Trägersysteme

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C. P.

Étudier

C. P.

À propos de ce fichier

Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Technik von Trägersystemen, insbesondere Raketen und ihre Komponenten. Sie decken Themen wie Wiedereintritt, Nutzlast, Stufentrennung und verschiedene Satellitenklassen ab. Die Karteikarten sind ideal für Studierende und Ingenieure, die sich mit Raumfahrt und Trägersystemen beschäftigen, da sie detaillierte Informationen zu Design, Funktionsweise und Anwendungen bieten.

Cartes-fiches

Utilisateurs

Langue

Allemand

Catégorie

Technique

Niveau

Université

Créé / Mis à jour

03.08.2020 / 03.08.2020

Fichiers de cartes similaires

Welche Eigenschaften hat ein idealer SAS?

reibungsfreie Separation von Stufen
möglichst schnelle Separation (geringe Freiflugzeit)
minimierung von schaden
sicher
strukturell integriert Standhaltung der Fluglasten
einhaltung der Tip off rate
vermeidung von debris
minimierung von schockübertragung

Was sind Anforderungen an einem selbszerstörung SAS?

ASAP
verbrennung der verbleibende Treibstoff vor dem Boden
Zerstörung der Teile (minimierung der Risiko)
Einhaltung der Fall in Sicherheitskorridor

Was sind vor- und Nachteile von eine Kalte Separation?

+ ruhig

+kontrolliert

-braucht retroantriebe

-braucht steuerungssysteme

-komplex/ Fehleranfällig

Was sind vor- und Nachteile von eine Heiße Separation?

+ simpel und verlässlich

+ wenig freiflugzeit

-hohere mech/therm Lasten und Störungen

-unsymmetrisch

-vergeudung

Nenne verschiedene Separtion Systems:

Bolt cutter
Explosive bolts
explosive Nuts
flexible linear shaped charge
confined detonating chord

Nenne verschiedene Jettison systeme:

Ball Lock
Expanding Tube

Was wird über Widereintritt geforscht?

Aerodynamische Aufheizung
- Energiebilanz
- Strömung
- Flugphasen und trajektorien
- Hitzeschilder
Fahrzeug Stabilität
Landung und Kontrollsysteme
Landecharachteristika

Wie viel spez. Energie besitzt einen RFZ bei ca. 7.9 km/s?

31 MJ/kg

Welche Temperatur wird erreicht?

31000K

Wie verteilt sich diese Wärmeenergie?

die Wärme ist geführt zu:

starkes Umgebungsplasma
Ionisierung der Luftmoleküle
chemische Reaktionen an der Oberfläche

Wie heiß wird die äussere Oberfläche des RFZ beim Wiedereintritt (blunt body)?

ca. 2000K

Wie lautet die Formel für die Wärmemenge auf dem RFZ?

Q_w=0.25*(mv^2)*(cf/cd)

cf - friccion coefficient

cd - drag coefficient

d.h. je höher den Drag cd desto weniger wärme wird gesammelt. deshalb Blunt body.

Wie sind die Flugphasen eines Wiedereintritts?

Kreisbahnsenkung >7.6 km/s (rocket)
Wiedereintritt (Atmosphere)
1. Aerobreaking
2. Hypersonic-gliding
3. ~2 km/s (Mach 2)
Landeanflug (parachute)
1. rogue-chutes
2. Parachutes
3. ggf. Flügel-Gleitung (oder Splashdown)
4. ggf. Landeanflug bei 200kmh

Was ist der Knudsenzahl? Wie ist es relevant?

Kn=(mittlere freie Weglänge)/(charakteristische Länge)=lambda/L

Definiert was für Strömung es gibt.

freie Molekularströmung
Übergangströmung
Kontinuumströmung

Was für Wärmeschutzmethoden gibt es?

Wärmesenke
- Werkstoff mit hohe Wärmekapazität
Film/Schwitzkühlung
Ablationskühlung
Strahlungskühlung

Wie ist der ballistische Koeffizient beta defniert?

\(ß = {mg \over C_d*A)}\)

wenn ß = 1 oder groß dann ballistsch

wenn ß klein dann gleitflug

Was ist ein typischer Eintrittswinkel für ballistische Wiedereintritt?

3 grad, maximal 5.

Was ist ein typischer Eintrittswinkel für eine Gleitflugwiedereintritt?

40 grad

Was sind eigenschaften von ein ballistischer Wiedereintritt?

schnell
hohe Wärmestrom
eher nicht wiederverwendbar
eher ablativ gekühlt
ß ist groß
Cl/Cd <<1
Apollo, Soyuz
3g beschleunigungen
niedrige Eintrittswinkel
nicht genau

Was sind eigenschaften von ein Gleitflug-Wiedereintritt?

nutzt Auftieb
eher Wiederverwendbar
eher Strahlungsgekühlt
ß ist klein
cl/cd nah zu 1
große eintrittswinkel
kleine gs
genauer

Was sind Ziele von SpaceX?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

humans as interplanetary species
1 million Einwohner in Mars
reduce cost of launch 10x
rapid (24h) reusability
internet globally

Was ist ungefähr die Masse der Falcon 9?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

gut 500 000 kg.

Wie viele Stufen hat die Falcon 9?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Wie viel Nutzlastmasse kann die Falcon 9 in LEO, GTO und Mars bringen?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

LEO 22800 kg
GTO 8300 kg
Mars 4000 kg

Wie viel Schub schafft der Falcon 9?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

7,6 kN

Wie groß ist die Falcon 9 Fairing?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

5.2m durchmesser x 13m Höhe. (ca. einen Schulbus).

Wie hoch ist die Falcon 9?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

70 m

Wie viele Antriebe dürfen ausfallen beim Falcon 9?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Wie viel Nutzlast kann der Dragon Capsule mittels des Falcon 9s zum LEO hoch und runter bringen?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

hoch 6000kg, runter 3000kg

Was für Landetechnologie nutzt die Falcon 9 besonders?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

hoch genaue drosselung von Flüssigkeitraketen
Aerodynamische Gridfins mit hohem manovrierbarkeit
Hypersonic retropropulsion
Flug- und lageregelung
- Navigationssensorik
- closed loop thrust vector control
Drohnenschiffe
Thermal Protection System
leichte deployable Landing Gear
Aber 30% Nutzlastmassenreduktion

Was sind eigenschaften der Grid Fins?

geringe Profiltiefe
geringe Motor Stellkräfte benötigt
kontrollierte Schockwellen
laminare Strömung
gute Wenderate und Manövrierbarkeit

Wie viel Nutzlast kann der Falcon Heavy in LEO, GTO und Mars bringen?

LEO 63 000
GTO 26 000
Mars 16 000
(Pluto 3 800)

Wie ist der Verlauf der Raketenentwicklung?

400 BC Tarentum - Dampf holztaube
100 BC Alexandria - rotierende Kessel
970 AC China - militäre Zwecke (Pulver)
1161 AC Araber und Mongolen bringen Technik nach Europa
1550 AC Conrad Haas (Raumstation Entwurf)
1800 AC Einsatz in Kriege (Indien, Waterloo), Halesche Rakete
1873 AC Jules Verne
1903 Ziolkowski
1924 Robbert Goddard

Was hat Robert Goddard gemacht?

Pioneered the liquid fuel rocket and its surrounding tech.

Igniter
precision Valves
düse
Stufungen
tanken
Thermalschutz
Startprozeduren
Brennkammer

Was war ESA Budget am 2016?

5250 Millionen Euro

In welche Gebiete ist die ESA Budget verteilt?

30% Earth Observation
20% Launchers
11.6% Navigation
9,7% Scientific Programme
7% Human Spaceflight
6,8% Telecom
Rest%
- Robotic exploration
- Space situational awareness
- ECSA

Was sind ESA's Ziele?

Integration of space into the European Society and economy
to have a globally competitive European Space Sector
European autonomy of access to space
excellence in space and tech.

Wie viel Starts gibt es pro Jahr und wie viele gab es bisher insgesamt?

ca. 100 Starts pro Jahr
insgesamt ~7000 Starts bisher

Was für Länder bieten Trägersysteme?

USA
Russland
China
India
Ukraine
New Zealand
Japan
EU

Wie sind die Satellitengewichtsklassen definiert?

Large 4200+ kg (15% der Satelliten)
Medium 1200+ kg (10% der Satelliten)
small 600+ kg (15 % der Satelliten)
mini 200+ kg
micro 11+ kg (29-50% der Satelliten)
nano 1,1+ kg

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Wie viel spez. Energie besitzt einen RFZ bei ca. 7.9 km/s?

31 MJ/kg

Welche Temperatur wird erreicht?

31000K

Wie verteilt sich diese Wärmeenergie?

die Wärme ist geführt zu:

starkes Umgebungsplasma
Ionisierung der Luftmoleküle
chemische Reaktionen an der Oberfläche

Wie heiß wird die äussere Oberfläche des RFZ beim Wiedereintritt (blunt body)?

ca. 2000K

Wie lautet die Formel für die Wärmemenge auf dem RFZ?

Q_w=0.25*(mv^2)*(cf/cd)

cf - friccion coefficient

cd - drag coefficient

d.h. je höher den Drag cd desto weniger wärme wird gesammelt. deshalb Blunt body.

Wie sind die Flugphasen eines Wiedereintritts?

Kreisbahnsenkung >7.6 km/s (rocket)
Wiedereintritt (Atmosphere)
1. Aerobreaking
2. Hypersonic-gliding
3. ~2 km/s (Mach 2)
Landeanflug (parachute)
1. rogue-chutes
2. Parachutes
3. ggf. Flügel-Gleitung (oder Splashdown)
4. ggf. Landeanflug bei 200kmh

Was ist der Knudsenzahl? Wie ist es relevant?

Kn=(mittlere freie Weglänge)/(charakteristische Länge)=lambda/L

Definiert was für Strömung es gibt.

freie Molekularströmung
Übergangströmung
Kontinuumströmung

Was für Wärmeschutzmethoden gibt es?

Wärmesenke
- Werkstoff mit hohe Wärmekapazität
Film/Schwitzkühlung
Ablationskühlung
Strahlungskühlung

Wie ist der ballistische Koeffizient beta defniert?

\(ß = {mg \over C_d*A)}\)

wenn ß = 1 oder groß dann ballistsch

wenn ß klein dann gleitflug

Was ist ein typischer Eintrittswinkel für ballistische Wiedereintritt?

3 grad, maximal 5.

Was ist ein typischer Eintrittswinkel für eine Gleitflugwiedereintritt?

40 grad

Was sind eigenschaften von ein ballistischer Wiedereintritt?

schnell
hohe Wärmestrom
eher nicht wiederverwendbar
eher ablativ gekühlt
ß ist groß
Cl/Cd <<1
Apollo, Soyuz
3g beschleunigungen
niedrige Eintrittswinkel
nicht genau

Was sind eigenschaften von ein Gleitflug-Wiedereintritt?

nutzt Auftieb
eher Wiederverwendbar
eher Strahlungsgekühlt
ß ist klein
cl/cd nah zu 1
große eintrittswinkel
kleine gs
genauer

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