Liebe Raketenenthusiasten,


Ich bin neu hier und selbst noch kein Raketenmodellbauer. Seit ich ein paar Standmodelle von Großraketen auf dem 3D Drucker ausgedruckt habe treibt mich eine Frage um die Ihr vielleicht beantworten könnt.

Mir ist aufgefallen, dass die Falcon9 extrem gestreckt ist. An der Spitze dann eine Nutzlastverkleidung (im Falle von Satellitentransport) mit einem deutlich größeren Durchmesser.
Was könnte der Grund für diese Formgestaltung sein? Warum haben die Konstrukteure nicht den Durchmesser der Nutzlastverkleidung bis unten durchgezogen? Die Rakete hätte dann, bei gleichem Volumen, deutlich kürzer ausfallen können. Das hätte doch Gewicht bei der Struktur gespart, oder?

Es ist natürlich wenig wahrscheinlich, dass ich mit einfachsten Überlegungen eine Designschwäche der Falcon9 aufgedeckt habe Es wird sicher sehr gute Gründe dafür geben die Rakete genau so zu bauen. Aber welche?

Bin schon gespannt was Ihr darüber denkt!


Besten Dank im Voraus
Roland


Ps.: Schon klar, die längliche Form von Raketen im allgemeinen (!) ist der Aerodynamik geschuldet. So weit hab ich's schon verstanden

Hi,

die genauen Details kann dir vermutlich nur jemand von SpaceX verraten, aber es gibt verschiedene Gründe die da mitgespielt haben.

1) Falcon 9 V1.0 war kürzer. Die Tanks wurden dann bei der V1.1 um 60% gestreckt. Es ist aus verschiedenen Gründen viel einfacher einer Rakete zu strecken als sie dicker zu machen. Viele Maschinen (z.B. Blechbearbeitung für die Tanks) und Hilfskonstruktionen bleiben gleich oder zumindest ähnlich. Es müssen "nur" extra Blechsegmente zu den Tanks hinzugefügt werden.
Die ganzen Schnittstellen, z.B. zwischen den Stufen bzw. Stufe und Nutzlast oder auch Rakete und Startrampe bleiben gleich oder zumindest ähnlich.

2) Die Falcon 9 wird am Landweg per LKW transportiert und meist quer durch die USA von Kalifornien nach Florida. Dadurch ergibt sich auch ein maximaler praktikabler Durchmesser. Die Booster des Space Shuttles haben das gleiche Problem. Die Payloadfairing besteht aus zwei Hälften die getrennt transportiert werden, deshalb ist da mehr Durchmesser möglich.

3) Das L/D Verhältnis beeinflusst die Masse der Rakete. Insbesondere die Masse der zweiten Stufe ist sehr wichtig für die Performance. Deshalb berücksichtigt SpaceX die besonders bei der Planung. Für die größere erste Stufe wäre da vielleicht etwas mehr Durchmesser besser, aber SpaceX achtet sehr auf die Kosten und baut deshalb beide Stufen mit dem gleichen Durchmesser.

4) Bei Trägerraketen mit Schubvektorsteuerung ist eine dicke Payloadfairing kein so großes Problem. Bei kleineren aerodynamisch stabilisierten Raketen, die oft unser Bild prägen wie eine Rakete auszusehen hat, ist das meist schon der Fall. Deshalb ist der Anblick auch etwas ungewohnt.

Es gibt noch unzählige weitere Faktoren. Letztendlich ist das gesamte Design ein Kompromis. Eine dicke Payloadfairing ist da dann oft die bessere Lösung.

Gruß
Reinhard

Geändert von Reinhard am 14. Mai 2019 um 23:17

Hi Reinhard,

Besten Dank für Deine Antwort! Klingt alles sehr plausibel und nachvollziehbar.

@all: Habe zwar noch nicht viel vom diesem Forum gesehen aber das wenige ist sehr interessant. Da werde ich wohl bald noch tiefer (erst mal lesend) eintauchen.


Gruß
Roland