Frage von Domee, 40

Wie genau funktioniert der Oberth-Effekt?

Ich meine damit den Effekt der das Verhältniss von Wasserstoff zu Sauerstoff in Raketentanks erklärt. Das normale bzw. stöchiometrische Verhältnis beträgt 1:8 da Sauerstoff sechzehn mal schwerer ist und zwei Wasserstoff Atome bei der reaktion benötigt werden.

Warum genau wird denn jetzt ein Überschuss an Wasserftoff verwendet? Ich habe nur gelesen dass damit die Dissoziation verhindert wird und dass Wasserstoff aufgrund der geringen Masse eine höhere Austrittsgeschwindigkeit besitzt als Wasser. Aber ist es nicht energetisch sinvoller den kompletten Wasserstoff mit dem Sauerstoff reagieren zu lassen da dabei mehr Energie frei wird?

Wikipedia sagt folgendes: "...und reiner Wasserstoff leichter ist und daher schneller ausströmen kann als dissoziierter oder gar undissoziierter Wasserdampf"

Dissoziierter Wasserdampf wäre dann doch wieder H2 und O2?

Ich werde aus der ganzen Sache nicht schlau. Kann mir das bitte irgendjemand erklären?

Vielen Danke Domee

Antwort
von ThomasJNewton, 16

Bei einer Rakete ist nun mal die Physik gefragt, nicht die Chemie.

Und da ist eben der Rückstoß gefragt, und der entspricht dem Stoß.
Und je schneller die Gase nach hinten ausgestoßen werden, so höher ist der Stoß nach vorne.

Die Durchschnittsgeschwindgkeit der Teilchen in einen Gas hängt von der Temperatur ab, und der Telchenmasse.
Die Masse geht m.W. reziproportional zur Wurzel ein. Bedeutet ein Telchen mit einem Viertel der Masse hat die doppelte Geschwindigkeit.

Reiner molekularerWasserstoff oder gar atomarer hat ein 6- bzw. 12stel der Masse eines Wassermoleküls, und noch deutlich weniger als ein Kohlendioxid-Molekül. Und damit eine deutlich höhere Geschwindigkeit.

Du darft eines nie vergessen: Eine Rakete stößt sich an ihren eigenen Abgasen ab, denn es gibt da draußen nicht anderes, woran sie sich abstoßen könnte. Da draußen ist Vakuum.

Da ist ein gutes Mittel zum Abstoßen eben nicht zu 100 % identisch mit der Effektivität, dieses zu erzeugen.

Hoffe, du kannst mir folgen. Ich hoffe jedenfalls, dir folgen zu können. Ich kannte den Effekt nicht mal, Oberth natürlich schon.

Für die Zukunft entwickelt man Plasma-Triebwerke, deren "Abgase" sehr viel schneller sind. Weil die Geschwindigkeit entscheidet, der Stoß=Rückstoß.
Effektivität ist da zweitrangig.

Antwort
von ClausO, 18

Versuchen wir's mal, Sauerstoff und Wasserstoff strömen in die Verbrennungskammer, zwei Wasserstoffatome sollen mit einem Sauerstoffatom reagieren. Dazu müsste aber alles perfekt gemischt sein. Und somit wird mit mehr Wasserstoff gearbeitet, weil dann garantiert ist, das jedes Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen reagieren kann im Moment der Verbrennung. Überschüssiger Wasserstoff strömt dann mit aus der Düse.

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community