Columbia >>>>>>>

[Luis]

Original von THX_Ultra
Physikunterricht?
Zumindest wir haben das damals gelernt

damals, das ist bei mir schon einige Jahre her

[reddisch]

Interessant

[PCS]

Nochmal: es ist die Discovery und NICHT die Columbia...

[joo]

Schallgeschwindigkeit in Luft (bei 20 °C): 343 m/s, entspricht 1234,8 km/h.

[Perpetual]

Original von joo
Schallgeschwindigkeit in Luft (bei 20 °C): 343 m/s, entspricht 1234,8 km/h.

Danke, Joo, meine Physikbücher sind schon etwas älter :twisted: Das macht dann 11113,2 km/h bei 9 facher Schallgeschwindigkeit Wobei die Gegebenheiten bei einem Schuttleflug natürlich nicht so konstant sind, wie bei Deiner Angabe. Die Dichte des Trägermediums "Luft" nimmt mit zunehmender Höhe ab, und die Temperatur sinkt Somit wird das Maß der Schallgeschwindigkeit hier als konstanter Wert angenommen, der mit dem Faktor 9 multipliziert eine ungefähre Orientierung für der Geschwindigkeit der Raumfähre bietet.

Original von THX_Ultra
Physikunterricht?
Zumindest wir haben das damals gelernt

Wobei ich aber glaube, dass das Shuttle die Fluchtgeschwindigkeit gar nicht erreichen muss, sondern nur die 1. Kosmische Geschwindigkeit (7,9km/s), sie verlässt die Umlaufbahn der Erde ja nicht.

Michael, Du hast recht, die Discovery soll sich in der geostationären Umlaufbahn bewegen

Die rund 42000 km Höhe der geostationären Umlaufbahn beziehen sich auf den Erdschwerpunkt, der ja etwa mit dem Erdmittelpunkt zusammenfällt. Der Abstand Erdmittelpunkt/Raumfähre muss also etwa 42000 km betragen, damit die Discovery geostationär ist. Um die Höhe über der Erdoberfläche zu bekommen, musst Du den Abstand Erdmittelpunkt-Erdoberfläche abziehen, der ja dem Radius der Erdkugel entspricht. Er beträgt - abhängig natürlich vom Ort der Messung - etwa 6380 km.

42000 km - 6380 km also ca. 35620 km

Die Kreisgeschwindigkeit v1 (1. Kosmische Geschwindigkeit)

Die Kreisgeschwindigkeit v1 ist diejenige Geschwindigkeit, die ein Körper haben müsste, wenn er sich auf einer Kreisbahn im Abstand Erdradius vom Erdmittelpunkt befände (natürlich ist eine Kreisbewegung direkt an der Erdoberfläche aufgrund der Erhebungen und der Luftreibung real nicht möglich). Das ist die Geschwindigkeit, bei der ein waagerecht weggeworfener Stein gerade nicht mehr auf die Erde fällt.
Bedingung: Zentripetalkraft = Gravitationskraft


Die Fluchtgeschwindigkeit (2. kosmische Geschwindigkeit)

Damit ein Körper aus dem Anziehungsbereich der Erde gebracht werden kann, muss man ihm beim Start mindestens soviel kinetische Energie mitgeben, dass diese die Differenz zwischen Endenergie und Anfangsenergie übersteigt.

[joo]

Servus Ingo,

nun, Deine Antworten sind sehr detailiert, dass freut einen technisch aufgeschlossenen Menschen sehr.

Aber, ich dachte, die Weltraumstation schwirrt in ca. 400 km Höhe über der nicht homogenen Erdoberfläche herum???

Wat'n Nu?

[ehemaliges mitglied]

Weg mit den alten Teilen.

[THX_Ultra]

Ingo - wie joo schon erwähnt hat sollte die Discovery ledeglich ca 400km Höhe erreichen, also keine Geostationäre Umlaufbahn.

In dieser Höhe kreist ja auch die ISS und es hätte wenig Sinn zuerst auf über 40tkm raufzufliegen, sich der Gefahr von Weltraumschrott auszusetzen um dann wieder runter auf 400km zu sinken.

[BladeRunner]

Original von Perpetual
Etwas zur Antriebstechnik:

Jede der 4 Flüssigraketen leistet 12.000.000 (12 Millionen) PS
Diese liefern gerade mal 1/4 der benötigten Schubleistung. Ihr Vorteil: Sie lassen sich durch die Unterbrechung der Gaszufuhr wieder abschalten. Die Flüssiggasraketen beschleunigen die Raumfähre auf 9fache Schallgeschwindigkeit.

Um dies leisten zu können, werden Feststoffraketen verwendet. Ihr Nachteil: Sind sie einmal gezündet, gibt's kein Zurück mehr, bis die Raketen ausgerannt sind...
Ich glaube, wir können uns nicht vorstellen, was da für Beschleunigungs - Kräfte während des Starts auf die Astronauten einwirken. Die werden liegend in Watte gehüllt, sonst brächen denen alle Knochen im Leib.

Hallo!

Pedantenmodus ein:

Ich bin nun kein Wissenschafter sondern nur interessiert aber ich
hab bei den Shuttles noch nie ein 4. Haupttriebwerk gefunden.

Und in Punkto Belastung gehts denen auch net so schlecht die haben
bei Start und Landung max. 3-4 G zu ertragen. Das soll auch ein
70-Jähriger angeblich aushalten. Allerdings über 7-8 Minuten konstant.
Trotzdem gehts Piloten von Kampfjets bzw. Kunstflugpiloten deutlich
schlechter die Manöver bis an 9G fliegen.

Pedantenmodus aus

Ich glaube die Hauptbelastung ist wohl eher psychisch. Dort kontrolliert
zu agieren wenn man auf ein paar Millionen Litern Wasserstoff/Sauer-
stoff in Tanks sitzt und hofft dass das Zeug einem nicht um die Ohren
fliegt. (Wie schon mal passiert).

Ich glaub ich würd Windeln im Anzug brauchen wenn das Haupttrieb-
werk zündet und sich der ganze Koloss ca. 1m nach vorn- und wieder
zurückneigt bis die Feststoffbooster zünden und das Ding abhebt.
Sicher Hardcore...

Gruß,
Peter

[THX_Ultra]

Die Windeln haben sie eh in den Anzügen - hat wohl einen guten Grund

[Masta_Ace]

Naja, n Dragster Start is bisl heftiger *denk* . Ok, der dauert aber nur Paar Sekunden...

[THX_Ultra]

Top Fuel 0-500km/hin ca 3,5 Sek.

[Schalosch]

Wobei die Schallgeschwindigkeit vom Isentropenexponenten des umgebenden Fluids und dessen Temperatur abhängt; so gesehen sind diese ganzen Geschwindigkeitsangaben in Machzahlen bei derart rapiden Veränderung der Höhe (und damit aller atmosphärischer Parameter) über normal mit Vorsicht zu genießen.

Gruß aus Berlin, im Moment ISA+10
Alex

[THX_Ultra]

Die Schallgeschwindigkeit in Eisen beträgt übrigens ca. 5100m/s .....

Ist also SEHR relativ das Ganze

[joo]

In Beryllium erreicht der Schall die höchste errechnete Schallgeschwindigkeit:

12900 m/s, entspricht 46.440 km/h

und hier noch ein paar andere Materialwerte - in m/s:

Helium 981
Wasserstoff 1280
Sauerstoff 316
Wasser 1484
Wasser (bei 0 °C) 1407
Eis (bei -4 °C) 3250
Öl(SAE 20/30) 1740
Glas 5300
PVC (weich) 80
PVC (hart) 2250
Beton 3100
Buchenholz 3300
Aluminium 6300
Blei/5%Antimon 2160
Gold 3240
Kupfer 4660
Magnesium/Zk60 4400
Quecksilber 1450
Stahl 5920
Titan 6100
Wolfram 5460

Was hat jetzt unser Wolfram mit Schall zu tun ...

[THX_Ultra]

Nix, ausser, dass er wohl teilweise genauso schnell unterwegs ist auf der linken Spur

[joo]

Original von Schalosch
Wobei die Schallgeschwindigkeit vom Isentropenexponenten des umgebenden Fluids und dessen Temperatur abhängt; so gesehen sind diese ganzen Geschwindigkeitsangaben in Machzahlen bei derart rapiden Veränderung der Höhe (und damit aller atmosphärischer Parameter) über normal mit Vorsicht zu genießen.

Gruß aus Berlin, im Moment ISA+10
Alex

Dass die Schallgeschwindigkeit vom Luftdruck abhängt, ist dagegen falsch. Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst geringfügig die Schallgeschwindigkeit und auch der oft unrichtig angegebene statische Schalldruck tut es nicht (Ausnahmen sind Schallwellen von sehr großer Amplitude sowie Stoßwellen). Sehr bedeutsam ist dagegen die Temperatur. Der Schall wandert innerhalb der Troposphäre langsamer mit steigender Höhe, was aber fast ausschließlich eine Funktion der Temperatur und nur in geringem Maße auch eine der Luftfeuchte ist.

Bei einem idealen Gas ist die Schallgeschwindigkeit nur von der Temperatur abhängig und unabhängig vom Luftdruck. Diese Abhängigkeit gilt daher auch für Luft, die in guter Näherung als ideales Gas betrachtet werden kann.

Temperaturabhängigkeit
Die Wirkung der Temperatur der Luft auf die Schallgeschwindigkeit, die Luftdichte und die Schallkennimpedanz ist in folgender Tabelle dargestellt. Hierbei hat der Luftdruck keine Wirkung auf die Schallgeschwindigkeit, auch wenn diese Fehlangabe in vielen Büchern zu finden ist. Die Luftdichte und damit auch die Schallkennimpedanz sind aber luftdruck-abhängig.

Frequenzabhängigkeit
In einem dispersiven Medium ist die Schallgeschwindigkeit von der Frequenz abhängig. Die räumliche und zeitliche Verteilung einer Fortpflanzungsstörung ändert sich ständig. Jede Frequenzkomponente pflanzt sich jeweils mit ihrer eigenen Phasengeschwindigkeit fort, während die Energie der Störung sich mit der Gruppengeschwindigkeit fortpflanzt. Wasser ist ein Beispiel eines dispersiven Mediums.

In einem nicht dispersiven Medium ist die Schallgeschwindigkeit unabhängig von der Frequenz. Daher sind die Geschwindigkeiten des Energietransports und der Schallausbreitung dieselben. Luft ist ein nicht dispersives Medium.

Nicht von mir, aber für Euch

[THX_Ultra]

RLX das Bildungsforum

[bullimartin]

Hallo!

Pedantenmodus ein:

Ich bin nun kein Wissenschafter sondern nur interessiert aber ich
hab bei den Shuttles noch nie ein 4. Haupttriebwerk gefunden.


Pedantenmodus aus

Und ich dachte sogar immer der Discovery hat nur ein Haupttriebwerk?

[EFP055]

Wow hier wird viel geredet!

Also da nochmal folgendes:

ein Space Shuttle hat 2 Feststoffraketen, 3 haupttriebwerke, dann 2 Triebwerke für Orbit-Antrieb und überall an den entsprechenden Stellen kleine Düsen für Orbit Manöver, Rollen, pitchen und Gieren (roll, pitch, yaw).

Also folgendes beim Start:

Die 3 Haupttriebwerke sind flüssigkeitsraketen am SHUTTLE, sie werden per funkenstrahl igniert, der ca 10 Sekunden vorher angeht. Die Haupttriebwerke fahren hoch, etwa 3-5 sec vor T0, und bei ungefähr 95% werden die FEststoffraketen gezndet. Wenn die einmal an sind, gibts kein zurück, das Shuttle hebt direkt nach der Zündung der Feststoffraketen (SRB) ab. Nach dem verlassen des Turmes wird das berühmte ROllmanöver durchgeführt. Meistens in richtung osten um die Erdrotatoionsgeschwindigkeit an der Oberfläche schon als kinetische Energie (Geschwindigkeit) mitzunutzen.
Dann wird gepitcht, also nicht senkrecht nach oben sondern etwas schräg in die eingerollte Richtung gezogen (ca. 70°)
Nach und nach werden die Haupttriebwerke etwas verringert, das shuttle fliegt nun auf dem Kopf nach schräg oben.

Nach 2 Minuten ungefähr sind die Feststoffraketen ausgebrannt. Sie fallen mit Fallschirmen ins Wasser und werden neu verwendet.

Nun gehts weitere 6-7 Minuten mit den Haupttriebwerken weiter, bis fast der ganze Treibstoff aus dem Externen Flüssigkeitstreibstofftank verbraucht ist. Diese Antriebsweise ist wesentlich ruhiger als die SRBs. Trotzdem wirken beim Start 3 G und nicht viel mehr

Nachdem dann der Externe tank abgetrennt wird ist das Shuttle erstmal in einem stabilen Orbit, 82 Seemeilen hoch und 25 fache Erdschallgeschwindigkeit. Der Tank sinkt und verglüht in der Luft durch Reibung.

Nach einiger Zeit werden die OMS Raketen gezündet und das Shuttle steigt in den richtigen Orbit, Höhe wie die ISS.
Dabei fliegt es eine Geschwindigkeit von etwa 27 bis 28-facher Schallgeschwindigkeit (Erdoberfläche vergleichsweise).

klar?

MFG