Treibstoffverbrauch der Saturn V Rakete berechen?
Wie kann man den Treibstoffverbrauch der Saturn V Rakete während der ersten Stufe berechnen?
3 Antworten
Musst Du denn wirklich "rechnen"? Ich habe mal recherchiert (hier drei Infos, die sich nur wenig in den Daten unterscheiden):
"2,5 Minuten nach dem Start brachte die Erststufe die Rakete so auf eine Höhe von 61 km. Die Geschwindigkeit betrug bei Brennschluss 2390 m/s. In diesen 2,5 Minuten wurden etwa 2.000 t Treibstoff verbrannt.
In der Stufe befanden sich zwei separate Tanks. Unten befand sich der Tank für 810.700 Liter RP-1 (Rocket Propellant, eine Art Kerosin) durch den die Sauerstoffleitungen auf geradem Weg zu den Triebwerken hindurch liefen und darüber der Tank für 1.311.100 Liter flüssigen Sauerstoffs (LOX)." (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_(Rakete))
"Die erste und zugleich grösste Raketenstufe hatte eine Brenndauer von 161 Sekunden und verbrannte in dieser Zeit 2.100 Tonnen Treibstoff - dies bedeutete einen Verbrauch von rund 13 Tonnen pro Sekunde!" (Quelle: https://lexikon.astronomie.info/satelliten/apollo30/saturnV.html )
Leider steht nirgendwo, wie der Treibstoffverbrauch errechnet wird. Möglicherweise hilft die Raketengrundgleichung, obwohl es da eher um den spezifischen Impuls geht.
Oha, dann mal los. Ich habe auch mal meine alten Raumfahrtbücher durchforstet. Auch da tauchen immer nur die Treibstoffmengen und die Strahlgeschwindigkeit bzw. die Raketengrundgleichung auf.
Aber wenn Du doch die Menge kennst und die Zeitdauer, sollte doch der Durchsatz leicht zu berechnen sein - meine ich. 2.100 t in 160 s, macht ... kg pro Sekunde.
Viel Erfolg!
Naja, warum nur Kerosin? Aber ich bin kein Raumfahrtingenieur (was ich heutzutage noch bereue), nur interessierter Laie.
Deshalb meine Frage: Warum willst Du nur das Kerosin berechnen? Raketentreibstoff besteht ja immer aus mindestens zwei Komponenten (bei Feststoff u. U. mehr).
Also solltest Du beide Komponenten berechnen und dann zu einem Gesamtergebnis zusammenführen.
Kerosin, nee, ist klar. Ich dachte, die hatte eine Dampfmaschine mit Kohlefeuerung! Schon mal etwas von Wasserstoff-Sauerstoff-Antrieb gehört? Wieso waren die Raketen wohl so eiskalt, dass sich Eis an den Außenseiten bildete?
https://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_(Rakete)#Saturn_V_2
Unsere Lehrerin hatte die Aufgabenstellung so aufgeschrieben hatte aber auch vom Wasserstoff-Sauerstoff Antrieb gelesen. Kenne mich dort aber ehrlich gesagt nicht aus bin eine Niete in Physik.
Man muss nur eine Niete in Allgemeinwissen sein, Physk ist für diesen Lapsus nicht nötig. Es ist eine Fangfrage. Und ich halte selbst die Berechnung des Treibstoffs für eine schulklasse nicht möglich, da unzählige Parameter einfließen müssen, die überhaupt nicht bekannt sind.
Nein. Man muss sehr viel wissen: Erdbeschleunigung, Gewicht der Rakete, welcher schub wird durch die Verbrennung von H2 und O2 erreicht in welcher Zeit, all diese Parameter sind nicht bekannt, oder? Und wenn die Frage nach Kerosin gestellt wird von einer Physiklehrerin, dann ist ganz klar: sie müsste wissen, wie diese Raketen angetrieben werden. Daher lautet die Antwort: "Null, denn die Saturn 5 verbrauchte kein Kerosin." Begründung: da über 15 km überhaupt kein Kerosin-verbrennungs-Triebwerk funktioniert, weil nicht genug Sauerstoff verfügbar ist und schon gar nicht im Orbit, muss das Fahrzeug seinen Sauerstoff mitbringen.
Alles klar dankeschön diese Aufgabe war eine Teilaufgabe davor sollten wir die potentielle und kinetische Energie der Rakete auf einer Höhe von 70km berechnen. Könnte das irgendwie weiterhelfen?
Schon mal etwas von Wasserstoff-Sauerstoff-Antrieb gehört?
Den hatten die 2. und 3. Stufe. Den Treibstoff der 1. Stufe hast Du ja zitiert: RP-1.
RP-1 (Abkürzung für Rocket Propellant 1 ursprünglich Refined Petroleum 1) ist ein kerosinähnliches flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch
https://de.wikipedia.org/wiki/RP-1
RP-1 is a special type of kerosene
Die erste Stufe der Saturn V nutzte als Brennstoff RP-1 (Rocket-Propellant, eine Art Kerosin (Diesel)) und als Sauerstoffträger LOX, also Flüssigsauerstoff - oder habe ich Deinen Kommentar falsch gelesen oder interpretiert?
Keiner, ohne ausreichend relevante Angaben
Alles klar dankeschön diese Aufgabe war eine Teilaufgabe davor sollten wir die potentielle und kinetische Energie der Rakete auf einer Höhe von 70km berechnen. Könnte das irgendwie weiterhelfen?
https://www.wasistwas.de/archiv-wissenschaft-details/wie-viele-liter-treibstoff-braucht-eine-rakete-auf-dem-weg-zum-mond.html diesen Link haben wir dazu bekommen
diesen Link haben wir dazu bekommen
Was da steht, ist mit Vorsicht zu genießen. Daß die 2. Stufe nur mit "zwei Sauerstofftanks" angetrieben wurde, stimmt nicht und kann auch gar nicht sein. Sie hatte einen Tank für flüssigen Wasserstoff und einen für flüssigen Sauerstoff.
Den angegebenen Liter-Zahlen traue ich auch nicht so ganz, wenn ich sie mit denen in der Wikipedia vergleiche.
https://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_(Rakete)#Saturn_V
Ich würde gar nicht erst mit Litern rechnen, sondern mit kg. Hier stehen Zahlen, mit denen man etwas anfangen kann:
Ja ich soll zuerst rechnen und dann mit dem wahren Ergebnis abgleichen