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Neil

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Neil

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Beitrag 76786 , Isp. von zukünftigen Treibstoffen [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 09:31]

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Hi,

Boris, Fabian, Robert, Gabi und ich waren gestern bei einem Vortrag von Herrn Prof. Dr. Ulrich Walter. Er hat über Raumfahrt und Einstein vorgetragen. Da ging es unter anderem um die Relativitätstheorie und ihre Auswirkung auf interstellare Flüge. Da kamen natürlich auch zukünftige Treibstoffe zum Einsatz. Aber wie hoch ist den der Isp. überhaupt von:

Antimaterie:
Fusionierter Wasserstoff:
Vakuumenergie:

Gruß

Neil

Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


Rocketom

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Rocketom

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Beitrag 76787 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 09:39]

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Ist das ein Quiz oder eine ernstgemeinte Frage?

Interstellare Raumfahrt mit dem Rückstoßprinzip ist generell ein ziemlich aussichtsloser Ansatz.

Diesen Link habe ich schon oft hier gebracht:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/warp.htm

Lies mal! Ist wirklich sehr interessant und auch anschaulich.
Vor allen Dingen hier:
http://www.nasa.gov/centers/glenn/research/warp/scales.html
Auch alle Links im Text lesen: dort tauchen meist erklärende Grafiken auf.

Mit der Fragestellung "Why is interstellar spacetravel so tough?" wird Bezug auf die Größenordnungen genommen, die es gilt zurückzulegen. Im nächsten Schritt werden Energiebilanzen aufgemacht:
"Propellant mass to send one canister past Centauri cluster within 900 years:
Chemical propellant (isp 500): 10^137 kg => not enough mass in the universe..."

Alles klar wink ?

Zitat:
Original geschrieben von Neil
Da kamen natürlich auch zukünftige Treibstoffe zum Einsatz ...


eek! Wirklich ???
Mir hätte es ja gereicht, wenn sowas bei einem Vortrag zur Sprache kommt...fg

"Am Schluß jeder Berechnung steht das Experiment" (Rolli)
Neil

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Neil

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Beitrag 76790 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 10:01]

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Hi,

das soll mal eine nur nicht ganz Enrst gemeinte Frage sein. Es wäre aber trotzdem mal schön zu wissen wie der Isp ist. Das sowas nie gehen wird ist klar.

Gruß

Neil

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Rocketom

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Beitrag 76791 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 10:13]

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Zitat:
Es wäre aber trotzdem mal schön zu wissen wie der Isp ist...


Das heisst, Du hast Dir die Seite nicht durchgelesen...???frown

"Am Schluß jeder Berechnung steht das Experiment" (Rolli)
Peter

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Peter

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Beitrag 76825 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 19:56]

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Ich hab die Seite zwar auch nicht gelesen, aber ich bevorzuge sowieso die Aussströmgeschwindigkeit gegenüber dem Isp, wenn es um die Beurteilung eines Treibstoff/Triebwerks geht.

Und da muß man nicht lange rechnen: Soe ein Photonentriebwerk hat schlichtweg Lichtgeschwindigkeit...
Oliver Arend

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Oliver Arend

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Beitrag 76828 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 20:21]

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Äh, Peter, das ist dasselbe. Ns/kg = m/s.

Oliver
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Peter

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Beitrag 76831 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 20:40]

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Eine immer wieder gern geführte Diskussion smile

Ich habe den Eindruck, daß landläufig der "amerikanische" Isp gemeint ist, wenn Leute vom Isp reden. Und der hat die Maßeinheit Sekunden. Was bekanntlich falsch ist, wenn man es pingelig betrachtet.

Ns/kg ist ein halbherziger Kompromiß, weil man da auf das Durchkürzen verzichtet. Da 1 N = 1 kgm/s2 ist, kürzt sich das, wie Du sehr richtig andeutest, letztlich auf m/s.

Nur: m/s ist eine Geschwindigkeitsangabe, und kein Impuls.

Daher sage ich ja immer: Der Isp ist ein Phantom, das es eigentlich garnicht gibt.

Galileo hätte das vermutlich so formuliert: ... und es gibt ihn doch nicht..eek!
hybrid

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hybrid

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Beitrag 76835 [Alter Beitrag26. Mai 2005 um 22:29]

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Dieser Aufsatz beleuchtet das sehr schön:
http://www.bernd-leitenberger.de/raktreib1.html

Zitat:
Der spezifische Impuls ist definiert als Schub der pro Zeiteinheit und pro Kilogramm verbrauchten Treibstoff erzeugt wird. Die Einheit beträgt N*s/kg, wobei sich die Einheiten herauskürzen und ein m/s übrig bleibt. Der spezifische Impuls ist also eine Geschwindigkeit und zwar die mit der die Gase die Düse verlassen, die so genannte Ausströmgeschwindigkeit. (Es wäre wegen der Dimension einer Geschwindigkeit besser, allgemein nur von der Ausströmgeschwindigkeit ve zu sprechen, als vom spezifischen Impuls Ispez. Dies liegt auch daran, daß in den USA der spezifische Impuls noch durch die Schwerebeschleunigung auf der Erde g geteilt wird. doch leider hat sich der spezifische Impuls als Name für die wichtigste Kenngröße für einen Treibstoff eingebügert).



Wenn man m/s durch m/s^2 teilt kommt doch s raus, oder? Insoferrn ist s als Einheit für denm Amerikanischen Isp doch korrekt?

Grüße,
Malte
Peter

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Peter

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Beitrag 76853 [Alter Beitrag27. Mai 2005 um 01:06]

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Zitat:
Original geschrieben von hybrid
Wenn man m/s durch m/s^2 teilt kommt doch s raus, oder? Insoferrn ist s als Einheit für denm Amerikanischen Isp doch korrekt?

Nicht wirklich. Stellen wir doch mal die Sinnfrage: Wozu soll es gut sein, eine Geschwindigkeit durch die Erdbeschleunigung zu teilen? Aus 2400m/s wird dann z.B. 245s. Und dann, was hab ich damit gewonnen? Denn die Ausströmgeschwindigkeit ist doch eine fantastisch anschauliche Größe. Jeder kann es sich vorstellen, daß da die Gase mit diesem Tempo durch die Düse rasen. Seien wir doch froh, daß es für die Leistungsbeurteilung sowas praktisch vorstellbares gibt.

Und dann zermantscht man das in Sekunden. Mal Hand aufs Herz: Von allen, die "Isp in Sekunden" sagen, weil sie es halt irgendwo aufgeschnappt haben, wer kann da aus dem Stand definieren, was diese Isp Einheit "Sekunden" im Zusammenhang mit Raketenmotoren anschaulich bedeutet? So anschaulich wie "Ausströmgeschwindigkeit"?

Außerdem: Als sich der Isp in eingebürgert hat, da rechnete man Kraft noch nicht in N, sondern in Kilopond. Newton wurde erst viele Jahre später künstlich festgelegt, damit der olle Sir Isaac auch seine eigene Einheit bekommt und seine britischen Nachfahren dementsprechend stolz sein können.

Dann hat man folglich den Impuls nicht in Ns ausgedrückt, sondern in Kps. Und die Frage, wieviel Impuls denn nun ein Kilogramm Treibstoff liefern kann, führte zu dem Ausdruck: Isp = kps / kg.

Und dann kürzten die ganz einfach die kp gegen die kg weg, ist ja in Meereshöhe derselbe Zahlenwert, was solls. Und darin liegt der physikalische Fehler: Man kürzte Kraft gegen Gewicht, also Äpfel gegen Birnen.
Rocketom

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Rocketom

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Beitrag 76869 [Alter Beitrag27. Mai 2005 um 10:25]

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Hi Peter,

was Ausströmgeschwindigkeit vs. Isp angeht, da sind wir endlich einmal 100% einer Meinung: Die Sekunden sind Blödsinn!

Aber Deine Begründung geht nicht auf:
Zitat:
Und darin liegt der physikalische Fehler: Man kürzte Kraft gegen Gewicht, also Äpfel gegen Birnen.


Wenn ich im mks-System bleibe, also alles abgeleitet aus Meter/Kilogramm/Sekunde - dann ist das nicht Äpfel gegen Birnen kürzen, sondern völlig legitimes Vorgehen in der Physik, der Chemie, der Thermodynamik und allen Ingenieurswissenschaften:
Weil die Dimensionskontrolle stimmt!!!
(Aus Kraft durch Gewicht entstünde so Beschleunigung - logisch!)


Das Newton ist also kein Kunstprodukt, sondern wurde eingeführt, weil es zwingend logisch ist: Kraft ist das Produkt aus Masse und Beschleunigung, z.B. Erdschwerefeld.

Und dann klappts auch mit der Dimensionskontrolle Impuls durch Masse:

1 kg*ms^-2 * s / kg = ms^-1

Also liegt doch der Fehler eher bei den Kiloponds, weil mit denen die Einheitenrechnung nicht klappt, oderwink?

"Am Schluß jeder Berechnung steht das Experiment" (Rolli)
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