Zitat:

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Original geschrieben von MarkusJ

Die Rakete ... "hängt" an den Motoren ...

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Tut sie nicht. Hängen heisst: die Motoren wirken in eine feste Richtung, die Bewegung der Rakete beinflusst diese Richtung nicht. Wenn ein Bild an einem Nagel "hängt", dann wirkt die Schwerkraft immer nach oben, das Bild kann so schief sein wie es will, der Nagel zieht es nach oben. Deshalb können die meisten Leute auch Bilder ohne Zuhilfenahme von Barrowman stabil aufhängen.

In Wahrheit ist aber die Wirkung des Raketenmotors immer parallel zur Achse des Motors, d.h. die Fluglage der Rakete beeinflusst die Kraftrichtung. Daher spielt es auch überhaupt keine Rolle, wo entlang der Geraden der Schubrichtung die Motoren angebracht werden.

Die Feuerwerksrakete fliegt nicht deshalb (einigermassen) stabil, weil sie am Motor "hängt", sondern weil der lange Stab zwar den Schwerpunkt ein bisschen ober noch viel mehr den Druckpunkt nach hinten verschiebt.

Der Denkfehler ist übrigens sehr alt, sogar Goddard hat ihn bei seinen frühen Versuchen gemacht. Dass er ein Denkfehler ist, kann man aber auch an folgendem Gedankenexperiment sehen: würde man in einer instabilen Rakete den Motor innerhalb des Rohres nach vorne schieben, und durch Verlagerung anderer Massen die Schwerpunktlage kompensieren, müsste sie nach Deiner "Theorie" stabil werden sobald der Motor vor dem Schwerpunkt liegt. Da man aber von aussen nicht sehen kann, wo der Motor ist, und auch alle physikalischen Kräfte dies nicht sehen können, folgt, dass eine stabile Rakete genau gleich fliegen würde wie eine instabile. Und dies widerspricht ganz bestimmt der Erfahrung.

Hier wäre übrigens eine Referenz zum Thema, die man mit Google ziemlich schnell findet: http://www.clavius.info/techlmstab.html

@Andreas Mueller: Danke! Hätte es nicht besser formulieren können
@Andreas Hader: Danke! Tolles Projekt! Schade, daß es nicht funktioniert hat, trotz all der Mühe
@MarkusJ:schließe mich den Ausführungen von Andreas Mueller voll inhaltlich an.

Gruß

Dino

Geändert von Dino am 25. April 2007 um 12:05

Ok, sehr eindrucksvoll ... ich habs zwar noch immer nicht ganz registriert, aber was solls.

Mein Einwand dazu: Die Rückstellkraft der Schwerkraft müsste die Rakete automatisch wieder gerade Richten, hat sie doch ähnlich einem Pendel das bestreben, den Massepunkt auf den Erdmittelpunkt auszurichten.

Hier mein Kräftemodell dazu:
Schwarz = Schwerkraft (Punkt ist Schwerpunkt)
Rot = Schubkraft (Punkt ist gemeinsamer Angriffspunkt der Schubkraft)
Blau = Rückstellkraft durch Luftwiderstand bei horizontaler Bewegung (Punkt ist Druckpunkt)



Gibt bei mir: 100% Aufrichtung der Rakete.

So, warum ist das nicht so?

mfG
Markus

Nachtrag: auf der rechten Seite habe ich die Schubkraft zwecks genauer Betrachtung in die beiden Teilvektoren zerlegt.

Geändert von MarkusJ am 25. April 2007 um 12:38

Zitat:

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Original geschrieben von MarkusJ

Ok, sehr eindrucksvoll ... ich habs zwar noch immer nicht ganz registriert, aber was solls.

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Wenn Du diese Haltung an den Tag legst, dich nicht einmal darum bemühst, die Erklärungen anderer Leute zu verstehen, dann kannst Du auch nicht erwarten, dass diese anderen Leute Deine Posts überhaupt noch lesen.

Entschuldigung, ich denke, ich habe mein Interesse an dem Thema deutlich dadurch ausgedrückt, dass ich es immer noch hinterfrage, oder?
Ich habe mich sehr wohl darum bemüht, deinen Post zu verstehen und habe mir auch den Link dazu durchgelesen ... aber wie bereits erwähnt, habe ich nicht ganz verstanden, wo der Fehler in meinem Konzept sein soll.
Und das "was solls" drückt in meinen Augen lediglich aus, dass ich es nicht für Lebensnotwendig halte, dass ich das verstehe ... schließlich bin ich für dieses Projekt nicht von Bedeutung. Dennoch interessiert es mich!
Vielleicht war die Wortwahl etwas ... ungünstig, aber dein Vorwurf, dass ich mich nicht darum bemühe, das ganze zu Verstehen, war _auch_ daneben ... vielleicht hast du den ein oder anderen Post von mir verfolgt, dann wäre dir nämlich aufgefallen, dass ich mich in dem Forum "etwas" engagiere und mich gerade darüber, dass vieles nicht gelesen wird, aufrege ... wäre etwas scheinheillig, wenn ich genauso verfahren würde, oder?

mfG
Markus

Hi,

du hast doch in deinem Bild schon Schubvektoren von dem Motor eingezeichnet. Die Kraft wirkt genau entlang dieser Linie. Wenn du den Motor an dieser Linie entlang verschiebst, hat das keinen Einfluß auf den Kraftvektor. Mal doch mal einen zweiten Motor da rein, du wirst sehen, das die Linie sich nicht verändert.
Dein Gedanke mit dem gerade ziehen funktioniert deswegen nicht, weil die Schwerkraft nicht im Schwerpunkt mit einer Linie ansetzt, so wie es der Motor macht. Was du da eingezeichnet hast, ist viel mehr die Summe aller kleinen Linien von jedem Bauteil (oder jedem Atom) deiner Rakete in Richtung Schwerkraftquelle. Somit gibt es diesen Punkt wo die eine Linie ansetzt eigentlich garnicht. Für eine Berechnung zum Beschleunigen kann man die aber heran nehmen um es einfacher zu machen.

Was es allerdings gibt, und es wurde auch festgestellt bei den Mondflügen. Lange Objekte die sich im freien Fall bewegen, also von der Erde zum Mond, richten sich so aus, das die längste Achse in die Richtung der Schwerkraftquelle zeigt. Das kommt daher, dass das zugewandte Ende stärker angezogen wird als das abgewandte.

Gruß

Neil

Zitat:

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Original geschrieben von MarkusJ

Blau = Rückstellkraft durch Luftwiderstand bei horizontaler Bewegung (Punkt ist Druckpunkt)

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Wozu ist jetzt plötzlich der Luftwiderstand nötig (mal abgesehen davon, dass er völlig falsch eingezeichnet ist)? Das Argument mit dem "Hängen" müsste ja auch im Vakuum funktionieren.

Du beschreibst aber ein anderes Problem: Du beschreibst die Tatsache, dass ein stabile, abstürzende Rakete sich Spitze voran in den Boden bohren wird, dank der aerodynamischen Stabilisierung. Dein Argument braucht nämlich die rote Schubkraft gar nicht. Sie verläuft durch den Schwerpunkt, hat also kein Moment und ist daher für Drehungen irrelevant. Für das Bremstriebwerk bedeutet dies: solange man schnell ist, ist die Rakete stabil (trotz Bremstriebwerk), sobald sie nicht mehr schnell ist, und dies ist ja der eigentliche Zweck eines Bremstriebwerks, fällt die aerodynamische Stabilisierung weg, und die Rakete wird instabil. Genau an diesem Punkt hat Dein "Hänge"-Argument aufgesetzt, wenn man die Motoren nur "oben" hat, wäre das Ding trotzdem stabil, ist es aber nicht, wie im vorletzten Post gezeigt.

Die von Dir vorgeschlagene praktische Durchführung macht die Sache noch schlimmer, weil die weit aussen liegenden Motoren grosse Momente haben. Würde man die Motorachsen auf den Schwerpunkt ausrichten, hätte man zwar keine Momente mehr, aber der Rakete würde das auch nicht so gut tun. Der einzige Ort, wo man Bremstriebwerke momentfrei montieren kann, ist in der Spitze.

Dann betrachte mal den rechten Fall ... bei einem Motor, der über dem Schwepunkt sitzt, dürfte die Rakete bei der geringsten Drehung dazu neigen, sich zu überschlagen ...
Solange die Rakete eine ausreichende Fallgeschwindigkeit hat, dürfte die aerodynamische Stabilisierung noch ziehen ... aber sobald diese Geschwindigkeit erreicht wird, kann die Rak umkippen wie ein Stück Holz ... und rast dann auf den Boden zu!


mfG
Markus

Nachtrag:
@Andreas
Den Luftwiderstand habe ich nur eingebaut, weil bei der Drehung eine horizontale Bewegungskomponente entsteht ... welche dann eine Ablenkung in horizontaler Richtung entlang dem Pfeil verursacht ...
Die vertikale Komponente habe ich (unbewusst) vernachlässigt.
Betrachte ich meine Zeichnung (die erste, rechts) so ergibts sich für mich, dass sich die Rakete automatisch gerade ausrichtet, "streckt", weil die Kraft der Motoren (bzw. deren vertikale Komponente) nach oben zieht, die Schwerkraft in die entgegengesetze Richtung.
Beim anderen Modell sehe ich den entgegengesetzten Effekt ...

Geändert von MarkusJ am 25. April 2007 um 13:12

Zitat:

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Original geschrieben von MarkusJ
Dann betrachte mal den rechten Fall ... bei einem Motor, der über dem Schwepunkt sitzt, dürfte die Rakete bei der geringsten Drehung dazu neigen, sich zu überschlagen ...

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Und ganz genau dasselbe wird sie tun, wenn der Motor am anderen Ende sitzt.

Ausserdem ist Dein Luftwiderstand immer noch falsch eingezeichnet.

Überleg Dir mal folgendes: wenn Du die Flossen ganz lange machen würdest, dass sie bis zur Spitze reichen, dann wären Deine Bremsmotoren neben der Spitze. Die Kraftübertragung auf das Körperrohr erfolgt aber beim Flossenansatz, also am anderen Ende. Woher soll das Körperrohr jetzt wissen, ob die Motoren eigentlich dort sind, wo Deiner Meinung nach kein stabiler Flug möglich ist, oder doch eher am anderen Ende, wo Stabilität möglich ist? Genau, das ist unmöglich.

Zitat:

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Original geschrieben von MarkusJ

Betrachte ich meine Zeichnung (die erste, rechts) so ergibts sich für mich, dass sich die Rakete automatisch gerade ausrichtet, "streckt", weil die Kraft der Motoren (bzw. deren vertikale Komponente) nach oben zieht, die Schwerkraft in die entgegengesetze Richtung.

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Wenn ich Deine Zeichnung ansehe, sehe ich die Schubkraft, die durch den Schwerpunkt verläuft, und die Schwerkraft, die auch durch den Schwerpunkt verläuft, also zwei Kräfte, die beide kein Drehmoment haben, und damit keine Drehwirkung hervorrufen können. Sobald aber die Schubkraft nicht mehr genau durch den Schwerpunkt geht, führt sie zu einem Drehmoment und damit zu einer Drehung. An welchem Ende der Motor ist spielt dafür keine Rolle.