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Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: Meagan am 30. April 2009, 17:10:15

Titel: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 30. April 2009, 17:10:15
Was ist eigentlich aus dem Konzept geworden, Raumschiffe auf einer Art Rampe mit Schienen zu beschleunigen, damit man nicht mit 0 Geschwindigkeit starten muß ? Als Rampe könnte ja auch ein hoher Berg dienen, an den man eine Maglefschiene baut, die das Raumfahrzeug auf über 500km/h beschleunigt. Damit bräuchte man ein erheblich geringeres Startgewicht.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: thecrusader am 03. Mai 2009, 15:41:49
Für die bemannte Raumfahrt müsste so etwas wohl gigantische Ausmaße haben, da der Beschleunigung Grenzen gesetzt sind. Und damit meine ich jetzt nicht die max. technisch mögliche Beschleunigung, sondern die bei der der Mensch am Leben bleibt. Für kleine Satelliten ist diese Methode, soweit ich weis, wieder im Gespräch.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 03. Mai 2009, 21:58:41
Bis 500 km/h sollte das kein Problem sein.

Bei der Magnetschwebebahn (http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetschwebebahn) geht´s ja auch.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 03. Mai 2009, 22:00:40
Aber mit 500 km/h machst du auch keine weiten Hüpfer ... um hoch und weit zu kommen, benötigt man deutlich mehr Geschwindigkeit, man denke an Artilleriegeschosse.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Speedator am 04. Mai 2009, 14:31:01
Das wäre ja das Prinzip von Hopper (http://de.wikipedia.org/wiki/Hopper_(Raumfahrt)). Darum ist es aber leider relativ still geworden.  :'(

Btw: Vielleicht sollte man diese Diskussion in einen eigenen Thread auslagern.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 04. Mai 2009, 19:16:05
Immerhin, wenn diese System mit der Magleftechnik funktioniert, könnte das die Kosten für unbemannte Projete so weit senken, daß eine vielfache Nutzlast möglich ist. Bekanntlich wird die meiste Energie verschwendet, um eine Rakete aus dem Stand zu bewegen.

Bei einem Flug zum Mars braucht man ja auch noch eine Rückflugrakete. Der Treibstoff muß dann ja auch mitgenommen werden. Mit der jetztigen Technik ist das unbezahlbar !

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 04. Mai 2009, 19:30:36
Eigentlich wird die meiste Energie dazu verwendet um aus den dichteren Schichten der Atmosphäre rauszukommen.

Daher auch die Idee eine Rakete aus dem Flugzeug abzuwerfen...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 04. Mai 2009, 19:44:49
Zitat
Eigentlich wird die meiste Energie dazu verwendet um aus den dichteren Schichten der Atmosphäre rauszukommen.

Ein 6000m hoher Berg, an den eine Rampe gebaut wird müßte dann doch fast ideal sein. Wenn die Rakete auf einer annähernd geraden Bahn nach oben beschleunigt wird, treten auch kaum Scherkräfte auf, die die dünne Raketenhülle zerstören können, wie dies möglicherweise bei einer Parabel der Fall ist.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Kreuzberga am 04. Mai 2009, 21:38:58
Was ist das Thema dieses Threads?!  ???
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: MSSpace am 05. Mai 2009, 08:35:29
Der Thread wurde in zwei Themen aufgeteilt.
Gruß,
MSSpace...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Dutch am 05. Mai 2009, 09:16:19
Der Vorteil bei diesem Konzept ist ja, dass einem Raumschiff/Rakete viel Energie kontrolliert am Boden mitgegeben werden kann, mit der Möglichkeit eines Startabbruchs noch auf der Bahn. So muss man auch nicht 90% an Material und Technik verbrennen oder verglühen lassen, um 10% in den Orbit zu bekommen.
Wenn die hohe Beschleunigung für einen Personentransport zu gefährlich ist, könnte man dies nicht durch eine Verlängerung der Strecke abmildern?   
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 05. Mai 2009, 09:21:04
Zitat
Bei einem Flug zum Mars braucht man ja auch noch eine Rückflugrakete. Der Treibstoff muß dann ja auch mitgenommen werden. Mit der jetztigen Technik ist das unbezahlbar !

Soweit richtig. 450 Milliarden Dollar wurden geschätzt

Dafür gibt's ja Mars direct. Kostet 30-50 Mrd Dollar, sogar weniger als Apollo (100Mrd nicht inflationsbereinigt)



Die Magnetschiene: Auf atmosphärenlosen Himmelskörper wie dem Mond sicherlich leichter realisierbar.

Einerseits sind 500km/h nicht wirklich viel. (138 m /sek im Gegensatz zu einer mindestorbitalgeschwindigkeit von 7,9 km/sek)
Andererseits hat man die gesamte Raketenmasse schon beschleunigt ohne treibstoffverbrauch (aber auch Masseverlust)... der Impuls wäre dann wohl nicht zu verachten...

Also unbemannte Sateliten könnte man schon so launchen....
Aber wie ist das mit der Inklination... Wenn man schräg startet hat man ja mehr Atmosphäre zu durchqueren (wie ein Dreieck - hypothenuse länger als die nach oben; die gerade ist immer die kürzeste verbindung)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Dutch am 05. Mai 2009, 09:30:49

Aber wie ist das mit der Inklination... Wenn man schräg startet hat man ja mehr Atmosphäre zu durchqueren (wie ein Dreieck - hypothenuse länger als die nach oben; die gerade ist immer die kürzeste verbindung)

Meagan hatte eine Rampe am Berg angeregt. Und direkt nach dem Verlassen der Bahn könnte doch noch eine Kurskorrektur erfolgen (ähnlich dem Rollen beim Space Shuttle).
Zudem wäre ja ein Plexiglastunnel denkbar, der vor dem Start in Unterdruck gesetzt wird?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2009, 09:40:51
Bekanntlich wird die meiste Energie verschwendet, um eine Rakete aus dem Stand zu bewegen.

Zitat
eigentlich wird die meiste Energie dazu verwendet um aus den dichteren Schichten der Atmosphäre rauszukommen.

Die "meiste Energie" wird verschwendet, weil eine Rakete ihren Treibstoff mitschleppen muss. Daher kommt ja das Stufenprinzip, um die "nutzlose" Masse etappenweise zu reduzieren.
Bei so einem "Magnetbeschleuniger" entfällt das praktisch.

Die Atmosphäre ist auch nicht das größte Problem. Der Großteil der einzig wichtigen Horizontalbeschleunigung wird ja außerhalb der Atmosphäre vorgenommen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2009, 10:05:22
Neuer Thread zur Zusammenführung
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2009, 10:11:32
Ein "Problem" beim Schienenstart für die Erde ist, dass man am Ende der Beschleunigung fast senkrecht (oder doch ziemlich steil) hoch "geschossen werden muss, da man ja immer noch schnell aus der Atmosphäre raus kommen muss. Das entsprcht dann von der Flugbahn her einem einem antriebslosen Artilleriegeschoss. Dort "oben" muss dann aber immer noch horizontal beschleunigt werden, was praktisch wieder eine Oberstufe notwendig macht.

Ein anderer Punkt sind die Dimensionen einer solchen Anlage. Die Beschleunigungsstrecke wäre aller Erwartung nach horizontal. Am Ende macht die dann einen Biegung nach oben. Damit man dort nicht mit xx g in die Sitze gepresst wird, wenn man den "Schanzentisch" mit evtl. mehreren tausend km/h nimmt, muss die Biegung gemächlich ausfallen, was die Anlage noch mal größer werden lässt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 05. Mai 2009, 10:48:16
Vielleicht könnte das ganze auch direkt in einen Berg verlegt werden. Zum Beispiel ein 5000m hoher Schacht mit Stabilisierungsschienen an den Wänden. Mit Linearmotoren könnte die Rakete dann extrem beschleunigt werden.

Bräuchte man nur eine TBM die ein kreisrundes Loch senkrecht in einen Berg gräbt.

Die Idee mit der evakuierten Röhre hatte ich auch schon. Leider wird das nicht klappen. In dem Moment, wo man die Kammer öffnet strömen riesige mengen Luft in die Röhre und bremsen die Rakete ab.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Dutch am 05. Mai 2009, 11:16:21
Die Idee mit der evakuierten Röhre hatte ich auch schon. Leider wird das nicht klappen. In dem Moment, wo man die Kammer öffnet strömen riesige mengen Luft in die Röhre und bremsen die Rakete ab.
Ich dachte da an einen Folien- oder Papierverschluss, der beim Austritt durchstoßen wird (oder wären die Zugkräfte dafür zu stark?). Bei einer so hohen Austrittsgeschwindigkeit ist der Flugkörper jedenfalls längst vorbei, wenn die Umgebungsluft zurückströmt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: MSSpace am 05. Mai 2009, 13:29:01
Dieser Verschluss ist sogar schon von Gerald Bull erfunden und kommt bei diversen Systemen (u. a. dem High Altitude Research Project (http://de.wikipedia.org/wiki/High_Altitude_Research_Project) zum Einsatz. Mit dem Derivat SHARP war der Transport von kleineren Nutzlasten in den Erdorbit zu geringen Kosten geplant. Aber auch hier fehlte -wie so oft- leider das Geld für die Entwicklung.
Gruß,
MSSpace...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Dutch am 05. Mai 2009, 14:52:18
Danke für den interessanten Link! Leider wieder so ein vielversprechendes Projekt, dass fallengelassen wurde  :-[
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: hesaenger am 05. Mai 2009, 15:40:04
Hallo,

der Startschlitten ist ebenfalls ein altes Sänger-Patent. Die Idee war, so die erste Stufe einsparen zu können. Das hat aber bisher keines der Konzepte auch nur rechnerisch geschafft. Es gibt auch noch die Idee kleinste Flugkörper aus einer Art elektrischer Kanone zu schießen. Dann könnte man aber wieder die Flugbahn nicht variieren. Die Trägerentwicklung wird sich also vermutlich weiter am Zweistufer orientieren.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: 1234567891011a am 05. Mai 2009, 15:40:25
Ich ahbe mir mal die nötige Strecke ausgerechnet:fdie erste Kosmische geschwindigkeit beträgt 7400 m/s (unter optimalen vorraussetzungen), die Formel für V ist V=Wurzel(s/(a/2))*a, stellen wir das ganze nun nach s um, lautet die Formel s=(v/a)²*a/2. Jetzt setzten wir für a=3*9,81, also 3-fache erdbeschleunigung, ein, und für v=7400, dann sieht die Formel so aus: s=(7400/(3*9,81))²*1,5*9,81; s= (7400/29,43)²*14,715; s= 251,4441²*14,715; s= 930343,187 meter. Sprich: wenn das ganze bemannt sein soll, braucht man eine Schiene von fast tausend Kilometern länge. Es dürfte klar sein, das das ganze nur unbemannt vonstatten gehen kann. Wenn wir nun für a= 1000 einsetzten, bekommen wir als Strecke s=27380 meter also 27,38 Kilometer heraus.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: hesaenger am 05. Mai 2009, 15:51:36
Hallo,

bemannt würde es so ja auch wenig Sinn machen. Bemannt braucht es mindestens einen Orbiter der dabei ja die Rolle der zweiten Stufe hätte. Es geht daraum, dass der Startschlitten das Gewicht der ersten Stufe einspart. Bei den bisherigen Entwürfen hat das aber nie ausgereicht.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2009, 16:09:23
War doch zu erwarten, dass das so lang wird. Das Shuttle beschleunigt mit weniger als 3g und man schaue sich mal seine Flugstrecke zwischen Lift-Off und MECO an ...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tobi am 05. Mai 2009, 16:12:24
Ein solches System könnte auf dem Mond Sinn machen. Dort gibt es keine Atmosphäre, die einen bremst, und die Orbitgeschwindigkeit ist deutlich kleiner.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 05. Mai 2009, 16:45:06
Ein solches System könnte auf dem Mond Sinn machen. Dort gibt es keine Atmosphäre, die einen bremst, und die Orbitgeschwindigkeit ist deutlich kleiner.
Aber wie soll das ganze Material zum Mond kommen und montiert werden?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: hesaenger am 05. Mai 2009, 17:11:42
Warum könnte ein Startschlitten auf der Erde sinnvoll sein? Um Kosten einzusparen. Warum brauche ich einen Startschlitten auf dem Mond. Um es teurer zu machen!  :-X
Es gibt einige Literatur über all das was in den letzten 50 Jahren gerechnet wurde. Das wenigste davon steht im Internet.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Cosmo am 05. Mai 2009, 23:10:12
Warum könnte ein Startschlitten auf der Erde sinnvoll sein? Um Kosten einzusparen. Warum brauche ich einen Startschlitten auf dem Mond. Um es teurer zu machen!  :-X
Auf einem Himmelskörper mit dichter Atmosphäre wie der Erde sollte der Vorteil eines Horizontalstarts vernachlässigbar sein. Das bringt bei wiederverwendbaren Raketen/Trägern vielleicht noch einen geringen Vorteil (mit entsprechend hoher Startfrequenz), bei Wegwerfraketen die max. 3 bis 5 mal pro Jahr abheben jedoch nicht. Das Mehr an Thermalschutzsystem nimmt viel eingesparte Masse weg, und dann bleibt immer noch die Frage auf wieviel der mindestens 8 km/s kann ich denn auf Meeresniveau beschleunigen? Der Rest oder besser gesagt Grossteil der 8 km/s muss auch weiterhin klassisch erzeugt werden (genaugenommen benötigen heutige Launcher >10 km/s um in den LEO zu kommen aufgrund aerodynamischer und gravitativer Verluste). Und dafür will man nun einen riesigen kilometerlangen Startschlitten bauen?

Vom Mond kann ich aber Nutzlast mit null (!) Treibstoff und ohne jeglichen Träger in den Orbit (1700 m/s), zum Lagrangepunkt 1 Erde-Mond (2300 m/s), zur Erde oder zum Mars schicken (auch zum Nachbarstern ;D), und das mit z.B. umweltfreundlicher Sonnenenergie. So eine Anlage wäre immer noch riesig (etliche km) und natürlich stellt sich die Frage welche Nutzlast man überhaupt vom Mond starten will:
Helium-3/Metalle/andere Rohstoffe?
Fertigteile/Module/Satelliten/Raumschiffe(unbemannt)?

Hierfür sehe ich momentan keinerlei Anwendung, aber in 100 bis 200 Jahren kann man sich nochmal darüber unterhalten sofern wir bis dahin ein paar Fortschritte in der Raumfahrt machen. Und klar muss das Ganze vor Ort aufgebaut werden und nicht aus Fertigteilen von der Erde importiert. ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: hesaenger am 06. Mai 2009, 06:17:38
Hallo,

da bleibt aber noch ein Problem. Wir sind uns einig, dass eine solche Startanlage auch auf einem kleinen, atmosphärelosen Himmelskörper nicht gerade kompakt wird. Also ist sie fest installiert und um nach dem Start auf die notwendige Umlauf- oder Fluchtgeschwindigkeit zu kommen, muss erst einmal die Bahnneigung oder einfach die Flugrichtung korrigiert werden. Das braucht dann Treibstoff in gleicher Größenordnung wie der Start ohne Schlitten. Also ist die Idee vielleicht doch nicht so gut. Ein irdischer Startschlitten wäre tatsächlich mit einem wiederverwendbarem Gerät sinnvoll, wenn man zum Beispiel den Geschwindigkeitsbereich eines Staustrahlantriebs, dass dann die Arbeit aufnehmen würde, also vielleicht Mach drei, erreichen könnte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 06. Mai 2009, 07:03:21
Guten Morgen,

Mach 3 in Bodennähe dürfte nicht machbar sein, zumindest nicht für sinnvoll groß dimensionierte Objekte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 06. Mai 2009, 10:40:49
Es kann nicht das Ziel sein, die Nutzlast ganz ohne Träger in das All zu katapultieren. Das das wohl unmöglich ist, darüber sind sich hier ja alle einig. Es geht schlicht darum Startgewicht loszuwerden, das für Nutzlast verwendet werden kann. Die Idee der elektrischen Kanone gefällt mir.

Ich will die Frage mal anders herum stellen. Bei einer Startstrecke von z.B. 5000m in Form eines vertikalen Tunnels in einem Berg und einer Beschleunigung von 3g. Um wieviel Treibstoff könnte eine konventionelle 100 Tonnen Rakete leichter sein, um den selben Orbit zu erreichen ?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 06. Mai 2009, 10:44:45
Zitat
horizontal in Form eines vertikalen Tunnels

?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 06. Mai 2009, 11:32:40
Ich meinte eine vertikale Röre mit einer Länge von mindestens 5000m. Eine Art nach oben gerichteter elektrischer Kanone.

"horizontal in Form eines vertikalen Tunnels" - man möge mich bitte beim nächsten Karnevalstreffen zitieren.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 06. Mai 2009, 12:22:44
Ganz grob über den Daumen gepeilt kommt man bei 5km Tunnel und 3g Beschleunigung innerhalb von 18 Sekunden auf 550m/s oder 2000 km/h.
(Da noch die Erdanziehung dazukommt wirken dann 4g auf das Startobjekt. Aber da die Vibrationen wesentlich geringer als bei einer Rakete sind, sollte das erträglich sein.)
Ohne Luftwiderstand würde das für 15km freien Flug nach oben reichen, womit man auf 20km Höhe wäre (eher 10km mit Luftwiderstand). Ohne Radialgeschwindigkeit aber in dünner Luft. Mit Flugzeugen bewegt man sich da in ähnlichen Höhen und es dürfte ein bischen billiger sein.
Allerdings kann so ein Flugzeug nur ein paar Tonnen mitschleppen.
Es lohnt sich also wenn dann nur für richtig große Raketen und mehr als 3g wären auch gut. Falls jemand grad Zeit hat kann er sich ja mal über Luftwiderstand oder auch benötigte Leistung für eine 500t-Rakete Gedanken machen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: hesaenger am 06. Mai 2009, 12:48:05
ist dei Geschwindigkeit beim Verlassen der Röhre nicht 3g mal Wurzel 2 mal 5000m durch 3g ?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 06. Mai 2009, 12:57:14
ist dei Geschwindigkeit beim Verlassen der Röhre nicht 3g mal Wurzel 2 mal 5000m durch 3g ?

Woher stammt denn diese Formel ???
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Kreuzberga am 06. Mai 2009, 13:16:26
Das Schienenkonzept auf die Spitze getrieben, haben schon vor Jahrzehnten einige Leute, die einen Entwurf für einen so genannten "Launch Loop" entwickelten. Die Schiene (eher eine Magnetschwebeschiene) sollte auf einer Strecke von 2000 km eine maximale Höhe von 80 km erreichen. Auf dieser Höhe wird dann auf die erste kosmische Geschwindigkeit beschleunigt und die Nutzlast freigegeben. Die Struktur wäre natürlich arg riesig und ebenso teuer, aber dafür bräuchte man kein LV mehr.

http://en.wikipedia.org/wiki/Launch_loop

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 06. Mai 2009, 13:28:59
ist dei Geschwindigkeit beim Verlassen der Röhre nicht 3g mal Wurzel 2 mal 5000m durch 3g ?

sqr((2*s)/a)*a = v

s=5000m, a = 30 m/s² -> v=548 m/s
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Cosmo am 06. Mai 2009, 21:12:31
Wir sind uns einig, dass eine solche Startanlage auch auf einem kleinen, atmosphärelosen Himmelskörper nicht gerade kompakt wird. Also ist sie fest installiert und um nach dem Start auf die notwendige Umlauf- oder Fluchtgeschwindigkeit zu kommen, muss erst einmal die Bahnneigung oder einfach die Flugrichtung korrigiert werden.
So eine Anlage ist sicher nicht klein, auf dem Mond reichen aber 15 km Länge um bei 10g Nutzlasten in den Orbit zu schleudern. Man muss also nicht um den halben Mond bauen. Warum man die Flugrichtung korrigieren soll verstehe ich nicht ganz. Natürlich kann man bei einer festen Installation nicht in jeden Orbit starten.

Ein irdischer Startschlitten wäre tatsächlich mit einem wiederverwendbarem Gerät sinnvoll, wenn man zum Beispiel den Geschwindigkeitsbereich eines Staustrahlantriebs, dass dann die Arbeit aufnehmen würde, also vielleicht Mach drei, erreichen könnte.
Ja, da sind wir uns einig. Man spart sich dann das konventionelle Triebwerk welches bis Mach 3 aktiv wäre und natürlich generell viel Treibstoff weil man luftatmende Technik verwenden kann. Ich behaupte aber einfach mal, dass der grösste Kostenvorteil genau dadurch entsteht, und nicht aufgrund des Startschlittens. Das ganze errinnert auch stark an Sänger II. War eins der Hauptprobleme nicht genau jener luftatmende Antrieb ;)? Und hat die Studie nicht gezeigt dass man genau so teuer ist wie Ariane 5?

Es kann nicht das Ziel sein, die Nutzlast ganz ohne Träger in das All zu katapultieren. Das das wohl unmöglich ist, darüber sind sich hier ja alle einig.
Warum kann das nicht das Ziel sein? Und ich bin der Meinung das dies möglich ist, wenn auch momentan mehr Fiction als Science. Ausserdem ist das Starten ohne Träger auch die Idee beim Space-Elevator.


Nochmal zurück zur Reduzierung der Startkosten durch solch einen Schlitten. Man hat also einen gewissen Geschwindigkeitsvorteil von einigen hundert m/s. Nun, wenn ich am Äquator starte habe ich einen Geschwindigkeitsvorteil von etwa 250 m/s gegenüber einem Start in unseren Breiten aufgrund der Erdrotation. Da stellt sich mir nur die Frage, warum dann die Soyuz von Kourou ~50% mehr kostet als von Baikonur ::)?
So ein Geschwindigkeitsvorteil heisst also nicht automatisch Kostenvorteil ;). Bei den Kosten spielen sehr viele Faktoren eine Rolle.

Cosmo
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 08. Mai 2009, 20:53:32
Zitat
Nochmal zurück zur Reduzierung der Startkosten durch solch einen Schlitten. Man hat also einen gewissen Geschwindigkeitsvorteil von einigen hundert m/s. Nun, wenn ich am Äquator starte habe ich einen Geschwindigkeitsvorteil von etwa 250 m/s gegenüber einem Start in unseren Breiten aufgrund der Erdrotation. Da stellt sich mir nur die Frage, warum dann die Soyuz von Kourou ~50% mehr kostet als von Baikonur Augen rollen?
So ein Geschwindigkeitsvorteil heisst also nicht automatisch Kostenvorteil Zwinkernd. Bei den Kosten spielen sehr viele Faktoren eine Rolle.

Gutes russisches Mütterchen Sojuz ist halt russische Technik. Da kostet ein Raketenstartüberwachungsingeneur mit reichlich Raumerfahrung weniger als bei der Ariane.  ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 17. Mai 2009, 11:14:57
Es wäre (wenn man nur das Seil betrachtet) einfacher auf dem Mond einen Weltraumlift zu bauen als auf der Erde, denn die Mondgravitation ist viel schwächer und die Zugfestigkeit des Seils müsste nicht so hoch sein.  ;)

Gut, die Technik könnte man vormerken. Ist es aber nicht erst mal primär einen sinnvollen Weg zu finden wie die Erdatmosphäre verlassen werden könnte ? Eine Art Katapultvorrichtung, egal ob auf Schienen oder in Form einer langen Kanone hat da erheblich mehr Chancen erfolgreich zu sein.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 17. Mai 2009, 11:36:49
Eine Art Katapultvorrichtung, egal ob auf Schienen oder in Form einer langen Kanone hat da erheblich mehr Chancen erfolgreich zu sein.

Das hatten wir doch schon mal ... selbst bei einer 5km senkrechte Röhre würde bei maximal verträglicher Beschleunigung das Beschleunigte Objekt nur bis in Flugzeughöhe kommen und das nur unter Vernachlässigung der Luftreibung, die nicht gering seien dürfte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 17. Mai 2009, 21:12:22
Zitat
Das hatten wir doch schon mal ... selbst bei einer 5km senkrechte Röhre würde bei maximal verträglicher Beschleunigung das Beschleunigte Objekt nur bis in Flugzeughöhe kommen und das nur unter Vernachlässigung der Luftreibung, die nicht gering seien dürfte.

Damit soll doch lediglich Startgewicht gespart werden. Den restlichen Weg ins All übernimmt eine chemische Rakete.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Mai 2009, 09:50:00
Aber mit einem Flugzeug würde man diese chemische Rakete VIEL billiger in diese Höhe bekommen, als kilometerlange Beschleunigeranlagen in Berge zu bohren.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 18. Mai 2009, 09:56:12
Bei einem Flugzeug wäre die maximale Nutzlast aber auch kleiner. Welches Flugzeug kann schon mehr als 200Tonnen befördern. Bei der Schiene kommt die Startenergie aus der Steckdose und braucht nicht mitbeschleunigt zu werden.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tobi am 18. Mai 2009, 11:27:31
Welches Flugzeug kann schon mehr als 200Tonnen befördern.

Die Antonov-225, sie schafft 250 Tonnen:
http://en.wikipedia.org/wiki/An-225
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Mai 2009, 12:22:33
Bei der Schiene kommt die Startenergie aus der Steckdose und braucht nicht mitbeschleunigt zu werden.

Bei 200 Tonnen Rakete in einer 5km senkrechten Startröhre und 4g Beschleunigung braucht man 40 Gigawatt an Strom. Alle Deutschen Kernkraftwerke zusammen liefern 20 Gigawatt Strom...
Mit einer Steckdose dürfte es also nicht getan sein. Mann müsste RIESIGE Energiemengen speichern um sie dann in 18 Sekunden wieder abzugeben. Ich wüsste nicht wie man das bewerkstelligen will.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Crest am 18. Mai 2009, 12:57:43
Preisfrage: Wie groß müsste eine Kondensatorkugel sein, die diese Energiemenge aufnehmen könnte???
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Pirx am 18. Mai 2009, 12:59:14
Wikipedia nennt im oben genannten Link ( http://en.wikipedia.org/wiki/Launch_loop ) zwischen 500 MW und 17 GW, die kommen nicht einfach aus der Steckdose....
.. ok, trallala war schneller
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Pirx am 18. Mai 2009, 12:59:51
Preisfrage: Wie groß müsste eine Kondensatorkugel sein, die diese Energiemenge aufnehmen könnte???
;D ;D
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Mai 2009, 13:11:48
Zitat
Preisfrage: Wie groß müsste eine Kondensatorkugel sein, die diese Energiemenge aufnehmen könnte???

Also bei 10 Kilovolt Spannung muss er nur 96 AE groß sein  :P
( 1 AE = 1,496e11m, Astronomische Einhiet, Entfernung zwischen Sonne und Erde)

bei Steckdosenspannung mit 220V allerdings so ziemlich genau ein Lichtjahr groß  ;D
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 18. Mai 2009, 15:43:43
Wieso wollt ihr 200 Tonnen in den Orbit schießen?

Das wäre ja ein Monstrerraumschiff!!!

100-150 kg ohne Treibstoff in einen Orbit zu bringen, das wäre schon revolutionär genug!!

Und viorerst auch einfach zu bewältigen, da dafür wohl nur ein Bruchteil des Stromes benötuigt werden würde.

Man muss Projekte klein anfangen, umk zu zeigen, dass sie funktionieren.
Sonst scheitern sie schnekl an Geldmangel und Nachfolgeprogrmme gibt es auch oft keine.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Mai 2009, 16:08:43
Mit vernünftigen Beschleunigungen kommt man aber nicht in den Orbit, sondern nur auf Flugzeughöhe, also braucht man von dort aus noch eine chemische Rakete.
Ganz kleine Nutzlasten in artelerieähnlichen Geschossen in den Orbit zu bringen ist etwas anderes worum es hier glaube ich nicht geht, da gibt es hier schon irgendwo ein Thread zu.
Der Nutzen solcher Geschosse ist denke ich auch nicht sonderlich hoch, da ja erstens ein Hitzeschutz verbaut werden muss und zweitens die Nutzlast hunderte g aushalten muss, was die Nutzlastauswahl sehr stark einschränken dürfte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Crest am 18. Mai 2009, 16:10:28
Die 200 Tonnen kommen zustande, weil in dem besprochenen Modell der Magnetbeschleuniger die Nutzlast nicht in den Orbit bringen kann, sondern nur die ersten zehn oder zwanzig Kilometer schafft. Er muss also die Rakete, die den Rest erledigt, mit beschleunigen.

So hatte ich das zumindest verstanden. Falls ich da falsch liege, bitte berichtigen.

René
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Pirx am 18. Mai 2009, 17:19:20
....Ganz kleine Nutzlasten in artelerieähnlichen Geschossen in den Orbit zu bringen ist etwas anderes worum es hier glaube ich nicht geht, da gibt es hier schon irgendwo ein Thread zu...
Ja. Siehe http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4074.0

Gruß   Thomas
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 18. Mai 2009, 17:31:48
Also wenn wir schon nicht direkt in den Orbit wollen, sondern nur auf "Starthöhe", dann machen Luftstarts von einem Trägerflugzeug mehr Sinn (s. der Thread dazu). Damit ist man flexibler (Startzeitpunkt, Inklination, Ort) und spart sich auch den aerodynamisch belastenden Hochgeschwindigkeitsflug (beim Bodenabschuss) durch die dichte untere Atmosphäre.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Mai 2009, 17:48:31
Also wenn wir schon nicht direkt in den Orbit wollen, sondern nur auf "Starthöhe", dann machen Luftstarts von einem Trägerflugzeug mehr Sinn.

Mehr wollen schon, die Frage ist wie es gehen soll. Mit den zu Zeit absehbaren Mitteln ist es einfach nicht zu machen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 28. Mai 2009, 15:54:41
200Tonnen?

Da Kannst du gleich auch von der Erde starten. Da bremst dich ein starker wind mehr, oder wenn du glück hast und besonders reinen Treibstoff erwischt, dann hast du damit 10 mal mehr Effekt. Und mit 200 Tonnen kannst du auch vom Boden abheben.


Entweder direkt in den Orbit, oder um maximal 1000m/sek nicht, sonst bringt sich die geringe einsparung nichts!! -> Und die Entwicklung ist zu teuer, denn du musst fie Rakete dann auch speziell designen, etc...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 28. Mai 2009, 16:14:26
Die 200 Tonnen kommen zustande, weil in dem besprochenen Modell der Magnetbeschleuniger die Nutzlast nicht in den Orbit bringen kann, sondern nur die ersten zehn oder zwanzig Kilometer schafft. Er muss also die Rakete, die den Rest erledigt, mit beschleunigen.

Und für unter 200 Tonnen ist das Flugzeug viel günstiger und flexibler also ein riesen Magnetbeschleuniger.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Dutch am 29. Mai 2009, 21:40:04
Na gut, wenn ein Schienenstart, wie von euch dargelegt nicht wirtschaftlich ist, wie sähe es dann im Vergleich dazu (mal blöd gefragt) mit einer großen Zentrifuge aus, die im richtigen Moment und Winkel eine Last ausklinkt. Gab es da schon mal Versuche oder Überlegungen zu?
Ich meine, ich finde die Idee immer noch gut, einer Masse schon am Boden viel Energie mitzugeben...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 31. Mai 2009, 10:44:42
Zitat
Na gut, wenn ein Schienenstart, wie von euch dargelegt nicht wirtschaftlich ist, wie sähe es dann im Vergleich dazu (mal blöd gefragt) mit einer großen Zentrifuge aus, die im richtigen Moment und Winkel eine Last ausklinkt. Gab es da schon mal Versuche oder Überlegungen zu?
Ich meine, ich finde die Idee immer noch gut, einer Masse schon am Boden viel Energie mitzugeben...

Die Zentrifugalkraft wäre bestimmt so hoch, daß das Raumfahrzeug schon vor dem "Abschuß" zerstört würde. Vielleicht könnte man damit aber einen Kondensator zur Speicherung der ominösen 40 Gigawatt ersetzten. Eine Schwungmasse von 5000 Tonnen auf einen Radius von 200m bei einer Drehzahl von vielleicht 500 rpm dürfte schon eine gewaltige Energiemenge speichern.

Zitat
Bei 200 Tonnen Rakete in einer 5km senkrechten Startröhre und 4g Beschleunigung braucht man 40 Gigawatt an Strom. Alle Deutschen Kernkraftwerke zusammen liefern 20 Gigawatt Strom...
Mit einer Steckdose dürfte es also nicht getan sein. Mann müsste RIESIGE Energiemengen speichern um sie dann in 18 Sekunden wieder abzugeben.

Mag sein, daß hier einige Gigawatt gebraucht werden. Aber eben nur für 18 Sekunden. Das das in einem Kondensator nicht zu speichern geht, darüber scheint auch Einigkeit zu bestehen. Aber wozu brauchen wir da Atomkraftwerke ? Es soll ja eine Herausforderung für die Zukunft sein.  Warum also die Ernergie nicht aus einem regenerativen Prozess gewinnen. Windenergie ist sicherlich eine Variante, aber nur eben eine. Gezeitenkraftwerke oder Solarkraftwerke erzeugen auch regenerative Energie. Wenn man keinen elektrischen Kondensator hat, warum nimmt man keinen hydropneumatischen Kondensator oder eine Schwungmasse. Die Frage nach dem Startgewicht war falsch gestell. Es hätte korrekt heißen müssen, wie schwer muß die Rakete noch sein um eine Nutzlast von z.B. 10 Tonnen nach einer Beschleunigung mit 3g auf einer Strecke von 5km, bei nachfolgender Zündung eines oder mehrerer Raketenmororen, in den Orbit zu bekommen. Schließlich soll damit das Gesamtstartgewicht verringert werden.


Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 31. Mai 2009, 11:21:27
Hallo Meagan,

Zitat
Mag sein, daß hier einige Gigawatt gebraucht werden. Aber eben nur für 18 Sekunden.

bring nicht Energie und Leistung durcheinander. Wir haben keine einzelne Quelle, die so viel Energie in der kurzen Zeit (also Leistung) bereit stellen oder abgeben kann. Die o.a. 40 GW müssen JEDE Sekunde erzeugt werden ... alle unsere Atomkraftwerke machen nach obiger Angabe pro Sekunde 20GW.

Zu deinen Zahlen bzgl. der noch zu erbringenden Geschwindigkeit: Die Formeln sind einfach, das kann jeder überschlagen:

s=5000m
a=3g\approx 30m/s^2

Das ergibt eine Beschleunigungszeit:
t=sqrt(\frac{2s}{a})=18s

Damit erreichen wir eine Geschwindigkeit von:
v=at=547m/s (noch nicht mal doppelte Schallgeschwindigkeit am Boden)

Den Rest der ca. 8km/s Orbitgeschwindigkeit (abzüglich Erdrotation bei Ost-Start am Äquator) muss die Rakete erbringen. Dazu kommen jetzt noch die atmosphärischen Verluste beim Flug durch die untere Atmosphäre.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tobi am 31. Mai 2009, 11:33:35
Daniel, also wenn man sehr sehr viele Kondensatoren hat, dann könnte das schon gehen mit den 40 GW. ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 31. Mai 2009, 11:37:31
@ Schillrich
Ja sicher. Aber wenn Du einen Fahrradreifen aufpumpst, machst Du das auch nicht mit einem einzigen Hub. Um die nötige Energie zwischenzuspeichern könnte eine riesige Zentrifuge eingesetzt werden. Die nötige Energie könnte gespeichert werden, indem man sie über Stunden beschleunigt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 01. Juni 2009, 07:42:01
Guten Morgen,

den Start von einer rein bodengebundenen Anlage, oder zumindest ein signifikant großer Geschwindigkeitsbeitrag zur Orbitgeschwindigkeit, zusammen mit moderaten Beschleunigungen können wir vergessen (hatten wir übrigens erst ein paar Seiten früher). Das Shuttle beschleunigt moderat mit maximal 3g.  Anhand seiner Flugbahn kann man sehen, wie lang bei solchen Beschleunigungen die notwendige Beschleunigungsstrecke sein muss. Bei Brennschluss hat es praktisch den Atlantik überquert.

Also verabschieden wir und von allem unter 10g ...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 01. Juni 2009, 11:05:55
Guten Morgen,

den Start von einer rein bodengebundenen Anlage, oder zumindest ein signifikant großer Geschwindigkeitsbeitrag zur Orbitgeschwindigkeit, zusammen mit moderaten Beschleunigungen können wir vergessen (hatten wir übrigens erst ein paar Seiten früher). Das Shuttle beschleunigt moderat mit maximal 3g.  Anhand seiner Flugbahn kann man sehen, wie lang bei solchen Beschleunigungen die notwendige Beschleunigungsstrecke sein muss. Bei Brennschluss hat es praktisch den Atlantik überquert.

Also verabschieden wir und von allem unter 10g ...

Anders gesagt, nicht für die bemannte Raumfahrt geeignet. Dafür könnte man aber damit Nutzlast hochschießen.

Bemannte Flüge könnten dann genauso mittels eines Flugzeug/Orbittersystems gestartet werden.

Die neue Orionkapsel ist für mich ein Schritt zurück. Sicher funktioniert das. Aber auch das Shuttle hatte seine Vorteile.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: knt am 01. Juni 2009, 11:26:22

Das ganze ist übrigends garnicht so an die Wand gemalt wie man glauben mag - immerhin gibt es mit Hopper ein ensprechendes ESA Programm und mit Phönix - ich glaube 2004 - sogar einen ersten Testflug.

Hopper soll auf einer 4km langen Bahn beschleunigt werden um auf 130 km aufzusteigen und dort eine Rakete mit Nutzlast abzusetzen. Danach soll Hopper landen und wiederverwendet werden...

...allerdings gab es schon länger nichts mehr von dem Programm zu hören - würde mich mal interessieren ob das eingestampft wurde? Weiß jemand genaues?

http://de.wikipedia.org/wiki/Phoenix_(Raumgleiter)
http://de.wikipedia.org/wiki/Hopper_(Raumfahrt)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 01. Juni 2009, 11:51:46
Zitat
Also verabschieden wir und von allem unter 10g ...
Anders gesagt, nicht für die bemannte Raumfahrt geeignet. Dafür könnte man aber damit Nutzlast hochschießen.

Auch unbemannte Nutzlast kann man nicht beliebig Beschleunigen...
Weiß jemand wieviel g so ein gängiger großer Satelit verträgt?

Und man bräuchte doch ein noch besseres Hitzeschild für den Start als sonst für die Landung oder? Man hat ja schließlich die höchste Geschwindigkeit am Boden in der ganz dichten Atmosphäre.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 01. Juni 2009, 12:31:53
Zitat
Also verabschieden wir und von allem unter 10g ...
Anders gesagt, nicht für die bemannte Raumfahrt geeignet. Dafür könnte man aber damit Nutzlast hochschießen.

Auch unbemannte Nutzlast kann man nicht beliebig Beschleunigen...
Weiß jemand wieviel g so ein gängiger großer Satelit verträgt?

Und man bräuchte doch ein noch besseres Hitzeschild für den Start als sonst für die Landung oder? Man hat ja schließlich die höchste Geschwindigkeit am Boden in der ganz dichten Atmosphäre.

Da muß ich wiederesprechen. Man erreicht in der dichteren Atmosphäre noch keine wirklich kritische Geschwindigkeit.

Bei den g Kräften kommt es einzig und allein auf die Konstruktion  und das transportierte Material an. Eine Ladung "Wasserleitungsrohre" werden wohl mehr als 20g vertragen. Wenn ich allerdings Weltraumhamster züchten will, sollte die Beschleunigung wesentlich geringer sein.

@knt
Leider kenne ich auch nur die WIKI Seite. Interessant sieht das Projekt aber aus.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 01. Juni 2009, 12:43:16
Zitat
Man erreicht in der dichteren Atmosphäre noch keine wirklich kritische Geschwindigkeit.

Und wie kommt man dann in den Orbit?  ???
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 01. Juni 2009, 17:12:34
Beim Schienenstart, der nicht bloßer Weitwurf sein soll, erreicht man bereits in der tiefen Atmosphäre extreme Geschwindigkeiten.

Wie trallala schon sagte: Wie kommt man sonst in den Orbit?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 01. Juni 2009, 18:38:39
Zitat
Beim Schienenstart, der nicht bloßer Weitwurf sein soll, erreicht man bereits in der tiefen Atmosphäre extreme Geschwindigkeiten.

Wie trallala schon sagte: Wie kommt man sonst in den Orbit?

Es gibt heute schon Flugzeuge, die mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit fliegen. Und diese verglühen auch nicht in der Atmosphäre.

Nach so einem "Schlittenstart" erreicht man vielleicht Mach 1 oder mehr. Dafür sinkt aber das Startgewicht und man kommt eventuell mit 60% Treibstoff gegenüber einer normalen Rakete ins All. Ohne Brennstufen wird es nicht gehen. 
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 01. Juni 2009, 18:49:49
Für alle Serienanwendungen ist man bei Mach 2+ stehen geblieben. Mehr ist möglich, wird aber (aus vielen Gründen) deutlich aufwändiger.
Orbitgeschwindigkeit (ca. 8km/s) bedeutet aber in Bodennähe Mach 24 und mehr. Das hat noch niemand in der dichten unteren Troposphäre erreicht, in der man das beim Schienenstart aber erreichen müsste.

Mach 1 als Ziel eines "Weitwurfs"? Das lohnt den Aufwand nicht. Dann lieber mit einem Airlaunchsystem das Ganze in die Höhe tragen und dort die dichte Atmosphäre bereits unter sich gelassen und mit optimalerer Triebwerksanpassung (einer oft vergessener Vorteil der Luftstarts) eine normale Rakete starten
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 01. Juni 2009, 19:01:12
Zitat
Mach 1 als Ziel eines "Weitwurfs"? Das lohnt den Aufwand nicht. Dann lieber mit einem Airlaunchsystem das Ganze in die Höhe tragen und dort die dichte Atmosphäre bereits unter sich gelassen und mit optimalerer Triebwerksanpassung (einer oft vergessener Vorteil der Luftstarts) eine normale Rakete starten

Du sprichst jetzt von einem Airbus380, der in 12000m Höhe bei ca. 900km/h das Trägersystem ausklinkt ? Es wäre sicher interessant mal zu berechnen, wie groß dann die Nutzlast sein könnte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 01. Juni 2009, 19:03:08
Ich spreche generell von Luftstarts ;) ... wie sie u.a. mit der Pegasus von Orbital gemacht werden und wie sie evtl. Polet mit der An-124 plant.

Der A380 ist dafür eher unpassend ...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: gizmothegreat am 05. Juni 2009, 01:20:52
1.) rechnerisch betrachtet, steht die Elektrische Energie für so ein "Katapult" (die GW-Beträge die gern rezitiert werden) im Verhältnis zum Energiegehalt des notwendigen Raketentreibstoffs? - ganz durchblicken tue ich nämlich nicht, dass eine Ariane oder jeder andere Träger bei jedem Start offenbar soviel Leistung verbuttert, wie Deutschlands AKWs???  :o

2.) 15-20km Höhe, Atmosphärenwiderstand ist dort oben doch viel geringer, sollte sich also auch auf die Trägerrakete auswirken (die man ja ohnezweifel noch brauchen wird, Kurskorrekturen usf) - die paar Tonnen kann man sich (wahrscheinlich rechnerisch) schenken ... vielleicht sieht das bei so "themenfremden Fragen" wie CO2-Bilanz schon anders aus?

3.) Neue Szenarien ... warum auch immer wird immer so "krampfhaft" - verzeiht meine (evt. Fehl-)Einschätzung - mit den derzeitigen Nutzungsszenarien und Geldmitteln verglichen oder nur sehr kurzfristig Möglichkeiten und Initiativen erwogen ... alles was da nicht reinpasst wird mit Bezug auf "stichhaltige Diskussionen" und "wertige Inhalte" abgewiegelt und entwertet? das ist nämlich das was mich wirklich ärgert ...

Ein Beispiel:

Ganz dumm fällt mir da Mal ein, wie bringt man einen haufen auf einem Asteroiden gewonnene Rohstoffe (sagen wir 10tonnen Eisenerz) in den Orbit (das muss jetzt net da Asteroidenorbit sein) ... geht man von niedriger Grav aus könnten solche Schienensysteme ja ganz interessant sein - und auch das "Röhrenkonzept im Berg" ist mit Bergbau ja nicht prinzipiell unvereinbar ;-> ... vielleicht kennt jemand den Film Moon44 - würde doch Personal, Gerät und Treibstoff sparen?

und Vielleicht könnte man das Problem der fehlenden Kurskorrekturmöglichkeiten (geht man davon aus nur Nutzlasten ohne Trägersys zu verschicken) durch ein Einfangen an der Zielstation (orb. Raumstation, nennt es nun mal Raumwerft falls ihr mögt) oder das Aufschlagen auf einem "Fängerasteroiden" sozusagen kompensieren

4.) Würde mich jetzt wirklich interessieren:

Wie sähe das Szenario auf dem mond aus - geht man von einer geraden Beschleunigerstrecke aus um etwa einen Klumpen gewonnenen Materials zum L1 hin zu beschleunigen - und sagen wir mal 10 Kilo statt 10 Tonnen - und gehen wir vielleicht davon aus, dass die Nutzlast ferromagnetisch und damit Bestandteil des Linearmotors sein kann (falls ich mich da physikalisch nicht zu weit aus dem Fenster lehne) und wir auch einen Fusionsreaktor dafür haben.

5.) Rein ballistische Methoden mögen auf der Erde nicht funktionieren und vielleicht auch nicht auf dem Mond (und das bemannte Dingens lass i mal ganz weg, gelt) ... wir sind hier aber auch im Themenbereich "Konzepte und Perspektiven der Raumfahrt" ... und nur weil man sich (noch) kein (100%selbstdurchgerechnetes, "profitables") Szenario für eine Idee vorstellen kann ist diese nicht als unbrauchbar zu bewerten. Grundlagenforschung & Science Fiction sind ja nicht umsonst?

p.s. ein "kleines", ballistisches Extrem aus dem WW2

http://www.waffenhq.de/index1280.html
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Juni 2009, 06:41:21
Guten Morgen,

verwechsel nicht Leistung mit Energie. Eine Ariane gibt die Energie in 6 oder 7 Minuten ab, so ein Schienenaktapult in wenigen Sekunden. Dadurch ergeben sich hohe Leistungsbeträge.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Juni 2009, 06:49:23
Nur weil wir im Konzeptbereich (und eben nicht SciFi) sind, gelten weiterhin realistische und spektische Einwände, v.a. wenn sie fundiert sind und argumentativ untermauert werden.

Natürlich diskutieren wir Konzepte. Aber wie gesagt, wir diskutieren und das heißt: Argumente pro und contra austauschen. Wenn (fundierte) Contraargumente kommen, können die auch nicht einfach mit: "Wir sind hier doch im Konzeptbereich" abgewiegelt werden.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: gizmothegreat am 07. Juni 2009, 19:59:38
@schillrich: ok, vielleicht solltest du mir mal Physikunterricht gewähren ...

mal konkrete "DummMensch"-Fragen, wie viel Leistung (sagen wir in KW/GW ... ich such mir dann die Umrechnungsformeln raus)  bringt eine Ariane in den 5-6 Min ... in Watt wenns geht (oder gw)

Mit Kondensatoren kenn ich mich nicht aus, aber wenn das in 18 sekunden statt 6-7 Minuten aufzubringen ist (was rechnerisch ja nicht so sein kann weils ja nur um die ersten sagen wir 10 Kilometer geht, nicht um den LEO) hat das meines Ermessens nach nicht mit dem insgesamten Leistungspensums zu tun sondern nur in welcher Zeitspanne welche Leistungen aufzubringen sind ... in Summe müsste dies, auch bei zeitl. Kompression aber identem Antrieb ident sein

Das einzige was die Leistung meines  Vermutens(!!!!) nach beeinflussen könnte sind die Widerstandsverluste der aufzubringenden Energie - ergo wieviel Leitungsverlust habe ich - etwa bei Hochspannungsleitungen - oder wie viel Energie mein Antriebsverlust (Wirkungsgrad) benötigt ...

Mein Physikalisches Verständnis: um die selbe Masse unter den selben Bedingungen auf die selbe Geschwindigkeit zu beschleunigen brauche ich jedenfalls die Selbe Menge Energie, habe ich Verluste muss dies im Antriebssystem begründet sein

Und meines Ermessens nach müsste ein chemischer Antrieb immer noch dem Linearantrieb hinterher sein (Wirkungsgrad?????) v.a. wenn man Supraleiter usf. berücksichtigt

aber wie gesagt, vielleicht brauche ich Physikunterricht

p.s. Ich hatte mal (leider) einen Artikel eines Studenten, der ballisitische Experimente aus dem WW (mathematisch) weitergeführt hat, einen Alten 60/70er od so, die sind rechnerisch mit konventionellen Methoden überraschend hoch gekommen, ich werde mich bemühen den Artikel wieder digital zu bekommen und auch die copyrights abzuklären

sry wenn das wieder etwas Ausschweifend war - ich schaffs wohl kaum jemals mich kurz zu fassen, selbst wenn ihr mir das Vorwerft
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 08. Juni 2009, 19:39:26
meines Wissens nach hat die Ariane schon die "Sprengkraft" einer Kernenergiebombe. Also eine ganz enorme Energie. Mit Kondensatoren geht so viel Energie nicht zu speichern. Die Energiedichte ist einfach zu niedrig.

Als Altenative könnten bestenfalls Hochleistungsakkus herhalten. Oder eben ein mechanischer Energiespeicher. (Schwungmasse)

Ich denke auch, daß der chemische Prozess im Wirkungsgrad schlechter abschneidet, als so ein Beschleunigungssystem.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 08. Juni 2009, 20:19:31
Hier geht es ja nicht nur um Energie einsparen. Das ist eigentlich Nebensache.

Man senkt das Startgewicht, und in Summe steigt die Nutzlast dann exponentiell (da du sonst jedes kilo treibstoff mit weiteren vier kilo treibstoff in die höhe bringen musst)

Elektroantrieb braucht keine mobile stützmasse, es entfällt der Aufwand der Treibstoffherstelung.

Ausserdem darf man nicht vergessen, dass der Treibstoff explosiv ist. Strom kann einem nicht so leicht um die Ohren fliegen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 10. Juni 2009, 01:23:18
Hier geht es ja nicht nur um Energie einsparen. Das ist eigentlich Nebensache.

 :o ??? Hä?!?  Worum geht´s denn sonst?
Doch nicht etwa um alles komplizierter zu machen und die Kosten zu vervielfachen??

Man senkt das Startgewicht, und in Summe steigt die Nutzlast dann exponentiell (da du sonst jedes kilo treibstoff mit weiteren vier kilo treibstoff in die höhe bringen musst)
Was spricht dagegen? Haben wir Treibstoffmangel? ;)

Elektroantrieb braucht keine mobile stützmasse, es entfällt der Aufwand der Treibstoffherstelung.

Und was ist mit der Herstellung der Elektroenergie?

Ausserdem darf man nicht vergessen, dass der Treibstoff explosiv ist. Strom kann einem nicht so leicht um die Ohren fliegen.

Ich versichere Dir, wenn eine Maschine innerhalb von 18 Sekunden eine Leistung von 20-40 Gigawatt in Magnetfelder umsetzt, ist das nicht weniger gefährlich, als eine Raketenexplosion.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 10. Juni 2009, 03:40:00
Vielleicht könnte das ganze auch direkt in einen Berg verlegt werden. Zum Beispiel ein 5000m hoher Schacht mit Stabilisierungsschienen an den Wänden. Mit Linearmotoren könnte die Rakete dann extrem beschleunigt werden.

Bräuchte man nur eine TBM die ein kreisrundes Loch senkrecht in einen Berg gräbt.

Na das hört sich doch ganz einfach an! :)

Woll´n wir mal genauer hinschaun?
Ein 5000 Meter Berg ist ja schon ein richtiger Berg, da kommt also sowas mickriges, wie etwa die Alpen nicht in Frage.

Also auf einem Berg in 5000 Meter Höhe sieht es etwa so aus:
http://www.dabergruft.com/bilder/Denali2006/Denali2006-37.jpg
Die Arbeitsbedingungen sind dort extrem schlecht: Dünne Luft, extrem kalt, stürmisch, niederschlagsreich, extrem unwegsam, keinerlei Infrastruktur, wie Verkehrswege, Strom, Wasser, usw. im Umkreis von mehreren hundert Kilometern.
Um da ein Loch reinzubohren müßte man erstmal tausende Tonnen an Material und Ausrüstung hochschaffen.
Wie könnte man das hochschaffen?
Mit dem Hubschrauber? ???
Nur wenige Hubschrauber können eine solche Gipfelhöhe überhaupt erreichen - und wenn, dann können sie dabei keine nennenswerte Nutzlast mehr tragen.
Straßen oder Seilbahnen bauen?
Das wären allein schon milliardenschwere Großprojekte.

Eine TBM sieht etwa so aus:
http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0001.shtml

Diese TBM ist 140 Meter lang und wiegt 860 Tonnen.
Diese könnte jedoch für diese Zwecke zu mickrig sein, weil sie nur einen Durchmesser von 7,60 m bohren kann.
Die Tunnelwände müssen aber nach dem Bohren verrohrt, d.h. mit Beton vergossen werden, damit sie nicht einstürzen. Zu dünn darf diese Betonwand nicht sein, denn sie hat einiges an Druck auszuhalten, wenn ihr anschließend wegen des Luftwiederstandes noch ein Vakuum ziehen wollt...
Ach ja, beim Bohren durch einen Berg stößt man gelegentlich auf Höhlen, die dann natürlich auch mit aufgefüllt werden müssen - da passen dann schonmal einige tausend Tonnen Beton mehr rein - also die Transportfrage sollte schon gelöst sein.

Dann gibt es beim Bohren immer das Problem mit dem Abraum, der zunächst raus aus dem Bohrloch und dann natürlich auch wegtransportiert werden muß. Bei einem Bohrloch von 10 m Durchmesser und 5000 m Tiefe haben wir sehr viel Abraum.
Eine TBM ist aber eine TunnelBohrMaschine für waagerechten Einsatz, die den Abraum vom Bohrkopf weg nach hinten fördert, wo er dann verladen und auf gut ausgebauten Verkehrswegen Abtransportiert werden kann.
Ich glaube nicht, daß das bei einer senkrechten Bohrung funktioniert.
Die bisher tiefsten Bohrungen wurden so niedergebracht:
http://de.wikipedia.org/wiki/Tiefbohrung

Dabei wurde der Bohrschmand (Abraum) mit Hochdruck-Wasser ausgespült. Allerdings hatten diese Löcher nur geringe Durchmesser.
Auf jeden Fall braucht man dazu riesige Wasseraufbereitungsanlagen. Ob diese bei strengen Frost auf dem Berg funktionieren, kann man schlecht sagen. Das ist bisher noch nicht gemacht worden. Normalerweise gefriert Wasser bei 0°C. Wenn aber in 5000 m Höhe -20° vorherrschen? :-\

Anschließend muß ein Schacht natürlich auch gewartet werden.
Bei Verkehrstunneln baut man dazu parallele Service-Tunnel.

Ich überlege gerade, was all diese Großprojekte zusammen kosten würden - wenn sie überhaupt technisch möglich sind.
Auf jeden Fall würden Kosten in dreistelliger Milliardenhöhe entstehen - also etwa so wie ein bemannter Marsflug.

Dann hätten wir schonmal ein Loch. ;)

Fehlt noch die Magnetschiene.
Dazu müßten auf 5 km Tiefe viele riesige Magnetspulen mit äußerster Präzision verbaut und elektrisch angeschlossen werden.
Hat jemand eine Vorstellung davon, wieviele Tonnen Kupfer man dafür brauchen würde?
Ich könnte mir vorstellen, daß das dramatische Auswirkung auf den weltweiten Kupferhandel hätte.
Die Kupfervorkommen auf der Erde könnten noch schneller erschöpft sein als das Erdöl.

Wie muß eigendlich eine Stromleitung  für 20-40 Gigawatt beschaffen sein?
Auf jeden Fall sollte sie nicht zu lang sein wegen extremer Leitungsverluste und Kosten.
Also die Kraftwerke für die Stromversorgung müßten auch noch oben auf dem Berg, möglichst dicht am Bohrloch gebaut werden. Wieviele Kraftwerke waren das nochmal?
Bei 200 Tonnen Rakete in einer 5km senkrechten Startröhre und 4g Beschleunigung braucht man 40 Gigawatt an Strom. Alle Deutschen Kernkraftwerke zusammen liefern 20 Gigawatt Strom...

Wir brauchen also einen wirklich großen Berg, denn da müssen noch etwa 30 Atomkraftwerke drauf.
Was 30 Atomkraftwerke kosten, weiss ich gerade nicht.
Ähh, wie hatten wir die Transportfrage hoch auf den Berg gelöst?

Wozu wollten wir das Ganze nochmal bauen?
Ach ja, um ein paar Tonnen Treibstoff zu sparen! ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Crest am 10. Juni 2009, 07:13:30
Hallo Eumel, ich gehe jetzt mal nur auf die Idee "Loch im Berg" ein, weil das die neue Idee war, die Meagan eingebracht hat. Wenn man diese Anlage von unten nach oben baut, also erst einen Zugangsstollen an der Basis, dann den Schacht nach oben, dann ist dieses Projekt weder technisch noch logistisch ein wirkliches Problem. Der Gotthardtunnel ist da um den Faktor 4 größer.

Die Frage, die man dann wirklich beantworten muss, ist: Lohnt sich der Aufwand? Für das derzeitige Transportvolumen wohl kaum.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 10. Juni 2009, 09:21:42
Auf jeden Fall sollte sie nicht zu lang sein wegen extremer Leitungsverluste

Zumindest dafür gibt es eine Lösung (kostet aber ein weiteres Atomkraftwerk auf dem Berg  ;D)

http://de.wikipedia.org/wiki/Supraleiter
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 10. Juni 2009, 10:16:10
Hallo Eumel, ich gehe jetzt mal nur auf die Idee "Loch im Berg" ein, weil das die neue Idee war, die Meagan eingebracht hat. Wenn man diese Anlage von unten nach oben baut, also erst einen Zugangsstollen an der Basis, dann den Schacht nach oben, dann ist dieses Projekt weder technisch noch logistisch ein wirkliches Problem. Der Gotthardtunnel ist da um den Faktor 4 größer.

Der Gotthardtunnel ist damit kaum zu vergleichen.
Der ist zwar länger, aber eben waagerecht und es steht eine gute Infrastruktur zur Verfügung.
Außerdem ist diese Baustelle nicht im Hochgebirge, wo extreme Bedingungen herrschen.

Den Tunnelschacht von unten senkrecht 5000 m nach oben vorzutreiben, hört sich für mich nicht unproblematisch an.

Die TBMs, die beim Bau des Gotthardtunnels im Einsatz sind, haben eine Länge von 440 Metern und sind 2700 Tonnen schwer.
Diese Geräte in einem Schacht 5000 m senkrecht nach oben zu stemmen, durch den ständig der Abraum und eindringendes Wasser fällt, erscheint mir sogar sehr problematisch!
Wo willst Du denn die 2700 Tonnen abstützen und nach oben treiben? An der Schachtwand? Oder vielleicht von ganz unten mit einen mehrere tausend  Meter langen, gigantischen Hydraulikstempel? ???

Das kann ich mir selbst mit viel Fantasie nicht vorstellen. :-\

Auf jeden Fall fließen dabei die Euros in breiten Milliardenströmen dahin und vermutlich wäre es billiger, die Space Shuttle Flotte noch weitere 30 Jahre zu betreiben! ::) 8)

Gotthard-Basistunnel (http://de.wikipedia.org/wiki/Gotthard-Basistunnel)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Crest am 10. Juni 2009, 10:47:22

Den Tunnelschacht von unten senkrecht 5000 m nach oben vorzutreiben, hört sich für mich nicht unproblematisch an.

Die TBMs, die beim Bau des Gotthardtunnels im Einsatz sind, haben eine Länge von 440 Metern und sind 2700 Tonnen schwer.
Diese Geräte in einem Schacht 5000 m senkrecht nach oben zu stemmen, durch den ständig der Abraum und eindringendes Wasser fällt, erscheint mir sogar sehr problematisch!
Wo willst Du denn die 2700 Tonnen abstützen und nach oben treiben? An der Schachtwand?
Ja.

Wenn Du die Maße der Tunnelbohrmaschinen kennst, dann weißt Du auch, dass der eigentlich Bohrkopf weder 2700 t wiegt noch 440 Meter lang ist. Der gesamte Wurm beinhaltet bereits erste Aufbereitungsschritte des gebrochenen Gesteins, Arbeitsplätze zur Tunnelsicherung und anderes mehr.

Wie jede gute Kletterschalung im Hochbau könnte sich auch ein Bohrkopf auf der bereits unter ihm gebauten Schachterkleidung aus Beton abstützen und nach oben schieben.

Außerdem sind Tunnelbohrmaschinen nicht die einzige Vortriebsmöglichkeit. Letztendlich würde es vom Gestein vor Ort abhängen, welche Ausbruchsmethode man verwendet.

Es gibt nur ein Problem, dass ich für kritisch halte, und das ist der massive Bergdruck. Die maximale Überhöhung, die es im Tunnelbau bisher gab, sind die rund 1700 m des Gotthardtunnels. Hier wären es bis zu 5000 m. Diese Werte hat man bisher nur in Goldminen in Südafrika erreicht.

Bevor das Thema jetzt aber in eine Vorlesung über Tunnelbau ausartet, sollten wir vielleicht zur Frage nach einem MBB als Starthilfe überhaupt zurückkehren. Wie Du ja schon geschrieben hast, könnte selbst ein MBB ohne Schacht schon so aufwändig und Ressourcenverschlingend werden, dass er sich gar nicht lohnt...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 10. Juni 2009, 16:55:33
Selbst in einen 2000m hohen Berg kann ein 5000m tiefes Loch gebohrt werden. Das ist ja nicht mit dem Schwertschlucker vergleichbar, der ein 1.80m langes Schwert schluckt und selbst nur 1,50 groß ist  ;) .

Wenn Kupfer für die Magnete zu teuer ist, dann nehmen wir Alu. Da sind die Leitungsverluste ein wenig höher.

Das Zern in der Schweiz ist auch eine gigantische Bauleistung. Da sind auch riesige Magnete verbaut worden. Ich glaube noch nicht, daß das Startloch teuerer wäre. Muß bloß gut geplant werden.

Hat sich früher jemand Expressaufzüge in Wolkenkratzern vorstellen können ? Heute sind sie Alltag.

Außerdem kann man sich vorher einen geeigenten Berg aussuchen. Man braucht ja keinen Vulkan zu nehmen, der aus Tuffstein besteht. (Wegen der Abstützung) Und wieviele tausend Tonnen Beton werden heute jedes Jahr in Megaprojekte gepumpt. Aus welcher Menge Beton besteht eine moderne Stadt ? Es gibt in Japan eine 3 km frei schwebende Hängebrücke. Da verstehe ich nicht, daß so ein Startloch nicht machbar sein soll.

Probleme sind dazu da gelöst zu werden. Jedes Problem kann man nich von Anfang an ausschließen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tomtom am 10. Juni 2009, 17:29:21
Waagerecht oder senkrecht ist schon ein großer Unterschied!

Vergleichen wir das lieber mit einer Schachtanlage zb. im Ruhrgebiet. Tiefe bis 2000m. Die Bedingungen sind da unten ähnlich widrig, wie in 3000m Höhe. Hauptprobleme hier: Wasser, Hitze, Lüftung. Je tiefer, desto heißer wirds. Ich glaube, die aller-tiefsten Schächte sind in Südafrika bis max. 4000m. Da sowas wie Supraleiter zu verlegen, wäre ziemlich taff. ;)


Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: 1234567891011a am 10. Juni 2009, 17:48:39
Waagerecht oder senkrecht ist schon ein großer Unterschied!


Für bohren stimmt das, aber nicht für unseren Schienenstart. Den Denkfehler den hier offenbar (alle?) machen, ist der zu glauben, das die Beschleunigungsstrecke unbedingt senkrecht sein muss. Ganz im gegenteil: für die Frage, wie hoch das Projektil fliegt, ist völlig unerheblich, in welche richtung es anfangs beschleunigt wurde, wichtig ist nur das zu ende die Geschwindigkeit nach oben gelenkt wird. Also keine 5000 meter Senkrecht-röhre, sondern 4500 meter wagerecht und die letzten 500 meter in einer sanft ansteigenden, letzlich senkrecht werdenden Kurve. Dann entfallen die ganzen Bohrarbeiten und der Effekt ist der Gleiche.
Ein weiterer Denkfehler, der mir wiederholt aufgefallen ist, ist die verwechselung von Energie und Leistung. Nur weil die nötige Leistung der von 30 Kernkraftwerken entspricht, braucht man deshalb nicht auch 30 Kernkraftwerke. Denn: diese Leistung wird ja nicht permanent gebraucht. Nehmen wir mal an wir brauchen eine Leistung von 30 Gigawatt (während der Beschleuniger arbeitet) und haben eine Energiequelle von 1 Gigawatt. Die Beschleunigung eines Projektils dauert 10 Sekunden. Wieviel Energie hat dieser Vorgang dann gebraucht?: antwort: 83,3 Kilowattstunden Megawattstunden. (das ist auf die Kurze Zeit zurückzuführen, in der die Leistung von nöten war)
Und wie lange braucht die Energiequelle um diese Energiemenge zu produzieren? Antwort: 5 Minuten.  Diese Energie muss dann natürlich in einen Kondensator gespeichert werden.(kann sich das bitte mal jemand durchrechnen, was das dann für ein Kondensator sein müsste, ich kann das nicht).
Mit diesen 5 Minuten Ladezeit könnte man dann 288 Starts pro Tag durchführen, was mehr ist als wir heute im Jahr starten. (Mal ein Randgedanke: wird die Einführung des Schienenstarts das schon Problematische Weltraummüllproblem dadurch nicht noch sehr viel schlimmer machen als es ist?)

Nachträgliche änderung: Natürlich sind ein Gigawatt 1 mrd. Wattstunden, also eine Millionen Kilowattstunden. Dieser Fehler wurde nachträglich von mir korrigiert.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 10. Juni 2009, 18:10:58
Das Problem an waagerchten Beschleunigungsstrecken ist wie schon gesagt, das man irgendwann mal nach oben umschwenken muss. Da die beiden Geschwindigkeiten senkrecht aufeinander stehen erfährt der umgelenkte Körper nochmal die doppelte Kraft mit der er vorher beschleunigt wurde. Das dürfte nochmal höhere Anforderungen an die Nutzlast stellen. Außerdem müsste der Kurvenradius riiiiieeeesig sein bei den Geschwindigkeiten, ich glaube nicht, das man damit dann billiger ist als mit dem 5km senkrechten Tunnel. Dort kann man alle Beschleunigung die die Nutzlast verträgt auch in die richtige Richtung wirken lassen.
Aber man kommt ja eh nur bis in 20km Höhe wie wir festgestellt hatten.

Die 30 Gigawatt sind natürlich schon pro Sekunde.
Wenn man mal kurz eine Rellation sucht merkt man auch schnell, dass man mit der Leistung eines Kleinwagens nicht 200 Tonnen 20km senkrecht nach oben schießen kann.

Weltraummüll vermeidet so ein Schienenstart gar nicht, er spart nur die erste halbe Trägerstufe. Alles was in den ersten 20km abfällt wird ja ganz schnell durch die Atmosphäre gebremst und fällt wieder runter.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: 1234567891011a am 10. Juni 2009, 18:27:44

Weltraummüll vermeidet so ein Schienenstart gar nicht, er spart nur die erste halbe Trägerstufe. Alles was in den ersten 20km abfällt wird ja ganz schnell durch die Atmosphäre gebremst und fällt wieder runter.

Ich meinte das vielmehr in die Richtung, das man wegen der Auslastung viel häufiger starten muss (damit es sich lohnt) und dadurch das Weltraummüllproblem verschlimmert wird.

Wenn es nur darum geht die Rakete auf 20 km Höhe zu bringen wäre vielleicht als Alternative ein Ballon geeeignet.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 10. Juni 2009, 20:58:59
Das die Leistung eines Kleinwagens mit vielleicht 75 kW nicht reicht ist natürlich klar. Selbst ein Rennwagen mit 1000 "HorsePowers" sieht hier alt aus. Aber die Leistung wird nur für die 18 Sekunden benötigt.

Vergesst bitte die Kondensatoren. Die Energiedichte ist viel zu niedrig. Ein mechanischer Kondensator in Form einer gigantischen Schwungmasse müßte den größten Teil der Energie speichern. Und die Kann auch ein Kleinwagen mit 75 kW erzeugen.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 10. Juni 2009, 22:08:10
Ein mechanischer Kondensator in Form einer gigantischen Schwungmasse müßte den größten Teil der Energie speichern. Und die Kann auch ein Kleinwagen mit 75 kW erzeugen.

Natürlich kann man die theoretisch mit jeder noch so kleinen Energiequelle erzeugen. Aber da es erstens Reibungsverluste gibt und zweitens auch nicht nur alle jubeljahre gestartet werden soll darf es schon ein bischen mehr sein.
Der genannte Kleinwagen bräuchte übrigens 3 Monate um die entsprechende Energie für einen Start bereitzustellen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 11. Juni 2009, 03:13:46
Wenn Kupfer für die Magnete zu teuer ist, dann nehmen wir Alu. Da sind die Leitungsverluste ein wenig höher.
Da bin ich baff! :o
Wir haben keine Vorstellung, wie wir solche gewaltigen Mengen Elektroenergie aufbringen können, aber Du planst schonmal locker zusätzliche Leitungsverluste ein?!?  ???

Das Zern in der Schweiz ist auch eine gigantische Bauleistung. Da sind auch riesige Magnete verbaut worden. Ich glaube noch nicht, daß das Startloch teuerer wäre. Muß bloß gut geplant werden.
Das CERN ist damit nicht vergleichbar, weil dort keine nenneswerten Massen beschleunigt werden.
Daran kannst Du höchstens sehen, wie riesig solche Magnete sind: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:CERN_Linac.jpg
Wie riesig müssen sie sein, um große Massen zu beschleunigen?

Da kannst Du planen wie Du willst, für gewaltig mehr Leistung werden solche Anlagen auch gewaltig viel größer und dabei ganz sicher nicht billiger!

Hat sich früher jemand Expressaufzüge in Wolkenkratzern vorstellen können ? Heute sind sie Alltag.
Die Vorstellung ist einfach. Warum sollte die keiner gehabt haben?
Aber Expressaufzüge sind doch Spielkram - nicht im Vergleich zu diesem Projekt!

Und wieviele tausend Tonnen Beton werden heute jedes Jahr in Megaprojekte gepumpt. Aus welcher Menge Beton besteht eine moderne Stadt ?

Das ist ja auch einfach. Beton gibt´s genug.
Aber wie willst Du solche Betonmengen ins Hochgebirge bringen, wo es keinerlei Transportwege gibt?

Probleme sind dazu da gelöst zu werden.

Diese Einstellung gefällt mir! 8)

Jedes Problem kann man nich von Anfang an ausschließen.

Das tun wir ja gar nicht!
Wir diskutieren hier schon mindestens über sieben Seiten darüber.
Und wie uns hesaenger berichtet, wird darüber schon viel länger ernsthaft diskutiert und projektiert:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=5403.msg96105#msg96105

Oder hier: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=5403.msg96236#msg96236

Wenn unbegrenzte Geldmittel zur Verfügung stehen würden, glaube ich auch, daß wir in einigen Jahrzehnten alle diese Probleme lösen könnten und sogar ein 5000 m langes Loch größeren Durchmessers senkrecht in einen Berg bohren könnten.
Aber zu welchem Zweck? :-\
Raketenstarts würde es nur unnötig komplizierter und viel teurer machen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 11. Juni 2009, 03:50:57
Das die Leistung eines Kleinwagens mit vielleicht 75 kW nicht reicht ist natürlich klar. Selbst ein Rennwagen mit 1000 "HorsePowers" sieht hier alt aus. Aber die Leistung wird nur für die 18 Sekunden benötigt.

Vergesst bitte die Kondensatoren. Die Energiedichte ist viel zu niedrig. Ein mechanischer Kondensator in Form einer gigantischen Schwungmasse müßte den größten Teil der Energie speichern. Und die Kann auch ein Kleinwagen mit 75 kW erzeugen.

Elektroenergie kann man eben nicht speichern, wie Schillrich schon dargelegt hat: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=5403.msg100743#msg100743

Man kann sie höchstens aufwändig in andere Energieformen umwandeln und dann bei Bedarf unter weiteren Verlusten wieder zurückwandeln.

Die mechanische Schwungmasse ist dafür genausowenig geeignet, wie ein Lichtjahre großer Kondensator.
Die Ausmaße für die hier benötigten Energiemengen wären zu gigantisch und nicht finanzierbar.
Wie sollte denn der Generator bemessen sein, der innerhalb von 18 Sekunden mechanische Energie in 40 Gigawatt (!) Elektroenergie zurückwandelt??
Und wie könnte man ein solches Monster ins Hochgebirge transportieren?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 11. Juni 2009, 03:58:53
Wenn es nur darum geht die Rakete auf 20 km Höhe zu bringen wäre vielleicht als Alternative ein Ballon geeeignet.
Ja, das ist auch eine Idee!

Ähh, kannst Du bitte nochmal schnell durchrechnen, wie groß ein Ballon sein müßte, um 200-500 Tonnen in eine Höhe von 20 km zu bringen?

Beachte dabei bitte auch die bereits in einem anderen Thread angesprochenen Probleme, die sich mit dem Ballon-Treibmittel ergeben könnten: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg101730#msg101730

Schätze auch hier, daß ein ganz gewöhnlicher Raketenstart einfacher, billiger, schneller und zuverlässiger ist.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: 1234567891011a am 11. Juni 2009, 08:11:34
nun, mit Ballons kenne ich mich nun nicht so gut aus, aber ein m³ Helium trägt 1,1145 kg Materie. Wir haben nun 500000 kg Materie. Es sind also 448631,67 m³ Helium nötig um es überhaupt in die Luft zu bekommen. Nun beträgt in 20 Km Höhe der Luftdruck nur noch 1% (?) des Erdbodenwertes. Ich kann ehrlich gesagt nicht wirklich genau sagen, wieviel Traggas nun erforderlich ist (fehlende Formel bzw. unverständlich) aber rein Intuitiv würde ich sagen das wir mit dem 1000-Fachen hinkommmen müssten. 448631670 m³ wären eine Kugel von 474,9 Metern.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Crest am 11. Juni 2009, 10:39:26
Wie sollte denn der Generator bemessen sein, der innerhalb von 18 Sekunden mechanische Energie in 40 Gigawatt (!) Elektroenergie zurückwandelt??
Der Thread ist mittlerweile ziemlich lang und unübersichtlich geworden. Könnte noch mal jemand erklären, wie ihr auf die 18 Sekunden gekommen seid, und welche Masse in diesen Sekunden auf was für eine Geschwindigkeit beschleunigt werden sollte?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 11. Juni 2009, 12:45:47
Ich Zitier mich mal selber:
Ganz grob über den Daumen gepeilt kommt man bei 5km Tunnel und 3g Beschleunigung innerhalb von 18 Sekunden auf 550m/s oder 2000 km/h.
(Da noch die Erdanziehung dazukommt wirken dann 4g auf das Startobjekt. Aber da die Vibrationen wesentlich geringer als bei einer Rakete sind, sollte das erträglich sein.)
Ohne Luftwiderstand würde das für 15km freien Flug nach oben reichen, womit man auf 20km Höhe wäre (eher 10km mit Luftwiderstand). Ohne Radialgeschwindigkeit aber in dünner Luft. Mit Flugzeugen bewegt man sich da in ähnlichen Höhen und es dürfte ein bischen billiger sein.
Allerdings kann so ein Flugzeug nur ein paar Tonnen mitschleppen.
Es lohnt sich also wenn dann nur für richtig große Raketen und mehr als 3g wären auch gut. Falls jemand grad Zeit hat kann er sich ja mal über Luftwiderstand oder auch benötigte Leistung für eine 500t-Rakete Gedanken machen.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Trigger am 11. Juni 2009, 13:18:28
Zitat
innerhalb von 18 Sekunden mechanische Energie in 40 Gigawatt (!) Elektroenergie zurückwandelt??

wieso eigentlich 40 Gigawatt Energie Extra herstellen.
Ich könnte mir auch vorstellen, das man in der heutugen Zeit einen großteil der Energie ( alleine in Deutschland werden  122 Gigawatt) von dem weltweiten Netz abzweigen.

nach der Wiki werden in Europa  40 GW Energie aus Windkraft erzeugt.

also "nur" für eine Startbahn für Raketen extra Kraftwerke bauen halte ich für übertrieben, dann eher über einen kürzeren Zeitraum ( auch gerne nachts, da nachts durchschnittlich eh weniger energie benötigt wird, abzeigen.

Von daher dürfte die Energie eigentlich kein Problem machen. ( wenn der punkt "kosten " nicht wäre. )

ich denke aber auch, das ein start mit kompletter Rakete sicher, einfachen und günstiger is.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 11. Juni 2009, 14:09:56
die letzten 500 meter in einer sanft ansteigenden, letzlich senkrecht werdenden Kurve.

Ja das gibt nochmal hübsche g-Kräfte....  :o
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 11. Juni 2009, 16:30:08
Für Starts aus 20km Höhe gibt es ja schon Luftstartkonzepte, sei es per Trägerflugzeug oder per Luftschiff. Da kann man eine normale Rakete nehmen und sehr flexibel dort und dann absetzen, wo es missionsoptimal ist.
Das Selbe per Raketenweitwurf auf 20km Höhe zu versuchen, erscheint mit im Vergleich sehr unsinnig:

Wozu? Luftstarts funktionieren anders einfacher.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 11. Juni 2009, 16:34:46
Bei der Startprozedur unseres Schienenstarts sehe ich noch ein Problem:

Mit hoher Geschwindigkeit fliegt man in eine Richtung. Was macht man, um dann in eine ganz andere Inklination zu kommen? Für andere Bahnen ist der "Anfangssprint" in die falsche Richtung nicht gerade zielführend, da dadurch der folgende Aufwand steigt das zu korrigieren.
Eine Option wäre bereits in der Atmosphäre ein aerodynamisches Inklinationsmanöver einzuleiten, also zur Seite zu rollen und dann Auftrieb nach links oder rechts zu erzeugen. Natürlich gibt es so etwas nicht zum Nulltarif. Damit verliert man wieder Impuls bzw. muss am Anfang entsprechend schneller los. In welchem Rahmen solche Manöver möglich sind, kann ich nicht abschätzen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 11. Juni 2009, 17:24:01
Ich kann mich entsinnen, dass ich den Schienenstart auch mal als sehr gute Startoption gesehen habe aber wenn man es sich genauer anschaut merkt man halt, dass es auf absehbare Zeit keinerlei Sinn macht sowas zu bauen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 11. Juni 2009, 17:54:29
@Schillrich

Deine Idee mit den "fliegenden Luftstarts" ist natürlich auch nicht von der Hand zu weisen. Ich weiß, daß es mal Bemühungen gab ein Triebwerk zu konstruieren, daß zum Starten wie die Turbine eines Flugzeugs funktioniert und später dann auf den Raketenmodus umgestellt wird. (Turbine wird geschlossen bei mehrfacher Schallgeschwindigkeit) Wenn das Vehikel 15.000m oder mehr erreicht hat, fliegt es wie eine normale Rakete weiter. Gestartet wird aber von einer normalen Flugzeugstartbahn.

Der Starttunnel ist eine Option, die vielleicht irgendwann mal Sinn macht.  Und wenn wir heute die Probleme nicht lösen können, dann vielleicht morgen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 11. Juni 2009, 17:56:34
Hatten wir eigentlich schon darüber nachgedacht, wie sich die extrem starken Magnetfelder der Startschiene auf die empfindlichen elektronischen Bauteile der Nutzlasten auswirken würde? :-\
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 11. Juni 2009, 18:44:25
Man kann doch auch mit Herzschrittmacher Transrapid oder andere Linearmotorgetriebene Fahrzeuge fahren. Die Magnetfelder wird man doch schon deshalb auf einen kleinen Bereich fokusieren, weil sie dann stärker sind. Ich glaube nicht, dass ein nennenswertes Magnetfeld Stator und Rotor verlässt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 11. Juni 2009, 21:07:35
Warum soll ein Magnetfeld begrenzt sein auf Rotor und Stator ?

Magnetfelder lassen sich aber zB. mit Stahlblech abschirmen.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 11. Juni 2009, 21:30:58
Elektronik ist sowieso abgeschirmt: gegen weltraumstrahlung, einflüsse wie wärme, kälte.

Ein dünnes sathlblech oder eine eisen-hältige Wärme-decke (so ein gold-silberteil wie im Autonotfallpack) genügen schon, um sowas wie nen faradayschen käfig zu machen
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 12. Juni 2009, 21:22:25
Abgeschirmt ist gut gesagt. Die Weltraumstrahlung würde sonst jeden Halbleiter einfach grillen !

Soviel ich weiß, schirmt ein Käfig nach Faraday nur elektrische Felder ab.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 13. Juni 2009, 10:38:02
Ja, der begriff war falsch gewählt.

Aber meines wissens ist es genau das selbe mit eisen als abschirmung, drinnen ist kein feld, bzw. neutralisiert...

Farad.-Käfige kann man auch aus Aluminium machen, das schirmt aber nicht gegen Magnetfeld ab
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 13. Juni 2009, 18:55:00
Möglich wäre in dem Tunnel auch ein chemischer Antrieb. Unterhalb des Vehikels wird ein Gas zur Exposion gebracht. Allerdings immer nur soviel, daß die Rakete gleichmäßig beschleunigt. Alle 20 m wird dann von der Seite her neues Gas eingespritzt und zur Explosion gebracht.

Eine Art fortgesetzte Sprengung, wie sie im Motor eines Autos funktioniert, nur als "Ein Kolben Prinzip". Somit wäre das eine Art Kanone und der Treibstoff könnte effektiver eingesetzt werden.

Was haltet ihr davon ?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 13. Juni 2009, 22:04:48
Sicherlich keine Schlechte idee... nur dass das gas sich ja später wieder zusammenzieht... es dehnt sich ja nur kurzzeitig aus.

Dafür gibt es zwei lösungsansätze:
1.unterhalb der einspritz-Düsen Klappen einbauen, die dann wiederrum einen Unterdruck verhindern...
2. Alle Düsen müssen während des gesamten Launches weiterlaufen


Die Vorteile liegen auf der Hand
a) man kann auch Gase mit schlechterem spezifischem Impuls nehmen, die billiger sind.
b) man braucht nur eine schwach dimensionierte Oberstufe

Doch
der tunnel müsste lang sein,
oder besonders stark beschleungien - was dann aber die Rakete kaputtmachen könnte...
Wird das der Rakete nicht zu heiß??
Wenn man stark beschleunigen will, kann man auch Schwarzpulveroder ähnliches nehmen... Wohl einfacher zu handhaben als gas...

Wenn man sowieso fixe strukturen hat, will man sich dann nicht eherauf Strom auslegen?
Denn strom kannst du immer erzeugen.
Der ist unabhängig von der ressource, wenn CH4 Knappheit oder H2 liefer-engpässe,

du könntest ihn notfalls mit der Hand (und sehr sehr vielen Arbeitern), mit windkraft, sonnenkraft, atomenergie, H2-Verbrennung, brennstoffzellen, Dampfkraftwerke mit holz, CH4 verbrennung zu ottomotor mit generator, kohlekraftwerke, ec. etc. etc...  erzeugen.


Sprich: damit kannst du immer relativ konstant-preisig und autonom in den Orbit launchen...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 13. Juni 2009, 23:18:11
Das wird wieder eine ganz normale Kanone, damit ist man schon im ersten Weltkrieg bis auf 40km Höhe gekommen ohne mal wirklich senkrecht nach oben zu schießen sondern nur mt 55° (http://de.wikipedia.org/wiki/Parisgesch%C3%BCtz).
Mit mehreren Treibladungen waren dann die Deutschen im zweiten Weltkrieg auch aktiv, das sah dann ungefähr so aus: http://de.wikipedia.org/wiki/V3 .
In der näheren Vergangenheit hat man es auch nochmal versucht (http://de.wikipedia.org/wiki/High_Altitude_Research_Project) aber wie so oft ging dann das Geld aus.

Hier sollten wir jetzt aber beim Start auf Schienen bleiben, was für mich einen Antrieb mit Magnetismus impliziert.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 14. Juni 2009, 09:38:10
Mir ging es eigentlich nur darum die nötige Strommenge zu verringern, da die vielen GWatt wohl nicht so einfach zu bekommen sind.

Das Prinzip mit den Schienen hat bei der V3 also schon geklappt. Das wäre doch sicherlich einen Versuch wert, ob das nicht besser hinzubekommen ist.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 14. Juni 2009, 13:39:19
Das Prinzip mit den Schienen hat bei der V3 also schon geklappt. Das wäre doch sicherlich einen Versuch wert, ob das nicht besser hinzubekommen ist.

Was hat da geklappt?
Bei V3 gab es keine Schiene - das war ein großes Kononerohr mit mehreren Pulverkammern.

Es ging darum, eine 140 kg Granate möglichst schnell zu beschleunigen (hohe g-Faktoren) und weit zu schleudern.

Für die Raumfahrt brauchen wir niedrige g-Faktoren und haben große und empfindliche Nutzlasten.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 15. Juni 2009, 13:00:44
Ich muß gestehen, ich habe keine Ahnung von der V3.

Auf jeden Fall sollten wir immer im Blick behalten, daß wir einen Planeten haben, um den wir uns kümmer müssen. Unser Planet ist der einzig bewohnbare im uns bekannten Teil des Universums. Da hilft jede Technik weiter, mit der bei Projekten Energie gespart wird und unsere Umwelt entlastet wird.

Außerdem sind die Resourcen unseres Planeten endlich. Dem müssen wir auch in der Raumfahrt Rechnung tragen. Und sei es damit, daß neue umweltschonende Techniken für den Alltag jedes einzelnen entwickelt werden.

Deshalb bin ich nicht gegen Raketen. Nur müssen wir sie ins 21 Jahrhundert weiterentwickeln. Neue Starttechniken, wie etwa einen Kanone oder eine Schiene oder der Luftgestützte Startmethode müssen anwendbar gemacht werden.

Die Autoindustrie ist für mich das beste Beispiel wie es nicht geht. Seit Jahren werden Prototypen entwickelt, die Umweltfreundlich sein sollen. Aber ein Serienfahrzeug, daß diese Forderung wirklich erfüllt gibt es auch nach über 100 Jahren Entwicklung nicht.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 15. Juni 2009, 13:30:17
Da hilft jede Technik weiter [...] unsere Umwelt entlastet wird.

Außerdem sind die Resourcen unseres Planeten endlich.

Das sind aber alles Argumente für eine Rakete!  ::)

Denn ein solcher elektroMagnet ist wohl deutlich umweltbelastender (Stichwort Strom kommt aus der Steckdose) als die Haupt-Triebwerke des Space Shuttles die als Abgase Wasser produzieren!

Die Autoindustrie

Ja die Autoindustrie ist wirklich an allem Schuld...
Der Vergleich ist ein wenig wie Äpfel und Birnen... Und zudem: Was kann die Autoindistrie dafür, wenn es einfach keine anständigen Akkus gibt??? Da hilft kein Geld, wenn es einfach nix besseres gibt, bisher...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: GlassMoon am 15. Juni 2009, 14:43:23
Da hilft jede Technik weiter [...] unsere Umwelt entlastet wird.

Außerdem sind die Resourcen unseres Planeten endlich.

Das sind aber alles Argumente für eine Rakete!  ::)

Denn ein solcher elektroMagnet ist wohl deutlich umweltbelastender (Stichwort Strom kommt aus der Steckdose) als die Haupt-Triebwerke des Space Shuttles die als Abgase Wasser produzieren!

[.......]

Der SSME Treibstoff muss aber auch hergestellt werden, und das geht bei Wasserstoff und Sauerstoff bekanntermaßen am einfachsten durch Elektrolyse. (Womit man es bei der NASA macht weiß ich nicht, ich geh jetzt einfach mal davon aus  ;D)

Dabei wird Energie zugeführt, bei dem Prozess hat man sicherlich keinen Wirkungsgrad von ganzen 100%.
Die Triebwerke selber schaffen wiederum auch keine 100% beim Verbrennungsprozess (den Wirkungsgrad von nem "durchschnitts-raketentriebwerk" kenn ich jetzt zwar nicht, aber wenn aerospike-triebwerke eine Treibstoffersparniss von bis zu 35% schaffen können gegenüber normalen, kann ich mir schon vorstellen dass der Wirkungsgrad *relativ* niedrig ist bei einem durchschnittstriebwerk).
Ausserdem muss man einiges an Energie schon für das Gewicht von Triebwerken und Treibstoff verschwenden :/

Trotzdem halte ich einen Schienenstart für unsinnig, die Kosten und der Technische Aufwand ist einfach in absolut "astronomischen" Höhen.

Die Zuverlässigkeit von den Magneten hat uns der LHC ja eindrucksvoll gezeigt   ::)  :D
Ausserdem muss man die Energie, die eine Rakete in ca 8 Minuten und auf einem langem Beschleunigungsweg in die Nutzlast steckt auf einem verhältnismäßig extrem kurzen Weg und in extrem kurzer Zeit reinbringen, was natürlich extremste Beschleunigungskräfte mit sich ziehen würde, was weder Mensch noch Elektronik aushalten würden...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 15. Juni 2009, 14:52:15
Wirkungsgrad

Also das SSME liegt bei über 99% technischem Wirkungsgrad. Diesen Forschungsstand müssen alle anderen System um was in den Weltraum zu schieben erst mal erreichen.

Meinentwegen kann die NASA Ihren Treibstoff dann aus Windenergie erzeugen oder sonstwie umweltfreundlich. Die Umweltbilanz des Shuttles ist in Relation zu der Masse die da in den Orbit kommt, sicherlich nicht verkehrt, auch wenn die Buran vielleicht noch besser abgeschnitten hat.



Was ich doch damit sagen will:

So umweltfeindlich sind die besten Treibstoffkombinationen gar nicht! Auf jeden Fall ist so eine Rampe mit Sicherheit nicht per Se uweltfreundlicher
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: GlassMoon am 15. Juni 2009, 14:55:30
Klar, die Magneten haben bestimmt eine hohe Wärmeproduktion.

wikipedia sagt mir aber:
Ein Aerospike-Triebwerk verbraucht in niedriger Höhe 25 bis 30 % weniger Treibstoff als traditionelle, glockenförmige Raketentriebwerke.


Wenn das stimmt, müssen die "traditionellen" Triebwerke diese 25% Treibstoff doch verschleudern, oder versteh ich das falsch?
Weniger Treibstoffverbrauch bei gleicher Leistung bedeutet für mich höherer Wirkungsgrad.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 15. Juni 2009, 14:59:03
Ein Aerospike-Triebwerk verbraucht in niedriger Höhe 25 bis 30 % weniger Treibstoff als traditionelle, glockenförmige Raketentriebwerke.

Ich sagte ja auch technischer Wirkungsgrad der glockenförmigen SSME. Also was technisch da überhaupt bei diesem System rauszuholen ist.

Ein Aerospiketriebwerk kann das sicherlich nochmals steigern. Allerdings nur in Flugphasen unter 2min. Und so ein Aufstieg dauert wohl so 8min. Also sind die 25% auf den unter 2min hochgerechnet auf die gesamte Strecke auch wieder deutlich weniger Ersparnis als man denkt!


Nochmals
Ich wollte nur klarstellen, dass so eine Magnetanlage nicht umweltfreundlicher ist, als eine Rakete. Jedenfalls kann man das so pauschal nicht einfach mal in den Raum werfen!
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: GlassMoon am 15. Juni 2009, 15:08:09
Okay jetz hab ichs verstanden^^

Wenn man es noch ewig entwickeln würde, könnte man aus dem Magnetsystem bestimmt auch noch einiges rausholen.
Trotzdem würde man noch vor extrem vielen Problemen stehen, die Magneten brauchen bestimmt eine gigantische Kühlanlage.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 15. Juni 2009, 15:21:41
Wenn man es noch ewig entwickeln würde, könnte man aus dem Magnetsystem bestimmt auch noch einiges rausholen.

Das kann gut sein! Aber wer möchte das Geld für diese Forschung ausgeben, so lange man auf absehbare Zeit alles mit Raketen starten kann, was man will und das sogar recht zuverlässig!
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 15. Juni 2009, 17:48:48
Die Autoindustrie

Ja die Autoindustrie ist wirklich an allem Schuld...
Der Vergleich ist ein wenig wie Äpfel und Birnen... Und zudem: Was kann die Autoindistrie dafür, wenn es einfach keine anständigen Akkus gibt??? Da hilft kein Geld, wenn es einfach nix besseres gibt, bisher...

mal kurz OT weil ich es einfach mal loswerden muss:
Wer war in letzter Zeit mal in einer Chinesischen Großstadt?
Dort fahren NUR Elektroroller rum (Verbrennungsmotorroller wurden einfach verboten) und zwar zu abertausenden. Wie sieht es da in sagen wir mal Rom aus? Abertausende Verbrennungsmotormofas.
Und es gibt auch ganz seltsamer Weise chinesische Elektroautos (4-Türer) die 400km Reichweite haben und in serienfertigung sind. Komisch, geht wohl doch? Wird aber von westlichen Medien systematisch totgeschwiegen und bei öffentlichen Auftritten lächerlich gemacht. Wer will kann ja mal zu BYD (Build Your Dreams) recherchieren. Und um mal ganz wild zu spekulieren: Wer könnte denn ein Interesse haben ganz fleißig das Schild "Elektroautos sind unausgereift und schaffen maximal 50 km" hochzuhalten? Doch nicht etwa die Ölindustrie? Neinneinnein ...

So, mal weiter zum Schienenstart ::)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 16. Juni 2009, 09:19:52
Da hilft jede Technik weiter [...] unsere Umwelt entlastet wird.

Außerdem sind die Resourcen unseres Planeten endlich.

Das sind aber alles Argumente für eine Rakete!  ::)

Denn ein solcher elektroMagnet ist wohl deutlich umweltbelastender (Stichwort Strom kommt aus der Steckdose) als die Haupt-Triebwerke des Space Shuttles die als Abgase Wasser produzieren!

Die Autoindustrie

Ja die Autoindustrie ist wirklich an allem Schuld...
Der Vergleich ist ein wenig wie Äpfel und Birnen... Und zudem: Was kann die Autoindistrie dafür, wenn es einfach keine anständigen Akkus gibt??? Da hilft kein Geld, wenn es einfach nix besseres gibt, bisher...

Ich habe geschrieben, daß es in 100 Jahren Autoindustrie beim Antrieb keine wirklichen Innovationen gab.

Die Computerindustrie hat in wesentlich kürzerer Zeit riesige Fortschritte gemacht. Genauso die Weltraumforschung. Die Akkutechnik hat alle paar Jahre wirklich leistungsfähigere und bessere Akkus hervorgebracht.

Meine Aussage ist, daß wer nicht forscht, wird sich auch nicht weiterentwickeln. (wie die Autoindustrie, einen 8000PS Motor brauche ich nicht für mein nächstes Auto) Wer sich nicht weiterentwickelt, wird irgendwann sterben.

Ich hoffe, daß sich in nächster Zeit die Elektroautos behaupten werden.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 16. Juni 2009, 10:59:38
Nur noch kurz etwas zu Elektroautos:

Der Goldweg sind die auch nicht. Welche elektrische Infrastruktur sollte denn Millionen Elektroautos heute versorgen? Das muss erst mal alles gebaut werden und kostet damit auch Geld und Energie. Wenn die in Massen fahren, werden sie wahrscheinlich im Betrieb nicht billiger sein als heutige Autos. Der jährliche Austausch leistungsfähiger Akkus wird ebenso zu einem Kosten- und Umweltfaktor. Wie oft tauscht man die Hälfte des Motors in einem heutigen Auto?

Die Gesamtenergiebilanz eines Toyata Prius ist bei weitem nicht so grün wie sie auf den ersten Blick erscheint (ist auch bei anderen Konzepten und Produkten so) ...

Neben aller Lobbyarbeit und Vorurteilen: Ottomotoren haben sich nicht ganz umsonst durchgesetzt und bewährt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Trigger am 16. Juni 2009, 11:43:21
Zitat
Ottomotoren haben sich nicht ganz umsonst durchgesetzt und bewährt.

Ja bewährt haben sie sich, aber es ist ja absehbar, das die Grundlage ( Erdöl) für Verbrennungsmotoren in näherer zukunft ausgehen wird und dann ??  wieder bei Null anfangen. Da sollte man doch eher jetzt sehen, das man die Infrastruktur für eine zukünftige Technologie schonmal aufbaut.


Thema Start auf Schienen:  Ich denke mal einfach, das es hier genuaso ist,  jetzt schonmal die Grundlagen erforschen und  kleine Testanlagen bauen.
Bis diese Technik zur Serienreife kommt, werden so oder so noch mindesten (optimistisch gedacht) 25 Jahre vergehen.

Also wir es wohl bei der "guten alten Raketentechnik" bleiben.  vorerst.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 16. Juni 2009, 11:55:20
Thema Start auf Schienen:  Ich denke mal einfach, das es hier genuaso ist,  jetzt schonmal die Grundlagen erforschen und  kleine Testanlagen bauen.
Bis diese Technik zur Serienreife kommt, werden so oder so noch mindesten (optimistisch gedacht) 25 Jahre vergehen.

Also wir es wohl bei der "guten alten Raketentechnik" bleiben.  vorerst.

Ich denke wir sind hier zu dem Resultat gekommen, dass so ein Start auf Schienen auf absehbare Zeit keinerlei Sinn macht.

- man kann keine Orbitgeschwindigkeit ereichen
- man kommt nicht mal auf Orbithöhe
- riesiger Bauaufwand
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 16. Juni 2009, 12:49:12
Ich denke, daß die Art der Antriebe die Frage der Zukunft schlechthin sein wird. Ob nun Elektro oder Brennstoffzelle, ob Raketenmotor oder Schiene. Wichtig ist, daß es Resultate gibt. Damit meine ich aber keine Prototypen sondern ausgereifte Serienmodelle. Sowohl auf der Straße, als auch für das All.

Ich habe mal einen Bericht in einem Buch von 1902 gelesen. Das zentrale Thema war, mit was die Autos später mal fahren werden. Das war ein Pro und Kontra zwischen Dampfmaschine und Ottomotor. Der Autor kam zu dem Schluß, daß sich wohl die Dampfmaschine dursetzten wird, da das Petrolium zu sehr stinkt.

Wie werden unsere Kindeskinder in 100 Jahren auf uns zurückblicken ? Sie können sagen, damals gab es noch die nötigen Resourcen um alternative Antriebe zu entwickeln. Oder werden sie sagen daß die Korruption und der Lobbyismus der Ölindustrie die Entwicklung so sehr gebremst hat, daß sie nun in Armut leben müssen, in einer Welt die hauptsächlich von Zerstörung und Katastrophen geprägt ist ?

Werden sie sagen, es waren mal Menschen auf dem Mond und die Raumfahrt hat das Leben auf der Erde bereichert oder werden sie denken, es waren mal Menschen auf dem Mond, dem Mars und es sind sinnlos riesige Mengen Resourcen vergeudet worden ?

Ein Schienenstart ist eine von vielen mögliche Optionen. Ich sage nicht, daß sie gut oder schlecht ist. Sie ist es aber sicher Wert beachtet zu werden.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Trigger am 16. Juni 2009, 12:56:15
Zitat
Damit meine ich aber keine Prototypen sondern ausgereifte Serienmodelle

ausgereift Serienmodelle benötigen aber in regelfall etliche Prototyten und Versuchs und Testobjekte.

.. und diese müssen erstmal funkionieren.

Sich MUSS geforscht werden, sonst stehen wir demnächst ohne Licht, und fahrbaren untersatz da und können nichtmal neue Kraftwerke bauen, da die alten keinen Brennsoff mehr haben. (etwas übertrieben ich weiß)

s gibt ja schon etliche Proto´s von diversen Antriebsmöglichkeiten, aber leider leider liegen diese in den Schubladen der Ölmultis. 

...und uns versucht man klar zu machen, das der teure Sprit am anfang der Ferienzewit zufall ist und nicht mit der bekannten Reisewelle zu tun hat.  da lach ich doch nur !!
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 16. Juni 2009, 13:00:45
Das mit der Korrelation der Spritpreise und Ferien/Feiertagen funktioniert auch ohne Absprache, einfach durch Beobachtung von Markt und Konkurrenz.

Außerdem: Auch in anderen Märkten gehen die Preise hoch, wenn die Nachfrage steigt. Beschwert sich da einer?

So, ich bin jetzt selbst in das abschweifende Thema eingestiegen. Lasst uns aber jetzt wieder zu Konzepten der Raumfahrt zurückkehren.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 16. Juni 2009, 13:12:05
@Meagan:
Das Petrolium stinkt ist aber eine andere Argumentart als die hier gebrauchte. Wir haben festgestellt, dass der Schienenstart z.B. nicht geht weil die Nutzlast oder auch Menschen die Beschleunigungskräfte nicht vertragen die dabei auftreten. Das ist vollkommen unabhängig, ob das ganze mit Dampf oder Magnetismus funktioniert oder wie ausgefeilt die entsprechende Technik ist. Die Beschleunigung muss auf eine längere Zeit und damit auf eine längere Strecke verteilt werden als mit dem Schienenkonzept machbar. Wieviel Strecke legt z.B. das Shuttle bis zum MECO zurück?
Ohne sowas ganz futuristisches wie Trägheitsdämpfung ist da nix zu machen. Und die erwarte ich persönlich nicht in den nächsten 25 Jahren.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 16. Juni 2009, 13:13:13
Pessimist! ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 16. Juni 2009, 13:23:19
Pessimist! ;)

Wenn man Kofein nicht auch als Trägheitsdämpfer zählt ...  ;D

Vor diesem Thread fand ich diese Starttechnik auch toll und Zukunftsträchtig, aber ich finde es gab hier genug harte Fakten die mich da umgestimmt haben. Sich von Fakten umstimmen lassen finde ich auch was recht wichtiges. Die Kunst ist natürlich, das nicht zu schnell zu tun, denn auch Fakten stimmen ja nicht immer z.B. wegen einem falschen Blickwinkel oder Annahme.
Klingt das weniger pessimistisch?  ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 16. Juni 2009, 13:55:29
Die Akkutechnik hat alle paar Jahre wirklich leistungsfähigere und bessere Akkus hervorgebracht.

Mein Nokia von Anno 2000 hatte schon einen Litium Poymeer Akku.



Der ElektroMOTOR ist perfekt ausgereift. Wie gesagt, schon Mitte der 80er gab es einen Mercedes mit Elektromotor. Und auch noch früher gab es das. Es fehlte immer nur der Akku der lange hält und den man schnell aufladen kann!

Er fehlt, und da kannst Du jeden Experten Fragen! Das steht überall so und das kannst Du nicht leugnen.

Es gibt zwar noch die schöne Idee, einfach 3 Standardakkus auf den Markt zu bringen, klein, mittel, gross und an der Tankstelle bekommt man dann einfach einen neuen eingesetzt usw.... (Du siehst, es gibt Idee auf die wärest Du nichtmal gekommen) Aber auch da gibt es leider Hindernisse die auf unsere Marktwirtschaft zurückzuführen sind. Nicht auf die Inkompetenz der Autohersteller. Dort arbeiten unsere besten Ingineure! Wir werden wohl solche "Parkuhren" mit Stromanschluss bekommen...


Wie man herausliest mag ich es nicht, wenn einfach auf unserer Autoindustrie herumgehackt wird, nur weil es grade très chick ist.  :(
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Trigger am 16. Juni 2009, 13:56:44
Zitat
Klingt das weniger pessimistisch?
naja ein wenig.

aber grundsätzlich spricht ja nix gegen die Technik selber,  ich meine im kleinen wird ja schon munter daran geforscht   wie z.b. "Gaußgewehre" und "Railguns"  da geht es ja gundsätzlich um die selbe technik. aber selbst die funkioniert noch nicht richtig bzw. langanhalten.

also eine Art Gaußgewehr für Raumfahrzeuge, evtl. gekoppelt an einen höheren Abschussort für kleinere Geliter könnte ich mir sogar bildlich vorstellen.
Solange es nicht den namen "Spacemountain" bekommt und von Disney gesponsort wird.   ;D ;D

 
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 16. Juni 2009, 22:35:26
Ich wähle nochmal das Thema Auto obwohl das eigentlich nicht hierher gehört.

Schon wieder höre ich, daß Akkus wegen dies und dem nicht gehen. Na und , dann nehmen wir Brennstoffzellen. Wenn die nicht gehen, bauen wir Schwungmassen ins Auto ein. Und wenn das nicht geht, schneiden wir ein Loch in den Boden des Autos und machen's wie Fred Feuerstein. Mitsammt Jabadabadoo !

Das Thema Auto zeigt mir immer wie unflexibel unsere Gesellschaft ist. Wenn der Fahrplan zum Mars genauso funktioniert, wie der Pessimismus hier und die unflexiebele Autoindustrie, werden wir es wohl gerade bis zum Mond schaffen.

Ich bin nicht dafür, daß ein Projekt des Projektes Willen durchgezogen wird. Es muß Sinn machen und realisierbar sein. Also Jungs, versucht Euch mal vorzustellen, ihr lebt in 100 Jahren und blickt in die Vergangenheit auf unsere heutige Zeit. Macht es dann Sinn Akku oder Wasserstoffautos zu entwickeln, oder eine Schienenvorrichtung zum Abschuß von Raumfahrzeugen ?

Wir können es ja auch wie die Bahn machen und die Straßen mit Stromleitungen versehen. In der Stadt fährt man mit Akku, und außerhalb klinkt man sich in die Fahrdrähte ein.

Es gibt sicher noch 1.000.000.000 unenteckte Möglichkeiten. Laßt uns ein paar davon finden. Sei es eine Schienenabschußvorrichtung mit Tunnel, eine lasergesteuerte Brotschneidemaschine für die Schwerelosigkeit oder einen Gesundheitsroboter für Astronauten.

Wäre Lindberg nicht von Amerika losgeflogen , hätte er Europa nie erreicht !
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 16. Juni 2009, 22:42:19
Zitat
Klingt das weniger pessimistisch?
naja ein wenig.

aber grundsätzlich spricht ja nix gegen die Technik selber,  ich meine im kleinen wird ja schon munter daran geforscht   wie z.b. "Gaußgewehre" und "Railguns"  da geht es ja gundsätzlich um die selbe technik. aber selbst die funkioniert noch nicht richtig bzw. langanhalten.

also eine Art Gaußgewehr für Raumfahrzeuge, evtl. gekoppelt an einen höheren Abschussort für kleinere Geliter könnte ich mir sogar bildlich vorstellen.
Solange es nicht den namen "Spacemountain" bekommt und von Disney gesponsort wird.   ;D ;D

 

Ich finde Disney nett. Da können sogar Drachen fliegen und die Starts klappen auch. Warum also nicht mal von Disney inspirieren lassen ?

Zitat
Wie man herausliest mag ich es nicht, wenn einfach auf unserer Autoindustrie herumgehackt wird, nur weil es grade très chick ist.  Traurig

Keine Sorge, ich hackte und hacke auf der Autoindustrie noch rum, wenn es aus der Mode ist.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Trigger am 18. Juni 2009, 08:57:42
Das Problem an dem Ganzen liegt glaube ich nicht an der technischen möglichkeit bzw. unmöglichkeit, sondern an der bequemlichkeit des Menschen.

elektro / Wasserstoffautos haben eine Reichweite von bis zu ich sage mal 100 - 300 km je nach leistung. 
Hmm  jetzt überlege ich mal,   habe ich lust auf dem Weg in die nächste stadt oder auf der Fahrt in den wohlverdienten Urlaub  ständig an einer "Tankstelle" zu stehen und die akkus zu
tauschen / aufzuladen.  Ich denke NEIN.

Ich will damit nicht sagen, das es nicht probiert werde soll,  auch Akkus werden leistungsfähiger, vorallem wenn die firmen einen großen wirtschaftlichen nutzen darin sehen.

mal zurück zum Thema:
Das Problem bei einem Schinenstart ist doch, das der kosten / nutzen faktor viel zu groß ist. Aktuell ist auch noch das Problem, das in den bereich Raumfahr sowieso die gelder gestrichen werden, wie da noch vernünftig an neuen zukunftsweisenden Projekten forschen ??
Vielleicht ja doch ein Sponsoring von Disney   ;D
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 18. Juni 2009, 12:22:03
Unsere Welt hat sich seit den letzten 200 Jahren extrem verändert. Zuerst die industrielle, dann die digitale Revolution. Heute spricht man schon vom Weltraumtourismus.

Fest steht nur, daß schon viele Konzepte aus der Vergangenheit untergegangen sind. Meist aus Wirtschaftlichkeitsgründen. Es wird noch vieles entwickelt werden. Ob da nun so ein Schienenstartmechanismus dabei sein wird werden wir vielleicht in einigen Jahren wissen. Ohne den Erfindergeist vieler Forscher wären wir auch nie soweit gekommen.

Das Auto , so wie wir es heute kennen, wird eines Tages verschwinden. Etwas neues wird seinen Platz einnehmen. Das wird aber schon in naher Zukunft passieren.

Ich bedauere aber, daß sich hier die Meinung durchgesetzt hat, daß so ein Schienenstartsystem zu teuer, zu aufwendig und zu Energieintensiv ist.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 18. Juni 2009, 12:40:37
Wenn die Argumente das aussagen ... dann muss man sich der Sachlage ergeben, anstatt dogmatisch an einer Idee festzuhalten.

Wenn es keine Probleme gäbe, glaubst du nicht, dass alle hier von dem System überzeugt und begeistert wären? Wir sagen ja nicht willkürlich: utopisch.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Juni 2009, 13:25:14
Ich bedauere aber, daß sich hier die Meinung durchgesetzt hat, daß so ein Schienenstartsystem zu teuer, zu aufwendig und zu Energieintensiv ist.

Es ist teuer, aufwendig und Energieintensiv wie alle anderen Starttechnologien auch. Aber nicht "zu ...". Das Problem ist prinzipieller Natur, wie weiter oben ja schon beschrieben. Und das kann man auch nicht mit Geld drauf werfen lösen, abgesehen davon, dass das keiner hat.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: MX87 am 11. Dezember 2009, 20:13:06
Das Thema HARP wurde hier schon einmal angesprochen, allerdings gibt es mehr Projekte die den Start von Satelliten per Kanone anvisieren.

Ein aktuelles Projekt ist Columbiad Launch Services:
http://www.columbiad.ca/industrial/index.html (http://www.columbiad.ca/industrial/index.html)

Hier nochmal der HARP-Thread:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4074.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4074.0)

Hier kann nun über den Sinn oder Unsinn des Satellitenstarts per Kanone debattiert werden. Dass bemannte Missionen auf Grund der hohen Beschleunigung unmöglich sind  dürfte klar sein, aber bei Satelliten sieht es wieder anders aus....

Ist das Konzept es wert weiterverfolgt zu werden?
Könnte man mit einem funktionierenden System den Satellitenmarkt revolutionieren (Startkosten)?
Oder können nur ganz bestimmte Satelliten gestartet werden?


Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: sf4ever am 11. Dezember 2009, 20:17:26
Ganz klar, die Satelliten müssen sehr robust gebaut sein, also kann man schon mal keine der heutigen kommerziellen Satellioten starten, die würden beim Start zerstört werden. Als Startmethode für kleine, robuste Satelliten ist natürlich interresannt, Aber ich denke, dass die hohe Masse auf Grund des Schutzes vor den G-Kräften das ganze System zu einem finanziellen Desaster machen. Aber wenn welche das machen wollen, ich bin gespannt, ob ich mich vielleicht doch getäuscht habe.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 12. Dezember 2009, 12:12:57
Wie wäre es so: Orion fliegt mit halbvollem (oder halbleeren, je nach Blickwinkel ;) ) Tank in den Orbit. Das spart Masse.

Vorher wird ein Tank ohne elektronik in den Weltraum geschossen. zu diesem fliegt Orion, und holt sich den benötigten Treibstoff...

Das selbe mit Wasser/Essen für die ISS... Soyus/Orino dockt an dem 'Tank' an, und nimmt ihn mit zur ISS
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 12. Dezember 2009, 12:22:04
Hallo,

wir haben bereits einen Thread zum Schienenstart. Ich halte die Grenzen zu einem "Kanonenstart" für verschwimmend und unscharf, da es generell um Starts mit reinen "erdgebundenen" Mitteln geht, und dazu zählen auch Schienen, Railgun oder Gauss-Gun.

Ich denke ich werde beide Themen in einem passenden Thread vereinen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Brainstorm64 am 12. Dezember 2009, 15:00:38
Nachdem die Threads noch einzeln sind, weiß ichjetzt nicht genau, ob das im Thread zum Schienenstart schon erwähnt wurde:

Der Satellit oder was auch immer gestartet werden will, braucht nicht nur Schutz gegen zu hohe G-Belastung, sondern auch einen Hitzeschild. Das Problem der Reibungshitze beim Flüg durch sie Atmosphäre, entsteht nicht nur bei der Landung, sondern auch beim Start. Genaugenommen hier sogar noch extremer. Denn die Abschussgeschwindigkeit muß höher sein, als die Orbitalgeschwindigkeit, denn beim Aufstieg verliert der Satellit einiges an Geschwindigkeit. Wenn ich das richtig im Kopf habe, dürfte die Apollo-Kapseln, bei der Rückkehr vom Mond so ziemlich die schnellsten Objekte gewesen sein, die sich jemals innerhalb der Atmophäre bewegt haben. Ein "Kanonengestarteter" Satellit muß am Anfang der Startphase mit Sicherheit um einiges schneller sein, als die Apollo-Kapseln. Zudem hat der das Problem, daß die höchste Geschwindigkeit ausgerechnet innerhalb der dichtesten Atmosphäre vorliegt. Eine für einen Hitzeschild extrem ungünstige Kombination.
Ob unter diesen Vorraussetzungen ein solcher Start möglich ist, wage ich zu bezweifeln. Der Vorteil einer Rakete ist nicht nur, daß die G-Kräfte moderat gehalten werden, sondern auch noch, daß der größte Geschwindigkeitszuwachs erst dort Stattfindet, wo die Atmosphäre nicht mehr so dicht ist.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 12. Dezember 2009, 18:30:49
(nach vorne hol' ... und umbenenn')
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 12. Dezember 2009, 19:01:25
Zitat
Ob unter diesen Vorraussetzungen ein solcher Start möglich ist, wage ich zu bezweifeln. Der Vorteil einer Rakete ist nicht nur, daß die G-Kräfte moderat gehalten werden, sondern auch noch, daß der größte Geschwindigkeitszuwachs erst dort Stattfindet, wo die Atmosphäre nicht mehr so dicht ist.

Vielleicht mit einer extrem Aerodynamischen Form lösbar. Dann das ganze noch auf einem hohen Berg bauen ~5 km Höhe...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Wilhelm am 12. Dezember 2009, 19:51:51
Der Vollständigkeit halber:

Dasselbe Thema diskutieren wir auch in diesem Thread: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=6819.0

Grüsse

Wilhelm
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: elite am 17. Dezember 2009, 22:18:06
Schienenstart mit Magnetschwebetechnik für unbemannte Systeme ist ok, aber zu teuer...
Für unbemannte Systeme wie Satelliten z.B. finde ich aber die Huckepackvariante von Flugzeugen aus einer Höhe > 10tsd m besser...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Ruhri am 18. Dezember 2009, 00:31:18
Das dürfte aber auch nur für leichte Raketen und geringe Nutzlasten eine sinnvolle Option sein, also genau in der Liga der Pegasus.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 18. Dezember 2009, 14:34:24
Schienenstart mit Magnetschwebetechnik für unbemannte Systeme ist ok, aber zu teuer...

Nein, es ist nicht ok!
Das wurde hier aber schon lang und breit diskutiert, lies es doch einfach mal nach.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 19. Dezember 2009, 14:59:00
Der Start von einer Schiene oder einer Kanone wird wohl noch so lange ein Traum bleiben, bis sich jemand findet, der Geld und Zeit in so ein Projekt investieren kann. Wie der letztendliche Aufbau aussehen wird, darüber läßt sich nur spekulieren.

Ich glaube daran, daß es technisch machbar ist Raumfahrzeuge auf diese Art zu starten.

Eine Kanone ist im Grunde ein langes Rohr. Nirgends ist festgelegt, wie lang es sein muß. Genauso wenig ist festgelegt, wie schnell ich das Projektil beschleunige. Statt Sprengstoff, kann auch komprimierte Luft zum Einsatz kommen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 19. Dezember 2009, 19:12:57
Hallo Meagan,

komprimierte Luft? Wohl kaum ... Großraketen fliegen auch nicht rein mit komprimierten Gasen, sondern benötigen zusätzlich die thermische Energie aus der Redox-Reaktion ihrer Treibstoffkomponenten, um einen annehmbaren spezifischen Impuls zu erhalten, um also annehmbar viel Leistung aus jedem kg Treibstoff zu bekommen, und selbst dann benötigen wir noch Unmengen Treibstoff verglichen mit der Nutzlast.

Wie viel komprimierte Luft (Treibmasse) soll es dann erst sein, um durch pure Expansion auf 8km/s und mehr zu beschleunigen? Selbst echte Kanonen und Gewehre arbeiten nicht so (na gut, Luftgewehre und Paintball ...)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 19. Dezember 2009, 20:02:04
Mit der Luft habe ich wohl ein bisschen "Übers" Ziel hinaus geschossen. Ich wollte eigentlich bloß deutlich machen, daß es sehr viele Optionen gibt. Mit einer Preßluftrakete zum Mond reisen ? Ich glaube da wäre sogar Jules Verne blaß geworden  ;) .
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Ruhri am 20. Dezember 2009, 11:58:50
Mag ja sein, dass es viele Möglichkeiten gibt, nur müssen sie erst einmal einen Vorteil bieten gegenüber dem, was man schon hat.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: elite am 21. Dezember 2009, 00:48:39
@trallala: Hab alles gelesen, aber best. nur 50% aufgenommen... Nischt gefunden, wat dajegen spricht, dat es ok is... Was für Arumente hast DU? ;D Gruß
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 21. Dezember 2009, 07:33:10
Guten Morgen,

dann hast du aber eher schlecht gelesen. Wir haben hier sehr ausführlich den zu speichernden und plötzlich freizusetzenden Energiebedarf, Größe einer Anlage, Beschleunigungen, thermale Belastung beim Hochgeschwindigkeitsflug in der unteren Atmosphäre, aerodynamische Stabilität und auch Beschränkungen der Bahnmechanik angesprochen. Das sind alles Argumente gegen so ein System. Vieles dürfte sich lösen lassen, aber ob das Endergebnis dann noch sinnvoll, effektiv und effizient einzusetzen ist, ist sehr fraglich. (Wenn man damit einen angekokelten 20kg Titanblock in die Umlaufbahn bringt, klatscht sich selbst der technikbegeistertste Ingenieur an den Kopf ...;))
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 21. Dezember 2009, 12:01:11
@trallala: Hab alles gelesen, aber best. nur 50% aufgenommen... Nischt gefunden, wat dajegen spricht, dat es ok is... Was für Arumente hast DU? ;D Gruß

Mal einen der vielen Punkte ganz kurz zusammengefasst:
Wenn man einen 5km langen senkrechten Schacht in einem hohen Berg zum starten hat (was schon sehr schwer ist) und mit 4g beschleunigt, dann kommt man ohne Luftwiederstand 20km hoch (5km*4g -> 20km*1g), also Flugzeughöhe. Mit Luftwiederstand wird es deutlich weniger. Dann hat man allerdings noch NULL Geschwindigkeit UM die Erde aufgebaut, sondern fällt einfach wieder runter. Selbst wenn man mit 40g(!) beschleunigt kommt man nicht über 200km und hat immernoch KEINE Radialgeschwindigkeit. Man wäre dann also nicht weiter als VirginGalactics SpaceShip2 aber um ein paar Milliarden teurer.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 21. Dezember 2009, 12:15:51
Kleine Anmerkung am Rande: eine effektive senkrechte Beschleunigung mit 4g bedeutet 5g Belastung.

Btw, ein Schienenstart oder eine Railgun/Gaussgun fuer so ein Startsystem wuerde nie senkrecht starten, denn das ist reine (sinnlose) Hubarbeit und damit Gravitationsverlust. Idealerweise muesste man horizontal/tangetial starten, was auf dem Mond (ohne Atmosphaere) moeglich waere. Auf der Erde braeuchte man einen Kompromiss zwischen den beiden Extremen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tobi am 21. Dezember 2009, 12:29:19
Auf dem Mond würde sich sowas in einer fernen fernen Zukunft anbieten. Da könnte man einfach eine sehr lange Transrapidstrecke bauen und so lange beschleunigen bis man Orbitgeschwindigkeit erreicht hat. Dann der Nutzlast/ dem Raumschiff noch einen kleinen Schubs geben und schon ist man im Orbit. Und das ganze ohne Treibstoffverbrauch und Verluste durch Luftwiderstand gibt es auch nicht. ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 21. Dezember 2009, 19:03:22
Zitat
Da könnte man einfach eine sehr lange Transrapidstrecke bauen und so lange beschleunigen bis man Orbitgeschwindigkeit erreicht hat.

Selbst auf dem Mond würde eine Maglef nichts bringen. Wer sollte das bezahlen ? Das größere Problem ist doch die Erde zu verlassen.

Eigentlich hatte ich mir diese Starttechnologie als Ersatz für die 1. Stufe einer Rakete gedacht. Die verbrennt die größte Menge Treibstoff und hat das ungünstigste Treibstoff/Nutzlastverhältnis.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: trallala am 21. Dezember 2009, 19:58:15
Selbst auf dem Mond würde eine Maglef nichts bringen. Wer sollte das bezahlen ? Das größere Problem ist doch die Erde zu verlassen.

Das mit der Bezahlung ist das eine, aber warum soll es nichts bringen? Natürlich bringt es was, nämlich eine Startmöglichkeit nur mit Strom. Das ist eine ganze Menge finde ich ...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Ruhri am 22. Dezember 2009, 00:05:34
Katapulte auf dem Mond dürften in der Tat wesentlich besser funktionieren als auf der Erde, nur muss man sich die Frage stellen, was es sich zu verschicken lohnt. (Vielleicht irgendwann 3He, aber das ist schon für sich reine Glaskugelei!)

Bei den Science Fiction-Autoren ist die Idee sehr beliebt. Mir ist das in mindestens zwei Büchern von Robert A. Heinlein (Revolte auf Luna bzw. Der Mond ist eine herbe Geliebte) und Michael McCollum (Treffer bzw. Sternenfall) begegnet. McCollum als gelernter Ingenieur dürfte sogar das Fachwissen haben, die Technologie richtig bewerten zu können.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 29. März 2010, 22:06:01
Habe mal eine Rechnung aufgestellt:

50 kg Nutzlast mit 10g

=4910 N Bedarf

Dann die Strecke, die man bei 10 g beschleunigen muss, um 9km/sek Endgeschwindigkeit zu erreichen...
= 405.000m

=> 4910*405000= 1 988 550 000Nm (=Ws)

= ~ 552 kWh



Also bräuchte man rund 552 kWh, um eine Masse von 50 kg auf Orbitgeschwindigkeit zu bringen.

Dann noch * 0,25 €/kWh -> 138 € würde der Strom dazu kosten...



Falls jemand mit Erfahrung in der Materie mal Zeit hätte, das durchzuchecken ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 29. März 2010, 22:30:04
Hallo runner,

das ist nicht schwer zu rechnen und "passt". Aber, sorry, wo ist die Relevanz dieses Zahlenspiels? Die Kluft zwischen diesem (in sich richtigen) Überschlag mit Schulphysik zur Realität ist ... jenseits von Gut und Böse. Wir hatten hier im Thread schon mehrfach, warum es nicht geht, bzw was die realen Probleme so einer Technologie auf dem Weg zur Anwendung sind. Allein die errechnete Länge 405km sollte zu denken geben ...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 30. März 2010, 11:30:31
Zitat
Wir hatten hier im Thread schon mehrfach, warum es nicht geht, bzw was die realen Probleme so einer Technologie auf dem Weg zur Anwendung sind.

Ja, schon klar...
Wollte nur wiedermal ein paar mathematische Fähigkeiten auf die Probe stellen ;)

Zitat
405km
Ja, eben... Ist ziemlich unrealistisch...

Und ob man mit der Nutzlast nicht ein Flugzeug trifft... Oder nen Vogel...
Das wäre wohl auch ein Problem..
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 30. März 2010, 12:32:07
Flugzeuge kann man verhindern, indem man das Gebiet einfach zum Sperrgebiet erklärt. Vögeln kann man zwar nicht vorschreiben wo sie fliegen sollen, aber wenn man das Ende des Beschleunigers in ca 10km Höhe hat, kann man sichergehen, dass da keine Vögel mehr sind, weil die in solchen Höhen nicht fliegen können. Vorteil einer möglichst großen Höhe des Beschleunigers wäre auch, dass man wenig Luftreibung hätte.

Das auch so ein Konzept schwer zu realisieren ist, steht trotzdem außer Frage, außerdem bräuchte man für einen sinnvollen (auch bemannten?) Einsatz geringere Beschleunigungen und größere Nutzlastkapazitäten, also sehr viel größere Beschleuniger als hier kalkuliert.

mfg websquid
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 30. März 2010, 16:17:35
Zitat
Das auch so ein Konzept schwer zu realisieren ist, steht trotzdem außer Frage, außerdem bräuchte man für einen sinnvollen (auch bemannten?) Einsatz geringere Beschleunigungen und größere Nutzlastkapazitäten, also sehr viel größere Beschleuniger als hier kalkuliert.

Also bemannt halte ich sowas für gänzlich unrealistisch - oder besser gesagt nicht sehr sinnvoll....

Wasser oder Treibstoff halten große Beschleunigungen aus, und gerade das wäre ja der Vorteil der Railgun...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sylvester am 31. März 2010, 21:05:00
Das große Problem in der obirgen Modellrechnung ist der Luftwiderstand. In 10 km Höhe ist die Atmosphäre zwar dünner, aber immer noch vorhanden.

Würde auch bedeuten, daß die Schienen bis in eine Höhe, außerhalb der Lufthülle gebaut werden müßte. Darum eine Art Tunnel, der evakuiert werden müßte.

Und wenn mir jemand erklärt, wie das technisch zu machen ist, bin ich gern mit dabei.....

Ich glaube die Idee ist genauso reell, wie einen Tunnel durch den Mittelpunkt der Erde zu bauen. Wenn man da lange genug nach unten beschleunigt, fliegt man auf der anderen Seite ins All.  ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: rm39 am 05. Mai 2010, 15:41:50
Und wieder einer der mit einer Kanone Treibstoff ins All befördern möchte. Sie soll im Meer stationiert werden und 1,1 km lang sein. Hier der Artikel, mit kurzem Film.
http://www.sueddeutsche.de/wissen/139/510260/text/
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 05. Mai 2010, 17:10:50
In der Meldung ist ein Fehler:
Zitat
Wird ein Ventil geöffnet, jagt es explosionsartig in den Geschützlauf und schießt eine halbe Tonne Nutzlast mit 21.000 Kilometern pro Stunde ab - genug, um den Orbit zu erreichen.
Die Geschwindigkeit ist falsch, man braucht ca 28000km/h (7900m/s) um einen Orbit zu erreichen, nicht 21000km/h (5833m/s).

Wer hat den Fehler gemacht, die Entwickler oder die SZ (vllt beim Umrechnen von Meilen in km?)

mfg websquid
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 05. Mai 2010, 17:20:47
Naja kommt auf die Orbithöhe an. Für den ISS Orbit sind es vielleicht 28.000 km/h. Für die GPS Sat Orbithöhe kommen die 21000 km/h schon eher hin.

Gruß, Klaus
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2010, 17:36:06
Es ist einfach unscharf geschrieben. Generell erreichen diese Konzepte keinen direkten Einschuss, sondern nur Suborbits, und den Rest muss die Nutzlast dann selbst liefern. Hinzu kommen noch atmosphärische Verluste und die Umwandlung von kinetischer Energie beim "Abflug" in Orbithöhe. Wenn man auf GPS-Höhe will, muss man hier unten dann noch schneller "abfliegen".
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: klausd am 05. Mai 2010, 17:39:51
Wenn man auf GPS-Höhe will, muss man hier unten dann noch schneller "abfliegen".

schnell in Bezug auf was? Etwas verwirrend das ganze. Denn die tatsächliche Orbitgeschwindigkeit auf "GPS-Höhe" ist nicht schneller sondern, wie ich oben schon geschrieben habe, deutlich langsamer als 28.000 km/h...

Gruß, Klaus
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2010, 17:54:33
Hallo Klaus,

alle Energie bekommt so ein Vehikel beim Start mit, beim Abschuss als kinetische Energie. Danach steigt es und zehrt davon. Es wird also einmal langsamer durch die Atmosphäre (echter Verlust) und gleichzeitig durch die Gravitation, wobei hier die kinetische Energie in potentielle umgewandelt wird (quasi ein Nullsummenspiel). Wenn ich höher hinaus möchte, muss ich damit auch schneller losfliegen. Generell geht es beim Abschuss mit deutlich mehr los als der "einfachen" Orbitgeschwindigkeit, da man auf Höhe des Zielorbits ja nicht mit v=0 ankommen möchte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: GG am 05. Mai 2010, 18:31:40
Beispielrechnung von NPO Molnija für eine Rakete:

Gravitationsverlust: 1.224 m/s
Aerodynamischer Verlust: 93 m/s
Steuerungsverluste: 286 m/s
Verluste durch veränderlichen Umgebungsdruck: 62 m/s

Summe aller Verluste: 1.665 m/s

Ideale Geschwindigkeit: 9.070 m/s

Bei einem "Kanonenschuss" dürften mindestens die Verluste durch veränderlichen Umgebungsdruck entfallen. Zu Beginn müsste man aber etwa 9.000 m/s aufbringen. Eine Kanone müsste aber wahrscheinlich "flacher" schießen. Damit ist der Weg durch die Atmosphäre länger.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 05. Mai 2010, 18:39:42
Aerodynamische Verluste sähen hier anders aus bzw. haben eine andere Größenordnung, da man mit höchster Geschwindigkeit in den dichten Schichten unterwegs ist, dazu noch mit einer ordentlichen horizontalen Komponente.

Gravitationsverlust ist die "sinnfreie Hubarbeit" des Schubs. Das beschränkt sich hier auf die Hubarbeit während der Schubphase innerhalb der Kanone selbst und dürfte sehr klein ausfallen. (daher versucht man z.B. Erststufen vom Raketen "schnell brennend" mit kurzer Brenndauer zu machen.)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 06. Mai 2010, 15:26:58
Zitat
Bei einem "Kanonenschuss" dürften mindestens die Verluste durch veränderlichen Umgebungsdruck entfallen. Zu Beginn müsste man aber etwa 9.000 m/s aufbringen. Eine Kanone müsste aber wahrscheinlich "flacher" schießen. Damit ist der Weg durch die Atmosphäre länger.
Das könnte man doch auch zum Vorteil nutzen, wenn man es formt wie ein Flugzeug.... Dann wird ein Teil der Luftreibung dazu genutzt, Aufstiegsarbeit zu verrichten.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 06. Mai 2010, 15:32:08
Hallo runner,

was meinst du? Reibung nutzen für Arbeit? Ich weiß nicht was du dir genau vorstellst, welches Modell oder welche Wirkungsweise, aber ich sage schon mal, das geht bereits vom prinzipiellen Standpunkt nicht. Es hört sich nämlich wie ein Perpetuum Mobile an.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 06. Mai 2010, 16:07:51
runner02, durch den Abschusswinkel muss man keinen Auftrieb erzeugen. Man schießt so, dass die Nutzlast auf einer quasi-ballistischen Flugbahn sich bewegt, mit dem höchsten Punkt auf Zielhöhe der Umlaufbahn, wo man dann einen Antrieb zündet, um einen Orbit zu erreichen. Man kommt alleine durch den schrägen Abschuss schon auf die nötige Höhe, zusätzliche Maßnahmen sind nicht nötig, sondern würden nur die aerodynamischen Verluste vergrößern, weil man dann zum Erreichen der geplanten Bahn noch flacher zielen müsste.

Außerdem hat Auftrieb nichts mit Reibung zu tun, man hätte zusätzlich zur Reibung weitere Verluste.

mfg websquid
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: GG am 06. Mai 2010, 16:19:08
Genau dies versteht man unter "Steuerungsverlusten" (siehe #179).
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 06. Mai 2010, 17:44:29
Nein, das meinte ich folgendermaßen: Wenn man eine Kugel schießt, fliegt sie eine normale Trajektorie. Ein Flugzeug hingegen erhält durch die Form Auftrieb, und der käme dann halt zu der normal erreichten Höhe dazu


Zitat
Perpetuum Mobile
so was gibt es (leider ;) ) nicht
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 06. Mai 2010, 18:23:01
Das Flugzeug erhält aber nicht von selbst (oder kostenlos) Auftrieb und leistet dadurch Höhenarbeit ... der Gewinn an potentieller Energie geht auf Kosten der kinetischen Energie, der Geschwindigkeit.
Und beim Start in den Orbit geht es um Geschwindigkeitsgewinn, nicht Höhengewinn.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 06. Mai 2010, 19:14:23
Um es noch etwas zu spezifizieren:

Jeder Körper, der sich in einem Fluid bewegt, hat verschiedene Widerstände, u.a. immer Druckwiderstand, Reibungswiderstand und im Überschallflug Wellenwiderstand. Das passiert auch bei Flugzuständen ohne Anstellwinkel. Wenn man jetzt noch Auftrieb erzeugt, kommt zusätzlich induzierter Widerstand ins Spiel.
Widerstand ist erst einmal eine (bremsende) Kraft. Energetisch betrachtet heißt das immer, dass Energie an die Strömung abgegeben wird. Diese Energie geht der eigenen Bewegung verloren, ohne Chance sie zurückzubekommen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sylvester am 06. Mai 2010, 23:00:21
Der menschliche Erfindungsreichtum hat schon tolle Sachen hervorgebracht, die auch funktioniert haben. Am Anfang standen oftmals Experimente, die von allen Seiten belächelt wurden. Manchmal klappten diese Experimente.

Wenn es wirklich klappt so eine riesige Kanone abzufeuern, so daß die Nutzlast das All erreicht, dann wünsche ich den Erfindern viel Glück. Theoretisch könnte das klappen. In der Praxis muß aber so ein Monster von einer Kanone erst mal finanziert und gebaut werden.

Die Spitze des Projektils dürfte durch die Reibung mit der Atmosphäre mächtig heiß werden. Ich vermute, daß durch die enorme Geschwindigkeit das Gas der Luft von der Spitze weggedrängt wird und es zu einem ähnlichen Kavitationseffekt kommt, wie er von Wasser bekannt ist. Also daß sich um das Projektil ein Vakuum bildet. Bestimmt ist die Spitze auch die "Achillesferse" des Geschosses.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 07. Mai 2010, 07:14:37
Hallo Sylvester,

Kavitation ist das Bilden von Gasblasen in einer (lokal) schnellen Strömung eines flüssigen Fluids, da der Druck im Fluid unter den Verdampfungsdruck fällt. Das lokale Verdampfen bildet eine Gasblase, die gleich darauf wieder kollabiert.

Welcher Effekt soll Vakuum erzeugen, bzw. was soll Kavitation in einem gasförmigen Fluid sein. Ich denke in einigen Texten wird hier das Wort Vakuum zu leichtfertig gebraucht, evtl. da man in Berechnungen vereinfacht den niedrigen Druck am Anfang der Blase mit Vakuum gleichsetzt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sylvester am 07. Mai 2010, 12:37:28
Hallo Schillrich,

ich habe an den Effekt der Superkavitation gedacht (und Kavitation geschrieben). Der Effekt ist zwar für Flüssigkeiten beschrieben worden, aber bei solchen extremen Geschwindigkeiten verhält sich ein Gas ohnehin anders als gewöhnlich.

Ich vermute, daß das Geschoß in einer Vakuumblase , die hinter dem Projektil kollabiert, fliegt.

Sylvester
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 07. Mai 2010, 15:40:09
Leider stellt mich das nicht zufrieden ;).

Auch Superkavitation besteht aus dem Effekt, dass sich der Druck in einem flüssigen Fluid so schnell so weit absenkt, dass es gasförmig wird. Hier kommt es halt nicht durch die Strömung an sich, sondern durch den Impuls, der lokal in das Medium durch schockartige Verdrängung übertragen wird.

Deiner Vermutung für Vakuum kann ich nicht folgen und warum Kavitation in einem Gas auftreten soll. Beschreib den Prozess, der zu Vakuum in einem Gas führen soll und was Kavitation in einem Gas sein sollte.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 07. Mai 2010, 16:20:01
Vakuum kann eigentlich nicht sein, aber ich denke auch, dass es möglich ist, durch ein entsprechend geformtes Geschoss den Effekt der Superkavitation zu erzeugen - der nämlich zunächst einmal schlicht eine Druckverringerung ist, die bei Flüssigkeiten dazu führt, dass sie durch den niedrigen Druck verdampfen. Das ist allerdings dann auch kein Vakuum, sondern lediglich eine Zone verringerten Drucks. Ich frage mich aber, ob sich Gase wirklich so verhalten, und wenn ja, ab welchen Geschwindigkeiten.

mfg websquid
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sylvester am 08. Mai 2010, 13:39:28
Ok , ich versuch das mal anders zu erklären.

Die Tragfläche eines Flugzeuges wird von Luft umströmt. Damit das Flugzeug steigt (bzw. horizontal flieft) benötigt die Tragfläche einen leichten Anstellwinkel. Das führt dazu, daß über dem Flügel ein geringerer Druck herrscht als unter dem Flügel. Beim Start kann der Druck über der Tragfläche so gering werden, daß im hinteren Bereich (im Bereich der Klappen) über dem Flügel ein Vakuum entsteht.

http://de.wikipedia.org/wiki/Tragfl%C3%A4che (http://de.wikipedia.org/wiki/Tragfl%C3%A4che)

Ich glaube nun nicht, daß das Geschoß wie eine Tragfläche funktioniert, sondern, daß das Gas, nachdem es von der Spitze nach außen bewegt wurde durch seine eigene Trägheit nicht schnell genug wieder zusammenströmen kann um das Geschoß vollständig zu umschließen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 08. Mai 2010, 15:12:42
Auf/an/hinter einer Tragfläche entsteht Vakuum? Wo steht das? Das ist mir im gesamten Studium nicht untergekommen (oder ich hätte es verdrängt). Es steht auch nicht in deiner Quelle.

Vakuum heißt: Kein Medium. Was soll Verhindern, dass Gas in diesen Bereich des Flügels strömt? Welche Kraft soll das Gas (aus allen Richtungen kommend) fernhalten?

Die Strömung kann in einem bestimmten (hinteren) Bereich der Tragfläche kann sich ablösen oder die Grenzschicht kann turbulent werden ...


Generell ist mir das etwas zu viel "Wunschdenken", was ihr formuliert. "Ich kann mir vorstellen, dass ..." ist keine Erklärung, nur eine Vermutung. Ich sehe keinen Prozesse bei Kavitation, der Vakuum erzeugt und ich sehe auch keine Erklärung, was Kavitation in einem Gas sein soll.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 08. Mai 2010, 15:20:11
@Schillrich, wenn ich nicht irre, hast du sowas studiert, also wirst du wohl Bescheid wissen. Vakuum kann natürlich nicht sein, ich weiß auch nicht, warum Sylvester da so drauf beharrt, aber was ich jetzt mal konkret wissen möchte:

Gibt es diese Möglichkeit:
Zitat
daß das Gas, nachdem es von der Spitze nach außen bewegt wurde durch seine eigene Trägheit nicht schnell genug wieder zusammenströmen kann um das Geschoß vollständig zu umschließen.
Das bedeutet also, dass es rund um das Geschoss eine Druckverringerung gibt (nur an der Spitze nicht). Das ist letztlich Kavitation, nur dass hier keine Veränderung des Aggregatzustandes folgen würde. Nur: Geht das, oder geht das nicht?

mfg websquid
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: GG am 08. Mai 2010, 17:21:13
Neuerdings wird mit Vakuum jegliche Zone mit Unterdruck bezeichnet. Da ist mir letztens auch die Kinnlade runtergeklappt. Das haben wir uns wieder mal von den Amerikanern abgeschaut (Vacuum Cleaner u. ä.).  ::)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 08. Mai 2010, 20:08:26
Hallo websquid,

ich bin kein Fluiddynamiker, sondern habe mich nach den Grundvorlesungen auf das "Zeugs jenseits der Atmosphäre" konzentriert ;).

Was du beschreibst, ist quasi ein Verdichtungsstoß wie er bei Überschallflug auftritt. Bei einer (über)schallschnellen Störung können die Moleküle des kompressiblen Mediums nicht schnell genug ausweichen (sich anpassen). Sie werden quasi überrascht. In diesem Verdichtungsstoß steigen Dichte, Druck und Temperatur stark an, während sich die Moleküle plötzlich (unstetig) anpassen. Der damit verbundene Widerstand heißt Wellenwiderstand. Die gesamte Energie und der an die Strömung zur Verschiebung übergebene Impuls wird aus der Bewegung des Körpers gezogen.
Wellenwiderstand ist sehr hoch, höher als der im Unterschallflug. Die Stoßwellen entziehen der Bewegung eine Menge Energie.

Enwegie- und Impulserhaltung gelten weiterhin. Die Erzeugung der Stoßwellen entzieht beträchtlich Energie. Selbst wenn es hinter der Stoßfront eine "Cavity" gäbe, kostet deren Erzeugung Energie und Impuls.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Ruhri am 08. Mai 2010, 20:22:14
Könnte es sein, dass da eine Linearität vorausgesetzt wird, die es in Wahrheit gar nicht gibt? Die Argumentation hört sich an wie "Niedrigerer Druck bei hohen Geschwindigkeit ==> extrem niedriger Druck bei extrem hohen Geschwindigkeiten ==> Vakuum, falls Geschwindigkeit nur hoch genug". Ich vermute einmal, dass der Druckabfall eben nicht linear von der Geschwindigkeit abhängt.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sylvester am 09. Mai 2010, 13:44:51
Bitte nicht weiter spekulieren. Ich habe hier einen Artikel gefunden, der das Prinzip, von dem ich spreche erklärt. Dabei ist das Medium, durch das das "Projektil" geht Wasser. Ich stehe aber auf dem Standpunkt, daß sich Flüssigkeiten und Gase in ihren Stömungsverhalten ähnlich verhalten.

Das hier ist real und kein SciFi ! Die Forschung ist militärisch und Top Secret.

http://www.weltbildung.com/superkavitation.htm (http://www.weltbildung.com/superkavitation.htm)

bei Wiki:
http://de.wikipedia.org/wiki/Superkavitation (http://de.wikipedia.org/wiki/Superkavitation)


-----------------------------------------------------------------

Im Zusammenhang mit Projektilen ist eine andere Waffe des Militärs interessant. Sie Trägt den Namen Excalibur und ist eine GPS gesteuerte Granate.
http://de.wikipedia.org/wiki/M982_Excalibur (http://de.wikipedia.org/wiki/M982_Excalibur)

http://www.youtube.com/watch?v=T_P_AjXcoa8

Mit der Steuerung ließe sich noch mehr anfangen !

Sylvester

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Ruhri am 09. Mai 2010, 13:56:01
In dem von dir zitierten Wikipedia-Artikel steht aber nichts von "Vakuum", nur von der "Dampfphase" einer Flüssigkeit. Ich schätze, damit hast du gerade selber widerlegt. Flüssigkeiten und Gase verhalten sich physikalisch nun einmal recht unterschiedlich und lassen sich nicht mal so eben vergleichen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 09. Mai 2010, 15:26:03
@Sylvester, das ist nun auch wieder nicht so sehr "top-secret". Das Grundkonzept wird für Torpedos seit den 70ern verwendet, und Projekte wie der "Superkavitierende Unterwasserlaufkörper" von Diehl BGT Defence sind nun auch nicht so geheim, dass man nichts darüber wüsste. SciFi ist bloß die Adaption des Effekts auf Gase, wie wir jetzt festgestellt haben ;)
mfg websquid
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Halbtoter am 09. Mai 2010, 16:18:45
Die Technik ist wesentlich älter als aus den 70er.
Zitat
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Nutzung dieses Effekts im Unterwasserwaffenbereich wurden in Deutschland bereits während des Zweiten Weltkriegs durchgeführt. Die Arbeiten wurden jedoch mit Ende des Krieges eingestellt und erst in den 70er Jahren wieder aufgenommen.
Quelle (http://www.europaeische-sicherheit.de/alt/Archiv/ES_Archiv_2001ff/ES01-01-07.htm)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Haus Atreides am 13. August 2011, 15:51:26
Necropost.

Navy Tests Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS) (http://www.youtube.com/watch?v=27k6pH5sZ5M#ws)
http://www.rdmag.com/News/2010/12/Military-Technology-First-electromagnetic-launch-a-success/ (http://www.rdmag.com/News/2010/12/Military-Technology-First-electromagnetic-launch-a-success/)

Bald schon ein Jahr alt der Bericht, aber trotzdem interessant da hier an anderer Stelle an elektro-magnetischen Starthilfen weitergeforscht wird.

Hier noch mehr Daten.

http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_Aircraft_Launch_System (http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_Aircraft_Launch_System)
http://www.globalsecurity.org/military/systems/ship/systems/emals.htm (http://www.globalsecurity.org/military/systems/ship/systems/emals.htm)
http://atg.ga.com/EM/defense/emals/index.php (http://atg.ga.com/EM/defense/emals/index.php)

Das System soll bei Flugzeugträgern die Dampfkatapulte ablösen und um einiges energieeffizienter arbeiten.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 19. Oktober 2011, 14:09:04
Ich interessiere mich auch für dieses Thema, habe aber weder hier noch woanders genauere Überlegungen dazu gefunden:


Ist es rein technisch (schon vorhandene Technologien, Hitzeproblem) möglich, ein Raumfahrzeug per Magnetschwebebahn/Katapult auf Mach 3 zu beschleunigen und dann auch noch einigermaßen sicher abzuwerfen?

Bei einer angenommen Bahnlänge von 80km dürfte nach der Formel a=v^2/2s das Gefährt mit etwa 6,7g die Zielgeschwindigkeit erreichen, also noch gering genug um den meisten Menschen den Mitflug zu ermöglichen.

v = 1038m/s (Mach 3 bei 25°)
s = 80.000m (Bahnlänge)

Geht man auf 9g, ist die Bahnlänge geringer, mehr als 3 Mach Geschwindigkeit geht aufgrund der Hitzeentwicklung am Boden vermutlich nicht. Starttunnel liegt idealweise am Äquator und geht durch den Mt. Kenia oder Kilimanscharo, d.h Auswurf bei ~4500m wohl möglich. Mit Mach 3 hat ein Ramjet seine Startgeschwindigkeit erreicht.
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up017669.png)
So ein Ramjet als 2. Stufe kann dann vielleicht die Höhe von 45km bei Mach 10 erreichen ohne abzufackeln.

Wie hoch ist dann die Treibstoffersparnis der 3. Stufe (Raumfahrzeug) verglichen mit einem konventionellen Raketenstart?

Würde mich sehr über Antworten freuen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tobi am 19. Oktober 2011, 14:35:43
Du hast da einen kleinen Rechenfehler, es sind nur 8km bei eine Beschleunigung von 6,7 g notwendig, da 6,7g ca. 67m/s^2 entsprechen. ;)

Abgesehen davon was ist der Vorteil dieses Konzeptes? Die Startstrecke ist sündhaft teuer in Bau und Erhaltung, außerdem kannst du nur eine Inklination anfliegen. Und woher kommt die riesige elektrische Leistung für den Start her, sicher wiegt das Gefährt mehrere hundert Tonnen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 19. Oktober 2011, 17:59:36
Zitat
Die Startstrecke ist sündhaft teuer in Bau und Erhaltung, außerdem kannst du nur eine Inklination anfliegen.

Das denke ich nicht. Könnte man das Endstück der Bahn weitläufig zur Seite neigen, dann könnte man ihn doch auch schräg (also nicht in äquatorialer Richtung) abschießen...

Zitat
Und woher kommt die riesige elektrische Leistung für den Start her, sicher wiegt das Gefährt mehrere hundert Tonnen.

Das Startvehikel wäre leichter als eine konventionelle Rakete, weil sie ja bereits ~1000m/s hat.

Und Kondensatoren speichern die Energie.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 20. Oktober 2011, 14:10:12
Du hast da einen kleinen Rechenfehler, es sind nur 8km bei eine Beschleunigung von 6,7 g notwendig, da 6,7g ca. 67m/s^2 entsprechen. Abgesehen davon was ist der Vorteil dieses Konzeptes? Die Startstrecke ist sündhaft teuer in Bau und Erhaltung, außerdem kannst du nur eine Inklination anfliegen

Stimmt, Rechenfehler. Zusätzlich habe ich nun recherchiert, das heutige Magentschwebebahnen wie der Transrapid eine max. Beschleunigung von 10m/s² erreichen. Könnte mir vorstellen das die Technik aber auf 30m/s² erweiterbar ist. Allerdings braucht ein Scramjet  scheinbar sogar Mach 5 als Startgeschwindigkeit. Dafür benötigt man bei 30m/s² etwa 50km Startstrecke .

@Kosten:
Klar, die Anfangskosten sind sehr hoch, so eine Startstrecke kostet alleine sicher >10 Mrd. Euro, ohne das überhaupt der Träger + Raumfahrzeug entwickelt wurden.
Allerdings setzt man ja große Hoffnung auf Scramjets als wiederverwendbare Träger von Raumtransportern da man dann auf die Mitführung von Sauerstoff verzichten kann. Bei diesen hohen Geschwindigkeiten funktionieren normale Jet-Treibwerke nicht mehr und Scramjets sind so verlockend, da sie ohne bewegliche Teile auskommen. Deshalb ist die Wartung/Wiederverwendung sowie Treibstoffverbrauch solch eines Trägers nach erfolgter Entwicklung eventuell wesentlich günstiger als eine klassische Rakete.
Neben der noch zu erfolgenden Entwicklung eines solchen Antriebs hat man aber eben das Problem, das man erst einmal nötige Geschwindigkeit erreichen muss. Verwendet man dafür einen mitzuführenden Raktenantrieb, sind die Vorteile allerdings nicht mehr vorhanden.

Fazit: Bei entsprechender Startfrequenz könnten sich mit so einem System die Gewichtskosten von aktuell ~10.000€/kg in LEO vermutlich erheblich reduzieren. So erheblich, das damit natürlich ganz neue Möglichkeiten in der Raumfahrt entstehen.

Was mich speziell auch interessiert: Wie hoch ist die Treibstoffersparnis, wenn ein Raumfahrtzeug mit Mach 10 bei 50km Höhe startet? Keine Ahnung, wie man das berechnet.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Kryo am 20. Oktober 2011, 14:32:45
ich denke anstatt auf eine Startmagnetbahn für Scramjets würde man eher auf normale luftatmende Turbinentriebwerke zurückgreifen.

Ähnlich wie das ZEHST Projekt, das EADS dieses Jahr angekündigt hatte. Zuerst Strahltriebwerke, dann Raketentriebwerke, und schließlich die Scramjets. (wobei die Frage ist, ob man dann für Raumfahrtanwendungen überhaupt noch Scramjets braucht und nicht sofort die Raketentriebwerke einfach anlässt :P
Die Scramjets beim ZEHST zahlen sich ja nur aus, weil das Fliegerchen um die halbe Erde fliegen soll.

Ein Raumfahrzeug soll ja möglichst schnell aus der Atmosphäre raus. Auch dies ist ein Grund dafür, dass eine horizontale Beschleunigungsbahn für ein Raumfahrzeug imo Unsinn ist... die aerodynamischen Widerstandsverluste sind viel zu hoch.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 21. Oktober 2011, 02:13:35
Ein Raumfahrzeug soll ja möglichst schnell aus der Atmosphäre raus. Auch dies ist ein Grund dafür, dass eine horizontale Beschleunigungsbahn für ein Raumfahrzeug imo Unsinn ist... die aerodynamischen Widerstandsverluste sind viel zu hoch.

@ZEHST - Drei verschiedene Antriebe?! - Das ganze hört sich ziemlich teuer an, vermutlich zuviel, um Passagiere finanzierbar zu transportieren.

Den Unsinn kann ich nicht nachvollziehen, schließlich erfordert ein Senkrechtstart vom Boden Unmengen an Treibstoff. Gewicht, welches man sich bei einem horizontalen Start durch den Auftrieb der Luft  und den vorhandenen Sauerstoff bis zum Abwurf des Raumfahrzeuges sparen kann.
Ich könnte mir vorstellen, das das von mir dargestellte Konzept Magnetbahn - Scramjet - Raketenatrieb über 70% des Treibstoffs und damit gewaltig an Gewicht einspart.

Mann, die Ariane 5ES brauch ein Startgewicht von 780t, um 21t in den LEO zu hieven. davon sind ~650t Treibstoff (83%). Dazu kommt noch, das die Feststoffbooster 474t vermutlich ziemlich umweltschädlichen Festbrennstoff verwenden. Es lässt sich zwar überhaupt nicht vergleichen: der A380 brauch 250t Treibstoff um 340t 10.400 km weit zu transportieren.

Mich würde echt mal interessieren, wie die einzelnen Einsparungen je nach Stufe aussehen könnten? Kann das jemand berechnen?

Spaß am Rande: vielleicht ist Qantum Levitation eine Alternative
http://www.youtube.com/watch?v=Ws6AAhTw7RA&feature=player_embedded#! (http://www.youtube.com/watch?v=Ws6AAhTw7RA&feature=player_embedded#!)

Vielleicht ist statt dem
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 21. Oktober 2011, 07:42:40
Hallo,

kurze Frage: Geht es bei deiner Frage weiter um Schienenstarts oder um Luftstarts? Für Beides haben wir Threads. In den passenden würde ich die Beiträge dann verschieben. Den Bezug zu diesem Thread hier sehe ich nicht.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 21. Oktober 2011, 10:46:36
Zitat
Ich könnte mir vorstellen, das das von mir dargestellte Konzept Magnetbahn - Scramjet - Raketenatrieb über 70% des Treibstoffs und damit gewaltig an Gewicht einspart.

Hm, ob man damit so viel sparen könnte? Ich hätte auf 20-40% getippt... Vergiss nicht, dass du 8km/sek aufbauen musst, damit deine Nutzlast nicht mehr runterfällt...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Kryo am 21. Oktober 2011, 11:00:24
Ein Raumfahrzeug soll ja möglichst schnell aus der Atmosphäre raus. Auch dies ist ein Grund dafür, dass eine horizontale Beschleunigungsbahn für ein Raumfahrzeug imo Unsinn ist... die aerodynamischen Widerstandsverluste sind viel zu hoch.

@ZEHST - Drei verschiedene Antriebe?! - Das ganze hört sich ziemlich teuer an, vermutlich zuviel, um Passagiere finanzierbar zu transportieren.

Den Unsinn kann ich nicht nachvollziehen, schließlich erfordert ein Senkrechtstart vom Boden Unmengen an Treibstoff. Gewicht, welches man sich bei einem horizontalen Start durch den Auftrieb der Luft  und den vorhandenen Sauerstoff bis zum Abwurf des Raumfahrzeuges sparen kann.
Ich könnte mir vorstellen, das das von mir dargestellte Konzept Magnetbahn - Scramjet - Raketenatrieb über 70% des Treibstoffs und damit gewaltig an Gewicht einspart.

Mann, die Ariane 5ES brauch ein Startgewicht von 780t, um 21t in den LEO zu hieven. davon sind ~650t Treibstoff (83%). Dazu kommt noch, das die Feststoffbooster 474t vermutlich ziemlich umweltschädlichen Festbrennstoff verwenden. Es lässt sich zwar überhaupt nicht vergleichen: der A380 brauch 250t Treibstoff um 340t 10.400 km weit zu transportieren.



1. ZEHST wird nicht senkrecht starten.
2. Unsinn eine rakete senkrecht zu starten? Es ist im moment und wahrscheinlich auch in Zukunft die einfachste weise. Das Problem ist doch nciht auf 100-200km zu kommen (siehe Virgin Galactic), das kann man mit einem luftatmenden Träger und anschließender Raketenstufe locker erreichen. Das Problem ist die kosmische Geschwindigkeit, die man erreichen muss.

Entweder man fliegt schnell aus der Atmosphäre raus und muss so seinen kompletten Oxidator mitschleppen oder man fliegt erst mal ne Weile in der Atmoshphäre doch bei 28000 km/h sind die Widerstandskräfte doch zieeemlich hoch. Der Vergleich zum A380 ist wirklich überhaupt nicht sinnvoll.

Zitat
Ich könnte mir vorstellen..
aber kannst du es auch berechnen/beweisen? Es mag dein Gefühl sein, doch mein Gefühl sagt, dass es vielleicht ein paar Prozent einspart, maximal 30%. In der Atmosphäre wird man vielleicht Mach 2 oder 3 erreichen, und die restlichen deltaV unterschiede erreicht man wieder mit mitgeflogenem Oxidator.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 21. Oktober 2011, 13:46:53
Zitat
Ich könnte mir vorstellen, das das von mir dargestellte Konzept Magnetbahn - Scramjet - Raketenatrieb über 70% des Treibstoffs und damit gewaltig an Gewicht einspart.
Hm, ob man damit so viel sparen könnte? Ich hätte auf 20-40% getippt... Vergiss nicht, dass du 8km/sek aufbauen musst, damit deine Nutzlast nicht mehr runterfällt...

Nicht mehr? warum baut man dann bei Virgin Galactic den WhiteNightTwo als Träger? Der bringt das Raumfahrtzeug nur auf 15km Höhe auch etwa 170m/s Geschwindigkeit. SpaceShiptwo hat dann letztendlich eine Endgeschwindigkeit von ~1000m/s. Und trotzdem scheint sich das System auszuzahlen!


"Mein" Konzept sieht ja so aus:

- Mit der Magnetbahn erreicht man etwa 1000m/s, das sind ja schon 12,5% der Endgeschwindigkeit und Treibstoff, der nicht mitzuführen ist, weil die Geschwindigkeit extern erreicht wird.

-Mit dem Scramjet kommt man dann auf 4000m/s, brauch für diese Phase etwa 85% weniger Treibstoffgewicht, da Sauerstoff von außen kommt. Zusätzlich erreicht man eine Höhe von 45 - 60km und der Impuls reicht aus, um das Raumschiff auf vielleicht 100km Höhe zu bringen, wo dann bei ~3000m/s die Raketentriebwerke zünden.

-in der 3.Stufe brauch man dann ein Raumfahrzeug mit genügend Treibstoff, um die 40t Leergewicht + 20t Nutzmasse um weitere 3000 - 4000m/s zu beschleunigen (in 50 - 100km Höhe).


Für mich ist da eine enorme Treibstoff und auch Kostenersparnis möglich. Auch, weil die Wiederverwendbarkeit, Haltbarkeit und der Materialeinsatz viel besser aussehen. Oder habe ich da einen Denkfehler?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: websquid am 21. Oktober 2011, 15:07:54
Für mich ist da eine enorme Treibstoff und auch Kostenersparnis möglich. Auch, weil die Wiederverwendbarkeit, Haltbarkeit und der Materialeinsatz viel besser aussehen. Oder habe ich da einen Denkfehler?
Im Prinzip theoretisch nicht - aber es fehlt derzeit einfach an den nötigen technischen Möglichkeiten. Und die sind einfach noch ein Totschlagargument. Hoffentlich ändert sich das in den nächsten Jahren mal ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 21. Oktober 2011, 17:30:18
Millionär müsste man sein. Dann könnte man sowas bauen, und wenn die anderen sehen, dass es funktioniert, nimmt es jeder...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Ruhri am 21. Oktober 2011, 18:23:31
Ein Milliardär wäre da wohl eher geeignet.  ::)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 21. Oktober 2011, 21:45:47
Im Prinzip theoretisch nicht - aber es fehlt derzeit einfach an den nötigen technischen Möglichkeiten. Hoffentlich ändert sich das in den nächsten Jahren mal ;)

Die technische Grundlagenforschung für die Entwicklung so eines Konzepts  ist sicher schon vorhanden. Magentantriebe, Hitzschutz, Srcamjet.....alles schon teilweise entwickelt bzw. in der rudimentären Entwicklung. Allerdings dürfte das ganze ernsthaft angegangen über den Daumen gepeilt wohl 15 Jahre Entwicklungszeit benötigen sowie 30 - 50 Mrd. € kosten. Traurig, das es deswegen vermutlich noch Jahrzehnte dauern wird, bis so etwas in Reichweite kommt. Raumfahrt hat im Wahlvolk leider viel zu wenig Bedeutung.

Wenn man überlegt, welche gigantischen Mittel in Bereiche fließen wie

- in teure und sinnlose Kriege
- in die Subvention der Agrarlobby
- in die Pharmaindustrie (~10% Forschung, 50% Marketing!!!!, 20% Verwaltung, Produktion, 20% Rendite!)
- .....

ist es echt schade, das für den Fortschritt dieser vergleichsweise winzige Betrag (vielleicht einmal 2-3 Mrd. €/ Jahr) nicht ausgegeben wird. Zum Glück gibt es Leute wie Branson, Musk usw. die hier Visionen haben, aber leider bei weitem zuwenig Geld.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Kryo am 22. Oktober 2011, 10:27:48
ich denke wirklich, dass die nächsten 2 Jahrzehnte Raumfahrt erst mal nicht so wichtig sein wird... Im Moment reicht der Stand der Dinge: Wir brauchen Satelliten, und die können wir auch hochschicken. Zwar werden die Satelliten immer größer, doch das geht schon noch ne Weile gut so. Vielleicht müssen wir wirklich auf die Privatwirtschaft hoffen.

Oder irgendwas muss auf dem Mond so wertvoll werden, dass es sich lohnt, über neuere Startmethoden wie Schienenstart, Weltraumlift oder Huckepack-starts nachzudenken. Solange aber "nur" Satelliten gebraucht werden, und alles andere Bonus ist, solange hat Raumfahrt nicht höchste Priorität.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Haus Atreides am 22. Oktober 2011, 14:00:41
Ist übrigens Mach 3 auf dem Boden nicht etwas übertrieben?
NASA Studien behaupteten doch mal, dass schon Mach 0,8 genügen würde um ca. 30-40% an Raketentriebstoff einzusparen. (Zumindestens hieß es somal in Scientific American.)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 24. Oktober 2011, 03:30:14
Ist übrigens Mach 3 auf dem Boden nicht etwas übertrieben?
NASA Studien behaupteten doch mal, dass schon Mach 0,8 genügen würde um ca. 30-40% an Raketentriebstoff einzusparen. (Zumindestens hieß es somal in Scientific American.)

kaum vorstellbar, da es 270m/s bis zu 8000m/s noch ein ziemlich weiter Weg ist. Aber auch das ist nur eine Vermutung, da ich das ganze selber leider nicht ausrechnen kann. Mach 3 in meiner Überlegung ist deswegen wichtig, weil ich gelesen habe, das dies die erforderliche Startgeschwindigkeit ist, damit ein Scramjet überhaupt funktioniert.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: ilbus am 24. Oktober 2011, 07:37:29
Ich habe selbst nicht schlecht gestaunt, aber mal nachgerechnet: mich selbst überzeugen müßen. Wenn man jedoch bedenkt, wieviel an Gewicht eine Rackete verliert, um bis 270m/s zu beschleunigen, wird es auch ohne Formel leicht nachvollziehbar. Eine Pi*Daumen-Rechnung, mit Korrekturen ;) : eine typische Brenndauer erster Stuffe einer "klassischen" Merhstuffigen ist ca 120 sec, bei einem Gewichtsanteil der Gesamtrakete von ca 80% und mehr. Die Beschleunigung am Anfang sind selten höher als 0,3g und steigt mit dem Treibstoffverbrauch bei dem konstanten Schub um das 5-fache (20% von 100% Masse sind 1/5) auf 1,5g. Im Schnitt sind es also 0,9g die Rakete beschleunigt wird. Was dazu führt das man nach der Schätzung für die 270m/s (270:0,9*9.81) ca 30 sec brauchen wird. Ejer das Doppelte, weil die Beschleunigung in den ersten 30 sec wesentlich (0,3 bis 0,6 m/s) unter dem geschätzten Durchschnittswert liegt. Also bei dieser Korrektur der Annahme kämme ich auf 60 sec mindestens. Bei einer Brenndauer von 120 sec ergibt es die Helfte des Treibstoffes der ersten Stuffe. Die Helfte von 80% der Gesammtmasse sind 40%.

Interessant war diese Betrachtung auch für den Air-Launch. Da kommt zu der gewonenen  Geschwindigkeit noch der Höhengewinn. Doch technisch ist es ebenso hürdenreich. Für die sinnvollen Nutzlasten müsste man die Flugzeuge sehr zweckmäßig entwerfen, was diese teuer macht. Wer weis aber, wie sich die typischen Nutzlasten entwickeln werden. Alles wird kleiner und leichter.

vlt. kommt es auch den Katapultsystemen gut.

Privet
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 24. Oktober 2011, 08:09:41
Guten Morgen,

rechnet doch mit der puren Raketengrundgleichung, um es abzuschätzen. Setzt "typische" Werte einer realen Rakete ein, wenn sie horizontal aus dem Stand beschleunigen müsste.

v=vg*ln(m/m0)
v=vg*ln(m0/m)

Setzt man jetzt verschiedene Endgeschwindigkeiten v ein, kann man jeweils das Massenverhätnis m/m0 bestimmen, also den Anteil der Restmasse an der Anfangsmasse, bzw. mit etwas Umstellen den Anteil des verbrauchten Treibstoffs mT/m0.

Umgestellt und nach dem verbrauchten Treibstoffanteil (mT/m0 = 1-m/m0) aufgelöst, ergibt das:

mT/m0=1-exp(-v/vg)

Für die Ausströmgeschwindigkeit des Gases kann man bspw. ein Kerosin-Triebwerk der ersten Stufe annehmen: vg=3000m/s. Für die drei beispielhaften Endgeschwindigkeiten 330m/s, 660m/s und 990m/s ergibt das:

330m/s --> mT/m0 = 10,4%
660m/s --> mT/m0 = 19,7%
990m/s --> mT/m0 = 28,1%

Diese Anteile an der Gesamtmasse macht der bis dahin verbrauchte Treibstoff aus. Dabei muss berücktsichtigt werden, dass hier weder Gravitations- noch aerodynamische Verluste drin stecken. Die Rakete beschleunigt horizontal ohne Höhengewinn im Vakuum. Das passt aber quasi als Vergleich zum Schienenstart.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 24. Oktober 2011, 09:57:53
Im Vakuum.
Man darf aber den Luftwiderstand nicht vernachlässigen!
Ich habe mal bei General Motors gelesen, dass bei einem PKW, der mit 140 km/h unterwegs ist, bereits 60% der Antriebsenergie nur zur Überwindung des Luftwiderstandes drauf geht.
Wenn er schneller wird, steigt dieser Wert rapide an.
Wie schnell wollt Ihr? ???
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 24. Oktober 2011, 10:12:39
Ja, aber für den Überschlag reicht es erstmal. Luftwiderstand (zumal auch noch im Überschall) ist eine geschwindigkeitsabhängige Größe. Dann stellt sich plötzlich auch die Frage wie lange wir beschleunigen und den Widerstand spüren. Damit wird die Gleichung zur Differentialgleichung und ist nicht mehr so direkt zu lösen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Haus Atreides am 24. Oktober 2011, 10:33:29
Vielen Dank für die schöne mathematische Darstellung. Sehr interessant.

Auf der letzten Seite hatte ich übrigens zum einem System verlinkt, welches derzeit fürs Militär entwickelt wird. Ist zwar nur ein elektromagnetischer Nachfolger zum bestehenden Dampfkatapult, aber wer weiss was sich in Zukunft daraus entwickeln ließe...  ;)

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: ilbus am 24. Oktober 2011, 13:32:50
...v=vg*ln(m/m0)...

reicht leider nicht aus. Mann muss dabei noch die Beschleunigung gegen die Schwerkraft berücksichtigen. Das spiegelt sich in einem sehr hohem Masse auf den Verbrauch ab.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 24. Oktober 2011, 14:16:47
Na doch, es passt schon. Ich hatte als passenden Vergleich zum Schienenstart des Scramjets beschrieben. Auch "diese" Rakete beschleunigt horizontal. Es ging ja darum die den Scramjet in seinen Betriebsbereich zu bringen. Damit scheidet der Gravitationsverlust in dieser Boostphase aus.

Genau genommen kann der Scramjet aber hier unten nicht arbeiten. Das macht das Material nicht mit. Mach 3 und mehr sind erst ab über 15km drin.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: ilbus am 24. Oktober 2011, 18:37:05
ok. jetzt ist klar. danke :)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 24. Oktober 2011, 19:09:54
Für den worst-case können wir aber auch noch den komplett senkrechten Raketenaufstieg mit Flugzeit t=120s rechnen.

Die Raketengleichung ist dann mit dem Gravitationsverlust g*t:
v=vg*ln(m0/m)-g*t

Mit Umstellen nach mT/m0 ist das dann:
mT/m0=1-exp(-(v+g*t)/vg)

330m/s --> mT/m0 = 39,5%
660m/s --> mT/m0 = 45,8%
990m/s --> mT/m0 = 51,4%

Da ginge eine ganze Menge mehr drauf. Allerdings ist die Frage, welches der beiden Modelle (horizontale Beschleunigung vs. vertikaler Aufstieg) eher als Vergleich zum Schienenstart des Scramjets dient?
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 25. Oktober 2011, 07:11:12
Da ein Scramjet eh erst weiter oben funktioniert, scheidet eigentlich der Schienenstart komplett aus. Überhaupt macht unsere dichte Atmosphäre dieses Start- oder Boostkonzept quasi unmöglich.

Ein Scramjet muss auf Höhe getragen werden. Dort kann dann eine konventionelle Boost-Stufe ihn horizontal beschleunigen. Deren Treibstoffbedarf ist dann (s.o.) nicht so hoch.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 25. Oktober 2011, 11:14:56
Und wenn man ein sehr günstiges Aerodynamisches Profil des Flugkörpers wählt und dieses in einen sehr dicken Hitzeschutzschild verpackt?

Dann könnte man das Teil mit 12km/sek abfeuern, 8 bleiben über ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 25. Oktober 2011, 16:01:03
Die Frage ist nicht nur die thermische Belastung, sondern direkt der Widerstand. Eine (Feststoff-)Rakete kann genug Schub erzeugen, um hier unten Mach 3+ zu erreichen. Kann ein Scramjet das auch? Oder bleibt der Flieger dann vor einer "Mauer" aus dichter Luft stehen?

Ich kann es nicht beantworten, gebe es aber zu bedenken.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 25. Oktober 2011, 19:56:16
Die Frage ist nicht nur die thermische Belastung, sondern direkt der Widerstand. Eine (Feststoff-)Rakete kann genug Schub erzeugen, um hier unten Mach 3+ zu erreichen. Kann ein Scramjet das auch? Oder bleibt der Flieger dann vor einer "Mauer" aus dichter Luft stehen?

Ich kann es nicht beantworten, gebe es aber zu bedenken.


Ich meinte hier 12 km/sek rein elektrisch... ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 01. November 2011, 06:33:19
Da ein Scramjet eh erst weiter oben funktioniert, scheidet eigentlich der Schienenstart komplett aus. Überhaupt macht unsere dichte Atmosphäre dieses Start- oder Boostkonzept quasi unmöglich.
Ein Scramjet muss auf Höhe getragen werden. Dort kann dann eine konventionelle Boost-Stufe ihn horizontal beschleunigen. Deren Treibstoffbedarf ist dann (s.o.) nicht so hoch.

Vielen vielen Dank für Deine Berechnungen. Wieder was dazugelernt. Zusammenfassend kann man also sagen das bei theoretischen Mach 3 die Gewichtseinsparung irgendwo zwischen 28% - 50% liegen dürfte, Luftwiderstand mal nicht eingerechnet.

Klar, bei den jetzigen technischen Voraussetzungen ist ein Bodenstart bei Mach 3 nicht möglich. Aber mein Konzept geht ja von einem Tunnelstart (mit angepassten Unterdruck?) und dem Auswurf am Kilimandscharo :-) bei 4500m Höhe aus; und dort oben ist der Luftwiderstand ~30% geringer. Zudem kann man vielleicht Ansätze wie SHEFEX auch auf einen Bodenstart umsetzen. Spannend wäre es jedenfalls wenn die ESA/DLR/NASA mal über dieses Konzept eine ausführliche Grundstudie machen würden.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Kryo am 01. November 2011, 10:45:10
das hört sich ja abenteuerlich an :) aber gut, china könnte so etwas wohl im himalaya realisieren, ich denke jedoch kaum, dass irgendein Staat oder eine Firma sowas in afrika utnerm kilimandscharo bauen würde, solange der Kontinent politisch so instabil ist ;)

Ich setze übrigens mehr Hoffnung auf den Weltraumlift. Das wäre so genial, wenn die entsprechenden Technologien noch entwickelt werden würden.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 01. November 2011, 13:33:42
Ich setze übrigens mehr Hoffnung auf den Weltraumlift. Das wäre so genial, wenn die entsprechenden Technologien noch entwickelt werden würden.

Der riesige Vorteil  davon wäre wohl, dass  der Aufstieg relativ moderat und ohne große Beschleunigungen von statten gehen kann. Versagt ein Triebwerk, kann eine Rakete ein Problem haben und explodiert innerhalb von Sekunden.
Ist ein Motor des Space Elevators kaputt, hackt er sich bei guter Konstruktion von selbst ein und bleibt hängen. Stelle ich mir zwar auch komisch vor, in 200 km Höhe ohne Bahngeschwindigkeit festzuhängen, aber nicht so gefährlich wie das reiten einerRakete.

Weltraumlift - schwache beschleunigungen  ,   Rakete gedrosselt auf 3g  -  ertragbare beschl.    ,  Kanonenstart 20g   -   für Menschen nicht ertragbar
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 02. November 2011, 06:25:20
das hört sich ja abenteuerlich an :) aber gut, china könnte so etwas wohl im himalaya realisieren, ich denke jedoch kaum, dass irgendein Staat oder eine Firma sowas in afrika utnerm kilimandscharo bauen würde, solange der Kontinent politisch so instabil ist ;)

Ich setze übrigens mehr Hoffnung auf den Weltraumlift. Das wäre so genial, wenn die entsprechenden Technologien noch entwickelt werden würden.

Wobei so eine Investition dort in Afrika natürlich viel positives bewegen könnte und die Einnahmen daraus natürlich auch für Stabilität sorgen werden. Der Weltraumlift ist meiner Meinung nach jedenfalls wesentlich schwerer zu realisieren. Noch ist man vermutlich Jahrzehnte weit entfernt so ein stabiles Material herstellen zu können, das auch noch 36.000km lang sein muss. Und selbst wenn: so ein Kabel würde wahrscheinlich gigantisch viel kosten, dann das noch erforderliche Gegengewicht von 3000t+ im GEO....allein die Transportkosten dürften sich mit heutiger Technologie auf 40 - 50 Mrd € summieren.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 02. November 2011, 07:03:23
Guten Morgen,

lasst uns hier nicht zum Weltraumlift abdriften. Dazu haben wir hier einen Thread:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.0)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 08. Januar 2012, 19:57:38
also was wäre energetisch heute am sinnvollsten ?

1. Auf einer Schiene kann man ein Vehikel auf 300km/h beschleunigen. Das ist die Startgeschwindigkeit eines konventionellen Jet-Flugzeuges.

2. Das Turbostrahltriebwerk (Mantelstrom) ist ideal bei Geschwindigkeiten von 300km/h bis ca. 1000km/h. Maximalhöhe ca.13000m

3. Weiter geht es mit dem Scramjet

Also könnte eine Kombination aus mehreren Trägertechnologien, die in ihren Geschwindigkeitsbereichen optimiert sind das energetische Optimum zwischen Nutzlast/Energieaufwand darstellen.

Um das ganze noch abzurunden lasse ich den Träger anschließend auch noch auf seinen eigenen Schienen wieder landen. ;)

vg, Meagan
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 08. Januar 2012, 22:23:44
Zitat
1. Auf einer Schiene kann man ein Vehikel auf 300km/h beschleunigen. Das ist die Startgeschwindigkeit eines konventionellen Jet-Flugzeuges.

2. Das Turbostrahltriebwerk (Mantelstrom) ist ideal bei Geschwindigkeiten von 300km/h bis ca. 1000km/h. Maximalhöhe ca.13000m

3. Weiter geht es mit dem Scramjet

1. damit kommt man aber noch höher (mehr Geschwindigkeit).
Kann man am Ende 2. überspringen, dann spart man sich eine stufe und auch die Tanks (elektrisch). Wenn man schon die Schiene baut, sollte man sie auch ordentlich nützen...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Haus Atreides am 08. Januar 2012, 23:00:20
Beim Schienenstart wird es sicher noch interessante Entwicklungen geben.
Im militärischen Bereich wird ja von der US Navy derzeit ja ein elektromagnetisches System getestet, welches die Dampfkatapulte ersetzen soll.

http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_Aircraft_Launch_System (http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_Aircraft_Launch_System)

Seit ich damals davon geschrieben habe, gab es scheinbar weitere erfolgreiche Tests.






Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 09. Januar 2012, 08:54:38
Das coole daran ist ja, dass man das fast 1:1 in die Raumfahrt übernehmen kann.

Gut, dass da was getan wird.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 09. Januar 2012, 10:58:50
Zitat
1. Auf einer Schiene kann man ein Vehikel auf 300km/h beschleunigen. Das ist die Startgeschwindigkeit eines konventionellen Jet-Flugzeuges.

2. Das Turbostrahltriebwerk (Mantelstrom) ist ideal bei Geschwindigkeiten von 300km/h bis ca. 1000km/h. Maximalhöhe ca.13000m

3. Weiter geht es mit dem Scramjet

1. damit kommt man aber noch höher (mehr Geschwindigkeit).
Kann man am Ende 2. überspringen, dann spart man sich eine stufe und auch die Tanks (elektrisch). Wenn man schon die Schiene baut, sollte man sie auch ordentlich nützen...

Meine Gedanken dabei waren, daß bei Punkt 1. die Energie zum beschleunigen auf der Erde genutzt werden kann -> externer Antrieb, ähnlich einen Katapult, egal ob mit Dampf oder elektrisch. Dadurch Gewichtseinsparung beim Start. Punkt 2 -> Es wird der Sauerstoff der Luft benutzt, somit wieder eine enorme Gewichtsersparnis und eventuell hat man einen wiederverwendbaren Träger, der nur neu betankt werden muß. Es sind keine Hitzekacheln an dem 1. Träger für einen Wiedereintritt nötig, da er nie die Athmosphäre verläßt, bzw. kritische Geschwindigkeiten erreicht. Zu Punkt 3; Das Nutzlastverhältnis ist günstig, weil der Orbiter erst über 13.000m mit den Scramjets startet und somit einen geringen Luftwiederstand hat.

vg, Meagan

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Haus Atreides am 09. Januar 2012, 13:41:08
Wie gesagt, am optimalsten wäre laut einigen Studien ein Katapult/Schienensystem welches das Gefährt ca. auf Mach 0,8 (270 m/s)  beschleunigt. 30% Treibstoffeinsparung wären hier schon laut bisherigen Schätzungen drin.

Selbst mit einem konventionellen System, welches nur einen Raketenantrieb verwendet könnte hier ein wesentlich kleinerer Stap-On Booster verwendet werden. (Hab sowas vor einiger Zeit  in einer Sci-Fi Serie gesehen, wo ein Raumschiff mitsamt Booster auf einer ca. 50 km langen Schiene beschleunigte.)

http://img3.lln.crunchyroll.com/i/spire2/08062008/6/2/b/3/62b3041dc376b0_full.gif (http://img3.lln.crunchyroll.com/i/spire2/08062008/6/2/b/3/62b3041dc376b0_full.gif)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: ilbus am 09. Januar 2012, 13:51:05
Weitere 15% würde man ersparren, wenn man bis in die Höhen von 15km eine luftatmende Stuffe verwenden wird .Ich hatte es mal Pi x Daumen ge-(schtätz)-rechnet. Wobei man sagen muss, dass dabei es sich um eine äußerste Spezialisierung auf die Nutzlastgruppe handelt. Daher rentiert es sich im Großen nur bedingt und bedarf noch einer betriebswirtschaflichen Erforschung. Was an sich ein sehr interessantes Thema ist
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 09. Januar 2012, 16:51:26
Meine Gedanken dabei waren, daß bei Punkt 1. die Energie zum beschleunigen auf der Erde genutzt werden kann -> externer Antrieb, ähnlich einen Katapult, egal ob mit Dampf oder elektrisch. Dadurch Gewichtseinsparung beim Start. Punkt 2 -> Es wird der Sauerstoff der Luft benutzt, somit wieder eine enorme Gewichtsersparnis und eventuell hat man einen wiederverwendbaren Träger, der nur neu betankt werden muß. Es sind keine Hitzekacheln an dem 1. Träger für einen Wiedereintritt nötig, da er nie die Athmosphäre verläßt, bzw. kritische Geschwindigkeiten erreicht. Zu Punkt 3; Das Nutzlastverhältnis ist günstig, weil der Orbiter erst über 13.000m mit den Scramjets startet und somit einen geringen Luftwiederstand hat.

Von Einsparungen kann da zunächst keine Rede sein.
Im Gegenteil - das ist so ziemlich das Teuerste, was ich mir vorstellen kann.

Wir haben weder eine Schienenstart /Kanonenstarteinrichtung, noch einen wiederverwendbaren Träger oder einen Scamjet.
Das müsste alles erst teuer entwickelt, gebaut und getestet werden.
Die Schienenstart/ Kanonenstartanlage wird riesengroß, sehr aufwändig und extrem teuer - auch später in Unterhalt und Betrieb.
Und diesen ganz gewaltigen Aufwand, nur um Gewicht einzusparen?
Da könnten gewöhnliche Raketen preiswerter sein.
Da müsste erst eine "betriebswirtschaftliche Erforschung ge-(schtätz)-rechnet" werden.
(Das wunderschöne Zitat habe ich von Ilbus geGuttenbergt.)

Weil die Schienenstart/ Kanonenstartanlage nur am Boden beschleunigen kann, muss die Beschleunigung sehr hoch sein.
Der Luftwiderstand in den dichtesten Atmosphäreschichten ist bei hoher Anfangsgeschwindigkeit besonders groß.
Das Startrisiko steigt mit jeder aufwändigen, zusätzlichen Komponente.

Die politische Lage lässt solche Projekte momentan und in absehbarer Zeit nicht zu.
Keine Regierung ist derzeit bereit, gewaltige Geldmengen für die Zukunft vor zu finanzieren.
Im Gegenteil - zur Zeit werden sogar fertige Projekte aus finanziellen Gründen abgebrochen!
Niemand ist bereit, jetzt sehr viel Geld auszugeben, um dann eventuell in vielen Jahrzehnten etwas Gewicht einsparen zu können.
Wenn überhaupt!
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 09. Januar 2012, 17:11:31
Das erinnert mich an Hildegard, die mit ihren 80 Jahren einmal die Woche einkaufen geht.
Weil ihr Arzt gesagt hat, sie soll 2 Liter täglich trinken, werden ihre Einkaufstaschen so schwer, dass sie sie mit ihrer Gehbehinderung nicht mehr Tragen kann.
Sie nimmt sich einen Gepäckträger, der ihr die schwere Last auf dem 5 minütigen Fußweg und dann die Treppen hinauf in ihre Wohnung trägt.
Dafür bekommt er 5 €.

Jetzt hat sie eine grandiose Sparidee:
Sie läßt sich mit dem Taxi zu einer Autovermietung fahren und fährt dann mit dem Mietwagen zum Supermarkt.
Weil der Gepäckträger die Taschen nur noch ins Auto einräumen und die Treppe hinauftragen muss, bekommt er nur noch 3 €.
Somit hat Hildegard ganze 40 % gespart!
Oder?!?  ???
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 10. Januar 2012, 12:51:20
Das erinnert mich an Hildegard, die mit ihren 80 Jahren einmal die Woche einkaufen geht.
Weil ihr Arzt gesagt hat, sie soll 2 Liter täglich trinken, werden ihre Einkaufstaschen so schwer, dass sie sie mit ihrer Gehbehinderung nicht mehr Tragen kann.
Sie nimmt sich einen Gepäckträger, der ihr die schwere Last auf dem 5 minütigen Fußweg und dann die Treppen hinauf in ihre Wohnung trägt.
Dafür bekommt er 5 €.

Jetzt hat sie eine grandiose Sparidee:
Sie läßt sich mit dem Taxi zu einer Autovermietung fahren und fährt dann mit dem Mietwagen zum Supermarkt.
Weil der Gepäckträger die Taschen nur noch ins Auto einräumen und die Treppe hinauftragen muss, bekommt er nur noch 3 €.
Somit hat Hildegard ganze 40 % gespart!
Oder?!?  ???

Tolle Rechnung ! ;-) Aber Hildegard kann auch auf ein Pipelinesystem zürückgreifen. Das kostet nur 15€ Grundgebühr pro Monat. Das durch 30 Tage geteilt sind dann 0,5 € pro Tag. Und das ganz ohne Taschen schleppen.

Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: rnlf am 10. Januar 2012, 15:32:11
Wobei in Hildegards Stadt das Leitungswasser vielleicht scheußlich ist...
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 10. Januar 2012, 17:01:33
Wobei in Hildegards Stadt das Leitungswasser vielleicht scheußlich ist...

Wenn man es durch einen Membran-Filter jagt, dann kann man es trinken... Den muss man nur einmal im Jahr wechseln a 36,50€
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: -eumel- am 11. Januar 2012, 00:46:05
Hmm, das heißt also, Hildegard brauch das teure Taxi und den Mietwagen nicht, wenn man das Vorhandene noch optimieren kann. 8)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Meagan am 11. Januar 2012, 10:57:55
Aber wer weiß, ob in Zukunft so ein Startsystem noch relevant ist oder ob die Staaten dann so hoch verschuldet sind, daß es nicht mal mehr für eine Silvesterrakete reicht.

Könntet ihr Euch vorstellen, daß Griechenland ganz groß ins Raketengeschäft einsteigen könnte ? Bei den ganzen Bankrotteuren werden wir bald auch dort sein wo Griechenland heute ist. Und wer hilft uns ?

Gute Nachrichten für Hildegard, sie bekommt einen kostenlosen Wasseraufbereiter von der NASA. Sie wurde als Versuchskaninchen ausgewählt. ;)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: runner02 am 11. Januar 2012, 11:22:27
, sie bekommt einen kostenlosen Wasseraufbereiter von der NASA.

Dabei wird das Wasser verdampft und destilliertes  Wasser wieder gewonnen.
Die Stromrechnung wird enorm :)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: ilbus am 11. Januar 2012, 13:56:00
@Meagan,

Hallo. Bzgl. der Staaten-Verschuldung kann ich etwas entschärfen. Es scheint mir so, dass im Moment eine Entwertung semtlicher Finanzmodele stattfindet. Mitunter auch des Geld-Konzepts. Je nach dem, wie sich die Regierungen entscheiden, kann es interessant werden: Es gab schon in den Anfängen des letzten Jahrhunderts, zur Zeiten der ersten Finazkriese, auch in deutschsprachigem Raum einige Lokal-Experimente, die dennoch von den Banken und den Regierungen trotz der Erfolge ohne gerechter Auswetung verboten wurden. Heutzutage läuft das Experiment der Entmaterialisierung des Geldes noch auf hochtouren und einer der Fragen die dabei durchaus beantwortet werden können ist, ob das Geld als Konzept gerechter Wertigkeit noch etwas taugt...mit allem drum und dran hat dies nur auf das Tempo der technologischen Entwicklung Einfluss genomen. Ob etwas gemacht wird oder nicht hat schon ejer die Politik und Regierungen zu entscheiden. Das Konzept einer politschen-Regierung wird aber wieder verstärkt unter die Lupe genomen und es wird mittlerweile laut von einer Experten-Regierung gesprochen...sei es auch nur im Fall Grichenlands.

Grüße.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 11. Januar 2012, 14:18:01
Bitte keine weiteren Ausflüge in die Fiskalpolitik.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: ilbus am 11. Januar 2012, 15:54:22
Ups. Sorry Daniel. Wollte nur darauf hinaus, dass es daran nicht scheitern wird.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Alexander Karl am 14. Februar 2012, 19:03:15
Habe hier einen zum Thema gut passenden Artikel gefunden, der viele der Fragestellungen beantwortet:

http://www.bernd-leitenberger.de/zukuenftige_antriebe.shtml (http://www.bernd-leitenberger.de/zukuenftige_antriebe.shtml)
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sibitzer am 11. Juli 2017, 21:58:17
Hallo Zusammen,

Ich habe mich mal gefragt, ob es funktioniert, wenn man eine Rakete in einen Hyperloop steckt, diese dann zu beschleunigen und dann die Rakete senkrecht nach oben raus zu katapultieren. Wenn sowas funktionieren würde und man die Rakete in ein paar Kilometer in die Höhe katapultieren würde, würde man ja den Treibstoff sparen, denn man bräuchte, um die Rakete zu beschleunigen. Denkt ihr, sowas würde sich lohnen oder kann man sowas verwerfen?

MfG
Sibitzer
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: T.D.K. am 11. Juli 2017, 23:17:29
Es gab in den Sechzigern ein Projekt Projektile mittels Kanonen in den Weltraum zu befördern, HARP (https://de.wikipedia.org/wiki/High_Altitude_Research_Project).
Man hat gut 180km Höhe erreicht, aber die Geschwindigkeit ist weit entfernt von der Orbitalgeschwindikeit.

Das größte Problem ist da wohl die extreme Reibung an der Atmosphäre wenn das Geschoss den Lauf verlassen hat,
das gleich gilt auch für ein Antriebssystem mittels Magnetschlitten. Große Nutzlasten lassen sich damit von der Erde wohl nicht starten lassen.
Raketen steigen daher auch erst mal grade nach oben um in dünnere Luftschichten zu kommen, bevor man richtig Geschwindigkeit aufbaut.

Allerdings würde so etwas auf dem Mond funktionieren.
Man beschleunigt die Masse dabei aber nicht gerade nach oben sondern eher auf einer flachen Bahn,
da die Oberfläche ja gekrümmt ist kommt man auch so ins All und man kann eine viel längere Beschleunigungsstrecke bauen.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: tobi am 11. Juli 2017, 23:35:13
Das Geschoss braucht nach dem Abschuss immer noch einen eigenen Antrieb um in einen Orbit zu kommen.

Eine Ausnahme gibts nur, wenn irgendwelche seltenen graviativen Effekte eine Rolle spielen oder wenn es auf eine Fluchtbahn gehen soll.

Wer auf einem ideal runden Himmelskörper eine Pistole abfeiert, wo die Mündungsgeschwindigkeit ausreichend groß aber nicht zu groß ist, der schießt sich selbst in den Rücken.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: T.D.K. am 12. Juli 2017, 00:43:06
Hast ja recht, bei einer Umlaufbahn ist die untere Bahnhöhe ja weiterhin die Abschußhöhe,
deshalb Korrekturmaneuver fliegen oder einfach "duck and cover"  ;D
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: lngo am 12. Juli 2017, 06:09:39
Um mal abzuschätzen, was so notwendig ist, um die näheste Alternative zu übertrumpfen, hilft ein Vergleich mit Stratolaunch (https://en.wikipedia.org/wiki/Scaled_Composites_Stratolaunch).
Diese starten eine 500,000 lb Rakete (~230 to) in 11km Höhe, als Geschwindigkeit nehme ich 0.9 Mach* an.
*Ich finde jetzt auf die Schnelle keine Angaben zur Geschwindigkeit und zum Winkel (der jedoch energetisch gesehen eh nicht zählt)

Annahme Abschussgeschwindigkeit 'w' am Boden, ohne Reibung.

E = E(potentiell,Luftstart) + E(kin,Luftstart) = konst. für ballistischen Flug = E(kin,Bodenstart)
==> E(pot,L) + E(kin,L) = E(kin,B)
m*g*h + 1/2*m*v^2 = 1/2*m*w^2
g*h + 1/2*v^2 = 1/2*w^2
w = sqrt(2*g*h + v^2) =~580 m/s oder 1.7 Mach


Hinweis: ohne jegliche Reibung - um 11km Höhe bei 310m/s in der Realität zu erreichen ist erheblich mehr nötig!

Diese Hyperloops-"Mündungsgeschwindigkeit" liegt bereits ohne Reibung im Rahmen dessen was Panzerkanonen erreichen - nur hat das "Projektil" bei Stratolaunch (https://en.wikipedia.org/wiki/Scaled_Composites_Stratolaunch) 230 to Gewicht....
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 12. Juli 2017, 06:32:53
Guten Morgen,

wir haben da einen allgemeinen Thread zu dieser Starttechnologie:
https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=5403.0 (https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=5403.0)

Ich verschiebe den Thread später dorthin.
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Sensei am 12. Juli 2017, 08:25:02
Dieses Startprinzip mit Hyperloop selber quasi gar nichts zu tun.
Es geht bei solchen Vorschlägen meist um Magnetic Levitation (MagLev) und wird z.b. im Film Moon für den Mond gezeigt.
Auf der Erde dürfte so eine Starttechnik nicht sinnvoll sein oder zumindest noch in seehr weit entfernter Zukunft liegen - die Startmassen sind recht klein und man muss beim Abschusspunkt schon auf 10+ km höhe sein um nicht zu hohe Verluste zu haben
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 12. Juli 2017, 08:53:01
Hallo Sensei,

also das Startprinzip ist "Schienenstart". Das Beispiel mit Hyperloop ist da nur eine beliebige Konkretisierung (und an sich kein reales Konzept).
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: McPhönix am 12. Juli 2017, 09:44:28
Was auch außer acht gelassen wird - Satelliten/Kapseln werden entweder senkrecht montiert oder bei waagerechter Montage nur für die Transportbelastung ausgelegt, was mechanische Belastungen betrifft. Und schon da ärgern die Wissenschaftler die Forderungen der Techniker.
Müßte man zusätzlich wechselnde waagerechte und senkrechte Kräfte + Vibrationen und in Kombination einkalkulieren, würde vermutlich das Gewicht der Stabilitätskomponenten die Nutzlast auffressen. 
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 13. Juli 2017, 10:57:28
Themen zusammengeführt
Titel: Re: Schienenstart / Kanonenstart
Beitrag von: Schillrich am 15. Oktober 2017, 08:06:32
Guten Morgen,

General Atomics denkt darüber nach CubeSats mit einer Railgun zu starten:
http://spacenews.com/general-atomics-ramping-cubesat-production-muses-railgun-smallsat-launcher/ (http://spacenews.com/general-atomics-ramping-cubesat-production-muses-railgun-smallsat-launcher/)

In der Technologie an sich haben sie offenbar Wissen als Waffenlieferant. Als Startsystem sehen sie aber "Herausforderungen", u.a. die Größe/Länge der "Rail".