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Tom

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Tom

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Beitrag 8118 , Raketen-Staustrahl-Antrieb [Alter Beitrag30. November 2001 um 15:05]

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Heute erreichte mich per Post ein interessanter Artikel, welchen ich euch nicht vorenthalten möchte.

Ich möchte jedoch hinweisen, daß ich zu diesem Prinzip keinerlei technische Angaben machen kann und hier nur das Prinzip zur Diskussion stelle.



Der Raketenstaustrahl - Motor

Bei dem gezigten Motor handelt es sich um einen Kombinationsantrieb, bei dem ein Raketenmotor innerhalb eines Staurohrs angeordnet ist.

Das kaum bekannte Prinzip stammt von Ing. F.W. Wüllner und wurde in den 60er Jahren erfolgreich vorwiegend in Flugmodellen eingesetzt.

Funktion:
Luft strömt in das Schubrohr und staut sich vor der Lavaldüse des Rohres. Zugleich heizt der der Abgasstrahl des Raketenmotors die Luft im Staurohr stark an. Mit dem Temperaturanstieg vergrößert sich das Volumen so, das "mehr" Luft die Lavaldüse des Triebwerks verläßt, als in den Diffusor einströmt.

Die Schubwirkung solcher Art beschleunigter Luft addiert sich zum Schub des Raketenmotors, wobei der Staustrahleffekt erst mit relativer Bewegung zur Umgebungsluft eintritt. Mit steigender Geschwindigkeit steigt auch die Leistung des Kombinationsantriebes.

Gut geeignet für ein Projekt mit diesem Prinzip ist der Held 1000 Motor aufgrund seiner langen Brenndauer.

Hätte nun noch der Held 1000 eine Düse mit 3,2 mm, so würde sich dessen Laufzeit verdoppeln. Der Schubrückgang würde durch den Staustrahleffekt nahezu ausgegelichen. Damit hätte man als Gewinn die nahezu doppelte Motorleistung bei gleichem Schub erreicht.

(Hinweis: Gesetzeslage beachten !)

Abschließend wäre noch zu sagen, daß der Sound des Raketenmotors im Schubrohreinsatz erheblich lauter ist im Vergleich zum Standartabbrand.

Bildbeschriftung:

1) Raketenmotor
2) Lufteinlass
3) Motorhaltespanten
4) Raketenmotordüse
5) Schubrohr
6) Lavaldüse

Folgende Datei wurde angehängt:

Oliver Arend

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Oliver Arend

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Beitrag 8120 [Alter Beitrag30. November 2001 um 16:42]

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Tschuldige, aber mein inzwischen olivgrün angehauchtes und nicht mehr zuverlässiges Hirn sagt mir, dass aus der Reaktion des Treibstoffes eine gewisse Menge an Energie entsteht, die eine gewisse Menge Gase auf eine bestimmte Temperatur bringen kann. Treten nun weitere, kältere Gase dazu, verringert sich die Durchschnittstemperatur der Gase, die Menge jedoch erhöht sich. Die Energie sollte also gleich bleiben, und diese entscheidet letztendlich über die Leistung eines Triebwerks.

Und wenn es wirklich so wäre würde es schon lange verwendet, wenn man so ohne weiteres die Leistung eines Triebwerks verdoppeln könnte...

Aber ich könnte wie gesagt falsch liegen.

Oliver
andi

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Beitrag 8122 , Funktionsprinzip und Energie [Alter Beitrag30. November 2001 um 21:34]

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Hallo Oliver, im Prinzip hast du recht, mehr Energie als im Treibsatz vorhanden kann nicht rauskommen. Aber: Die Energieausnutzung ist wichtig. Normaler Held kleine Düse hohe Geschwindigkeit. Effekt beim Start: die Rakete hebt langsam ab, die verbleibende Restenergie der Abgase brennen in schlechte Starttische ein Loch. Das ist Energie die zum Antrieb fehlt und z.B. die Zusatzluft aufheizen kann. Wird jetzt erst Luft mitbeschleunigt, steigt der Massestrom nach hinten an, die Geschwindigkeit sinkt relativ zur Rakete ab die "Ausnutzung" der Treibsatzenergie steigt. Deshalb verwenden ja auch die modernen Düsenjets (kommerzielle im Unterschallbereich) sogenannte Mantelstromtriebwerke um den Verlußt an Vortriebsenergie möglichst gering zu halten (Extremfall Propeller, große Luftmasse beschleunigt mit geringer Geschwindigkeit)
Im theoretischen Idealfall ist Flugzeug/Rakete genauso schnell wie Abgasstrahl, geht aber nicht da Luftwiderstand... Aber mit dem genannten Prinzip könnte man etwas an den Idealfall herankommen. Tom schreibt ja Einsatz bei Modellflugzeugen, da sind auch nur "geringe" Geschwindigkeiten üblich.
Ich glaube so läßt sich der beschriebene Effekt erklären, bin aber auch für andere Erklärungen offen.wink
andi

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Beitrag 8123 [Alter Beitrag30. November 2001 um 21:42]

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Nochmal ich Oliver,
habe gerade deine Antwort zu längerbrennenden Triebwerken gelesen:
Für Höhenflüge sind im einstufigen Betrieb längerbrennende Treibsätze generell erfolgreicher, da hoher Schub in hoher Geschwindigkeit, hohem
Luftwiderstand und dadurch hoher Energieverschwendung resultiert, während der Langbrenner nur relativ niedrige Geschwindigkeiten für eine lange
Zeit hält.
Das kommt ja auch dem obigen Prinzip entgegen.
Übrigens ist es kein Staustrahltriebwerk, das funzt nur im Überschallbereich und verbrennt dann eigenen Treibstoff. Taufen wir es einfach Raketenmantelstromtriebwerk?
Berti

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Berti

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Beitrag 96277 , Schubrohr [Alter Beitrag25. Februar 2006 um 10:16]

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Hallo Tom,

hab gerade beim Stöbern Deinen Beitrag entdeckt.

Eine derartige Anordnung mit Schubrohr wäre ideal für mein nächstes Me163 Projekt. Viele Probleme mit dem Schwerpunkt ließen sich dadurch elegant lösen.

Zitat:
Das kaum bekannte Prinzip stammt von Ing. F.W. Wüllner und wurde in den 60er Jahren erfolgreich vorwiegend in Flugmodellen eingesetzt.



Gibt es zu dieser Quelle (F.W. Wüllner) vielleicht noch irgendeine Verbindung? oder andere Unterlagen?
googeln hat mir nicht weitergeholfen.


Grüße

Berti

Grüße von Berti
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Ralf

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Beitrag 96278 , Raketen [Alter Beitrag25. Februar 2006 um 10:44]

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Hallo Berti


also das was ich sehe ist ja mehr eine Art Wasserstrahlpumpe.

Wenn die Luft einströmt wird der Abgasstrahl lagsammer aber die Luft

schneller (100g Abgas V100m/s + 100 g Luft V 0m/s = 200g mit ca 50 m/s)

Das war mal Stützmassen erhöhung so um 1960 .

Das habe ich auch schon mal gemacht.

Wenn Du noch Treibstoff in den Abgasstrahl machtst hast Du einene Staustrahlrakete

( Nachbrenner)smile


Ralfwink
hybrid

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Beitrag 96312 [Alter Beitrag25. Februar 2006 um 15:24]

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GRRR, das war doch meine GeheimIdee für den S1D Wettbewerb... smile

Ich denke auch, daß das funktioniert, weil die hohe Düsenaustrittsgeschwindigkeit bei unseren Anwendungen fast immer "für die Katz" ist. Eine Umwandlung in mehr Massefluss mit niedrigerer Geschwindigkeit ist also eine richtig gute Sache.

Könnte man aber evtl. auch mit dem MH Gewinn draus ziehen!

Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 25. Februar 2006 um 15:27

Hendrik

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Hendrik

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Beitrag 96319 [Alter Beitrag25. Februar 2006 um 16:26]

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Zitat:
Original geschrieben von Oliver Arend

Tschuldige, aber mein inzwischen olivgrün angehauchtes und nicht mehr zuverlässiges Hirn sagt mir, dass aus der Reaktion des Treibstoffes eine gewisse Menge an Energie entsteht, die eine gewisse Menge Gase auf eine bestimmte Temperatur bringen kann. Treten nun weitere, kältere Gase dazu, verringert sich die Durchschnittstemperatur der Gase, die Menge jedoch erhöht sich. Die Energie sollte also gleich bleiben, und diese entscheidet letztendlich über die Leistung eines Triebwerks.

Aber ich könnte wie gesagt falsch liegen.

Oliver




Hallo Oliver,

Du hast Recht aber nicht weiter gedacht!
Richtig, Du holst aus dem Treibsatz+dessen Düse ein gewisses Quantum an Energie. Jedoch geht der GRÖßTE Teil davon nicht in Schub sondern in Wärme (+Geschwindigkeit) über. Alles was hinter der Düse rauskommt ist schubtechnisch ungenütze Energie. Daher sind Feuersträhle zwar schön anzusehen, tragen jedoch nicht zum Schub bei und sind eigentlich schubtechnisch nutzlos. Genauso die Wärmeenergie der Gase hinter der Düse.

Obiges Prinzip versucht nur die Wärmeenergie der bereits ausgetretenden Gase noch schubtechnisch zu nutzen, so dass die Gesamtheit mehr Schubleistung erzeugen könnte.

Viele Grüße,

Hendrik

Geändert von Hendrik am 25. Februar 2006 um 16:27


SOL-2

Die Wissenschaft hat keine moralische Dimension. Sie ist wie ein Messer.
Wenn man es einem Chirurgen und einem Mörder gibt, gebraucht es jeder auf seine Weise.

Wernher von Braun (1912 - 1977), deutsch-US-amerikanischer Raketenforscher

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Berti

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Beitrag 96323 , Schubrohr [Alter Beitrag25. Februar 2006 um 17:23]

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Super, wenn auch noch gleich mehr Energie im richtigen Maß umgesetzt wird in Schub.

Mein Hauptanliegen gilt jedoch dem Problembereich Schwerpunkt(SP) / Schwerpunktwanderung.

Wenn die Masse des Raketenmotor bei einem Flugzeug im Sp untergebracht werden kann bringt das Vorteile:
- der SP bleibt auch nach Abbrand des Treibsatzes dor wo er hingehört (keine SP-Wanderung)
- unnötiges Trimmgewicht in der Nase kann minimiert werden. Bei meiner kl. Me163 sind zum Ausgleich der Masse des BC 125 im Heck über 250g Trimmgewicht nötig. Bei einem Gesamtgewicht von ca. 1100g ist das "brutal" viel.

Mit Hilfe eines geeigneten Schubrohres kann man dieses Problem elegant umgehen.

Bei den gängigen Turbinen-Jets wird sehr häufig ein Schubrohr eingesetzt um die schwere Turbine nicht ganz im Heck des Flugzeuges verbauen zu müssen.


(Strahlaustritt links, Turbine sitzt rechts im Bild)

Ich werde das mal mit einem BC 80 testen müssen.
...


Grüße Berti

Grüße von Berti
MFC-Ingolstadt
hybrid

SP-Schnüffler

hybrid

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Beitrag 96334 [Alter Beitrag25. Februar 2006 um 18:58]

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Hi Berti,
das haben wir (die Modellflieger) natürlich mitbekommen!
Mich z.B. bringt es dem Ziel einer ME163 mit MH näher wink Obwohl die Schwerpunktprobleme beim Hybriden wahrscheinlich gar nicht auftreten... Vielleicht wird es ja auch nur eine Helden-Me!

Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 25. Februar 2006 um 19:47

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