Raketen mit festem und flüssigem Treibstoff

Das Schießpulver (das, was wir heute als „Schwarzpulver“ bezeichnen) wurde erstmals im neunten Jahrhundert in China erfunden und fand schnell Verwendung in Feuerwerkskörpern und anderen Feuerwerken. Die erste bodengestützte Rakete, von der wir definitiv wissen, wurde 1264 gebaut. Sie trieb eine „Bodenratte“ an, die die Mutter des Kaisers bei einem Fest zu ihren Ehren erschreckte. Wann die ersten fliegenden Raketen gebaut wurden, ist unklar, aber Mitte des 14. Jahrhunderts gehörten sie zur Standardausrüstung der chinesischen Armee.

Bei einer Feststoffrakete werden Treibstoff und Oxidationsmittel zu feinem Pulver vermischt und dann zu einem festen „Kuchen“ gepresst. Einmal angezündet, brennt sie weiter, bis sie aufgebraucht ist. Bei einer Schwarzpulverrakete besteht der Brennstoff aus Kohlenstoff und das Oxidationsmittel aus Kaliumnitrat. Schwefel fungiert als Sekundärbrennstoff und katalysiert die Reaktion ebenfalls. In den Ariane 5 Feststoff-Boostern ist der Treibstoff Aluminiumpulver, das Oxidationsmittel Ammoniumperchlorat und Polybutadien dient als Bindemittel, um die Mischung zusammenzuhalten.

Warnung! Versuchen Sie nicht, einen dieser Raketentreibstoffe herzustellen. Sie sind hochexplosiv und Unfälle mit selbst kleinen Mengen können zu schweren Verletzungen oder Tod führen. Die Herstellung ohne Lizenz ist in vielen Ländern auch illegal.

Bis zum frühen 20. Jahrhundert waren Raketenmotoren nie mehr als ein paar Prozent effizient. Das Problem ist, dass eine einfache Rakete nur den Druckunterschied zwischen der Brennkammer und dem Umgebungsdruck draußen nutzt, um die Rakete vorwärts zu treiben.
Kraft
Das Ergebnis ist, dass riesige Mengen an Abgas mit hohem Druck und hoher Temperatur ausgestoßen werden, dass es aber riesige Mengen an Energie in Form von Gasdruck und Wärme mit sich führt. All dies geht verloren.

Animation eines einfachen düsenlosen Motors:

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