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Raketenantrieb

Luft- und Raumfahrttechnik, Antrieb, der nach dem Prinzip des Rückstosss auf sich selbst sowie den mit ihm verbundenen Körper eine beschleunigende Kraft (Schubkraft) ausübt. Im Unterschied zu konventionellen Antrieben entfällt beim Raketenantrieb jede Kraftübertragung auf sekundäre, die Fortbewegung auslösende, Hilfsmittel wie z.B. Räder, Propeller, Schrauben o.ä.

Die Vortriebswirkung wird beim Raketenantrieb durch den Antriebsstrahl erzeugt, wobei im kräftefreien Raum die Grösse der wirkenden Kraft (der Schub) dem Produkt aus Massendurchsatz und Geschwindigkeit der Masseteilchen des Antriebsstrahls proportional ist. Der Schub wirkt dabei entgegengesetzt zur Richtung des austretenden Materiestrahls. Im Unterschied zu Strahlantrieben in der Luftfahrt, die einen Teil des Arbeitsmediums, wie z.B. Luft, zur Verbrennung des Treibstoffes der Umgebung entnehmen, ist beim Raketenantrieb die gesamte im Antriebsstrahl zur Geltung kommende Masse wie auch die zu deren Beschleunigung notwendige Energie in der mitgeführten Treibstoffmenge gespeichert. Daher sind Raketenantriebe in ihrer Funktion von der Umgebung unabhängig und so auch für den Einsatz im Weltraum geeignet. Die Verfahren zur Erzeugung des Antriebsstrahls können dabei recht unterschiedlich sein. In der modernen Raumfahrt unterscheidet man v.a. chemische (flüssige oder feste Antriebe), elektrische oder sogar kernergiegetriebene Antriebe.

Bis heute wichtigste Form des Raketenantriebs sind die chemischen Antriebe, bei denen der Antriebsstrahl durch die thermochemische Reaktionen zwischen zwei oder mehreren Treibstoffkomponenten erzeugt wird (Feststofftriebwerke, Flüssigkeitstriebwerke).

Bei elektrischen Antrieben, auch elektrostatische Antriebe oder Ionenantriebe genannt, wird der Treibstoff erst ionisiert bevor die geladenen Bestandteile des Treibstoffs elektrisch beschleunigt werden. Der Rückstoss der geladenen Teilchen erzeugt den Schub. Noch weitestgehend im Versuchsstadium sind nukleare Antriebe. Ihr Vorteil gegenüber chemischen und elektrischen Antrieben liegt in der direkten Übertragung der Wärme der Kernenergie auf die zu beschleunigenden Teilchen. Ein zwischengeschalteter Energiewandler ist somit überflüssig. Eine besondere Rolle bei Raketenantrieben spielt das Stufenprinzip (Raketengleichung).

 

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