiten klären:
Die Kraft sinkt nicht. Der „Schub“ bleibt konstant, denn er ist einfach abhängig von der Masse, die ausgestossen wird (heiße Gase). Er (Schub) ist aber die Konsequenz aus der Änderung der Impulse, die wiederum abhängig sind von den beteiligten Massen (Rakete und Treibstoff).
Die Beschleunigung nimmt nicht ab. Sie wird größer (macht auch Sinn, denn die Rakete wird ja im Laufe der Zeit leichter -> Tank wird leerer, also ist die Rakete leichter -> gleicher Motor, weniger Gewicht -> mehr Power).
Schau mal unter: http://lexikon.astronomie.info/java/raketengleichung…
angenommen eine rakete beschleunigt mit konstanter leistung, was mit zunehmender geschwindigkeit eine sinkende antriebskraft zut folge hat.
Nochmal hallo, genau deswegen spricht man nicht primär von Leistung, sondern von Kraft. Dein Satz ist falsch. Wenn Du richtigerweise sagst: eine Rakete beschleunigt mit konstanter Kraft, dann bleibt-logisch- auch die Antriebskraft gleich, und auch die Beschleunigung. In der Beschleunigungsphase kann man nicht sinnvoll von Leistung reden, außer man nimmt Verbrennungsenergie, Wärmeverlust durch die heißen Gase und eine Zeit, während der Energie und Verlust auftreten, hinzu. Hat die Rakete im Horizontalflug gegen Luftwiderstand (Kraft) eine Endgeschwindigkeit erreicht, kann man diese zur Leistungsangabe für Zeitungsleser verwenden, die mit PS oder KW etwas anfangen können. Schub ist real, Leistung virtuell. Gruß, eck.
Und deshalb wird das auch so gemacht. Im Flug entspricht diese Leistung dann der Summe der mechanischen Leistungen für die Beschleunigung von Rakete und Reaktionsmasse. Nur wenn die Geschwindigkeit der Rakete gleich der Asstoßgeschwindigkeit ist, fließt diese Leistung vollständig in die Beschleunigung der Rakete.
Was ist mechanische Leistung?
Geschwindigkeiten von Rakete und Gas sind nie gleich, außer zum Bremsen. eck
Das verstehe ich z. Zt. nicht ganz.
Der Raketenmotor soll doch eine konstante Leistung (Schubkraft) abgeben.
Die etwas verquere Logik dahinter folgt aus der oben angegebenen Formel: Kraft mal Geschwindigkeit hat nach den Dimensionen formal die Dimension der Leistung. P*(s/t) das ist (P*s)=E und E/t = Leistung. Das ganze rückwärts nach Kraft und Beschleunigung aufgelöst. eck
Das stimmt auch, führt mit der strömenden Masse aber nur auf
den Impuls. Die Kraft als Maß der „Stärke“ eines Triebwerkes
erhält man aus Druck im Triebwerk mal Stirnfläche desselben.
Das kann im Bremsstand gemessen werden.
Das ist schon etwas ungenau.
Der Druck im Triebwerk (ich schätze du meinst du Brennkammer) entspricht etwa dem Totaldruck. Im Austrittsquerschnitt ist der Druck ja schon wieder ein anderer.
Die vollständige Formel für die Kraft hab ich im Übrigen hier gepostet:
/t/warum-sinkt-kraft-bei-beschleunigung/4968653/2
Gruß