Raketen

Einige Karten über Raketen

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Über diese Lernkartei

Diese Karteikarten behandeln auf Universitätsniveau die Technik von Raketen und ihren Komponenten. Sie konzentrieren sich auf die Funktionsweise von Feststoffraketentriebwerken, deren Design und Materialien, sowie auf verschiedene Arten von Raketenstufen und deren Trennung. Zudem werden Startmethoden, Nutzlasten und spezifische Raketen wie die Falcon 9 und Soyuz behandelt. Diese Karteikarten sind ideal für Studierende und Fachleute, die sich mit Raumfahrttechnik vertiefen möchten.

Karten

Lernende

Sprache

Deutsch

Kategorie

Technik

Stufe

Universität

Erstellt / Aktualisiert

19.07.2017 / 27.05.2020

Ähnliche Karteien

Welche nicht oft genutzeten Stufungsarten gibt es noch?

Partielle Stufung
- Abwurf einzelner Komponenten
- Atlas
Huckepackstufung
- Space Shuttle

Was sind Stage Auxiliary Systems und wofür werden sie genutzt?

Werden für jegliche Art der Stufentrennung genutzt
Werden auch für Selbstzerstörungsmechanismen genutzt

Welche Anforderungen sind an Seperationsmechanismen gestellt?

Schnelle und reibungsfreie Seperation
Möglichst schnells wegbewegen der Altstufe
Einhaltung jeglischer Schnittstellen zu anderen Subsystemen
Vermeidung von Debris
Minimierung der Schockübertragung auf Nutzlast

Welche Arten der Stufentrennungen gibt es und was sind jeweils die Eigenschaften?

Kalt
- Nächste Stufe zündet erst nachdem die ausgebrannte Stufe abgetrennt ist
  - ruhiger kontrollierter Prozess
  - Lastarme Trennung
  - erfordert Verwendung von zusätzlichen Retroantrieben um Stufe wegzubewegen
  - ggf. zusätzliches Steuersystem notwendig -> komplex
Heiß
- Nächste Stufe zündet vor Abtrennung der ausgebrannten Stufe
  - simpel & verlässlich
  - geringe bzw. keine Freiflugzeit
  - Treibstoff problemlos förderbar (beschleunigung)
  - höhere Lasten
  - vergeudung von Treibstoff

Wann erfolgt die Abtrennung des Payload Fairings?

Wenn der Wärmeübergang auf den Satelliten von der Umgebung gering genug ist

Was ist der erste Schritt während der Planung eines Satellitenprojekts?

Identifikation geeigneter Launcher
- Launcher Charakteristiken kommen aus den Launcher User Guides
- Als erstes Launcher Auswahl, da Launcher signifikante Auswirkung auf das Design des Satelliten hat

Wohin neigt der Trend beim Design des Fairings?

Fairing so groß wie möglich zu gestallten

Was ist bei der Auslegung eines Satelliten bezüglich des CoG zu beachten?

Verschiedene Hersteller haben verschiedene Anforderungen an die Abweichungen des Cog von der Trägerachse
Ariane5 max. 30mm Abweichung
Falcon9 max. 127mm Abweichung

Welche Verträglichkeiten müssen bei der Auswahl eines Launcher bzgl. der Lasten überprüft werden?

statische Beschleunigung -> G-Kräfte
Schwingungen/Vibrationen
Akustische Belastung "Sound Pressure Level"
Schocks

Wann/wo treten Schock-Lasten auf?

Bei allen Seperationen
Satellit muss für jede Schocklast qualifiziert werden

Welche Eigenschaften soll der perfekte Träger haben?

Nutzbar für eine große Bandbreite an Missionen
riesiges Fairing
Separationslasten sollen so gut wie möglich abgedämpft werden
Niedrige Eigenfrequenzen und großes CoG Offset beim Satelliten zulassen
Geringe sonstige Lasten auf den Satelliten ausüben

Welche Requirements werden üblicherweise vom Satelliten an den Launcher gestellt?

Orbit
Startfenster
Separationsbedingungen
Flug "Manöver"
Mech./elek. Schnittstellen

What is the main equation driving a solid rocket motor?

The equilibirum between the mass flow rate prduced inside the chamber by the propellant and the mass flow going through the nozzle

How is the progess of constructing a SRM organized?

The SRM-Design Process is an iterative process involving multiple disciplines

requirements are derived from launcher mission & performance requirements
constraints can also be derived from the launcher system e.g. maximum dynamic pressure

Which materials are commonly used for the motor case Structures of SRMs?

Metallic: Steel or Aluminum
Fibre-reinforced polymers/composite: carbon or aramid (Kevlar) fibres

What is the ITP? Why is it needed?

Internal Thermal Protection

protects the motor case from the hot combustion gases
provides the structural connection between propellant grain and the motor case
ITP is usually an elastomeric material ("rubber") with charges (particles or fibres) to enhance its mechanical characteristics or ablation behavior

How can the thrust curve of a SMR be changed?

Change the geometry of the propellant grain

The geometry of the propellant Grain defines how much surface at which point in time "burns" and thus defines how great the mass flow/thrust is

The energetic material for composite solid propellant is composed of...

...binder (e.g. HTPB), charges (oxidizer and reducer e.g. ammonium perchlorate and aluminium) and additives

How does the igniter of a SRM work?

Igniter is in itself a small SRM
Consists of a small pyrotechnic initiator, ignition pellets and one or two stages of solid propellant inside the igniter casing
provides a hot mass flow rate towards the propellant grain to ignite it

What needs to be known about the nozzles of SRM?

no "cold" cases in a SRM so the Nozzle needs to be cooled by ablation
if thrust vector actuation is needed a more complex "elastic" thermal protection is needed in order to install a flexible nozzle bearing

Was ist das oberste Ziel von Space X?

Tastatur-Befehle:

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= vor-/rückwärts,

= scrollen

Menschheit soll interplanetare Spezies werden
Launch kosten sollen darastisch reduziert werden

Wie viele Stufen hat die Falcon 9?

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2 Stufen
Gleiche Merlin Triebwerke auf allen

Welchen Ablauf hat die Rückführungstrajektorie bei Space X?

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= vor-/rückwärts,

= scrollen

Ascent
Seperation
Flip Manouver
Boostback burn
Entry Burn
Aerodynamic Guidance
Vertical Landing

Welche Vorteile haben Aerospike Düsen?

Tastatur-Befehle:

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= vor-/rückwärts,

= scrollen

Kontinuierliche Höhenadaption, damit hoher Boden- und Vakuumschub
Kompakter Aufbau

Welche Nachteile hat eine Aerospik Düse?

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Schwierige Schubvektorsteuerung; Keine konventionelle Aufhängung möglich
Enger Düsenhals ist schwer zu fertigen und zu kühlen

Welche unknoventionellen Möglichkeiten zur Schubvektorsteuerung von Aerospikedüsen gibt es?

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Sekundärinjektionen
Seitliche Ausströmung von Brennkammergasen

Wer ist Launch Provider von Atlas V?

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United Launch Aliance

Zuverlässigkeit Atlas V?

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Kein einziger Fehlschlag

Wann/warum ging die Raketenentwicklung richtig los?

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Raketenentwicklung startete während des 2. Weltkriegs, da es Deutschland verboten war eigene Atellerie zu bauen.

Welche Rakete ist die meistgeflogene der Welt?

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Soyus
Basiert auf ICBM
Einzige Rakete die im Moment Menschen transportieren kann

Wie funktioniert grob das Sojus Rettungssysteme?

Bei einem Fehlschlag wird das Rettungsprotokol automatisch ausgelöst.

Die Personenkapsel wird mittels Feststofftriebwerken abgesprengt und anschließend mittels Falschirmsystemen zurückgeführt

Was sind besonderheiten an Neuseelands Launcher?

Electron Launcher
Fast exakt wie Falcon9 nur wehsentlich kleiner
Turbopumpen werden mittels Akkus angetrieben
Struktur auf CFK
Triebwerke 3D gedruckt
Flüge online buchbar

Was ist die größte/kleinste Rakete?

JAXAs SS5204 GLOW 2900kg

Saturn V GLOW 2934800kg

Welche Nutzlastenarten gibt es?

Geheim
Kommunikation
Crew
Development (techdemo)
ISS
Meterologie
Navigation
Remote Sensing
Wissenschaft
Test
Andere

Welche Startmodi gibt es?

VTO - vertical Take off (bsp falcon9 h2)

HTO z.B. Pegasus XL

Was ist der größte Vor-/Nachteil von HTO Raketen?

Überwinden der sehr dichten Atomsphärenschichten mit einem Flugzeug, somit einsparung von viel Treibstoff
Massive Nutzlastbeschränkung durch Anbringung an Flugzeug

Welche verschiedenen Arten von Startplattformen gibt es?

Bodengestützt
- zb ArianeV
Unterirdisch
- Dnepr
Seegestützt
- Zenit-3SL
U-Boot
- Diverse ICBM

Welche Start/Landekombinationen gibt es?

VTOVL
- Falcon 9
HTOVL
- keine
VTOHL
- Space Shuttle
HTOHL
- SpaceShip / White Knight

Welche grade der Widerverwertung gibt es?

Expandable (ELV)
- Ariane V
Partially Reusable
- STS, Falcon 9
Fully Reuseable (RLV)
- keins atm

Welche Methoden der Rückführung eine Raumschiffes gibt es?

Fallschirme, ungesteuerter sinkflug
- Apollo Kapseln, Ariane Booster
Paraglider, gesteuerter sinkflug
- X-38
Gleiter
- Shuttle, Buran
Retropropulsion
- Falcon 9

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What is the ITP? Why is it needed?

Internal Thermal Protection

protects the motor case from the hot combustion gases
provides the structural connection between propellant grain and the motor case
ITP is usually an elastomeric material ("rubber") with charges (particles or fibres) to enhance its mechanical characteristics or ablation behavior

How can the thrust curve of a SMR be changed?

Change the geometry of the propellant grain

The geometry of the propellant Grain defines how much surface at which point in time "burns" and thus defines how great the mass flow/thrust is

The energetic material for composite solid propellant is composed of...

...binder (e.g. HTPB), charges (oxidizer and reducer e.g. ammonium perchlorate and aluminium) and additives

How does the igniter of a SRM work?

Igniter is in itself a small SRM
Consists of a small pyrotechnic initiator, ignition pellets and one or two stages of solid propellant inside the igniter casing
provides a hot mass flow rate towards the propellant grain to ignite it

What needs to be known about the nozzles of SRM?

no "cold" cases in a SRM so the Nozzle needs to be cooled by ablation
if thrust vector actuation is needed a more complex "elastic" thermal protection is needed in order to install a flexible nozzle bearing

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