Kann ein Düsenjet theoretisch in den Weltraum fliegen?
Angenommen das Triebwerk eines Düsenjets hätte in beliebiger Höhe immer die gleiche fiktive (nicht mitgeführte!) Luftmenge zur Verfügung, aus dem Nichts quasi, während die Tragflächen ab einer bestimmten Höhe keine Luft mehr zur Verfügung haben.
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Erzeugt ein Triebwerk überhaupt genug Schub, um das Düsenjet auch ohne die Funktion der Trageflächen in der Luft zu halten?
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Wenn ja, würde die mitgeführte Treibstoffmenge mit der fiktiven Luft und die Schubleistung ausreichen, um das Düsenjet ins Weltraum zu befördern und vielleicht sogar eine feste Umlaufbahn einzunehmen? (Beschleunigung im Luftleeren Raum)
Mich interessiert dabei ob ein Düsenjet genug Energie mitführt (Sauerstoff der fiktiven Luft nicht mitberechnet) und genug Schub erzeugt, um theoretisch den Weltraum zu erreichen.
8 Antworten
Ein Harrier Jet, oder anderer VTOLs können schweben, indem sie die Düsen nach unten klappen. Der schub der Düsen reicht aus, um die Gravitation zu überwinden. Der Antrieb wäre weitaus effizenter als eine Rakete, da die ja immer viel flüssigen Sauerstoff o.Ä. mitschleppen müssen.
Ein Jet wiegt sehr wenig, hat aber einen sehr hohen schub. Eine F16 wiegt 12t, und hat ein Thrust to weight ratio von 1.095, also größer als 1, das müsste also problemlos gehen. [Quelle: Wiki]
Das würde also gehen, bis der Sprit leer ist.
Ja, Treibstoff und Oxidationsmittel. Das Oxidationsmittel wird ja hier irgentwie magisch hinzugefügt, was die Effizienz extrem erhöht.
Ob der Treibstoff ausreicht rechne ich am Wochenende vielleicht aus.
Ja Senkrechtstarter sind ein gutes Beispiel. Wobei man wohl die Frage klären müsste, wie viel Treibstoff dabei verbraucht wird oder mit welcher maximalen Geschwindigkeit es aufsteigt. Ich kann mir vorstellen das zu viel Treibstoff verbraucht wird und der Aufstieg zu langsam stattfindet, um den Weltraum zu erreichen.
Ich rechne es mal für die F16 durch
https://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_F100
Es kommt wohl auf die Specific Fuel Cunsumption an. Die liegt mit Afterburner bei fast 200 kg/kNh. Ich mache einfach eine vereinfachte Rechnung mit 130 kN Schub für Afterburner und den 200 kg/kNh.
Da kommen meine Kentnisse aus Kerbal Space Program zu tragen. Und aus 6 Semseter Physik-Studium, aber vorallem KSP.
Ich habe einen geschwindigkeitsunterschied von 9.4 km/s verwendet, also wie die erste kosmische geschwindigkeit von PatrickLassan, nur noch mit verlusten für Gravity Drag und Atmosphärenreibung. Dieser Wert gilt für Raketen. Ich habe die F16 also als Rakete betrachtet.
Dies halte ich in der Abschätzung für gerechtfertig, da ein Jet die Atmossphäre efficienter passiert als eine Rakete. Die haben nur Probleme bei hohen Höhen, da die Luft weg ist, was dein magischer Jet löst.
Ich komme auf einen Spritverbrauch von 650 kg. Das müsste in eine F16 reinpasen.
Dies ist nur eine grobe Pi mal Daumen Rechnung.
Vielleicht sollte ich noch den Ansatz aufschreiben.
Wir wissen ja, das die Beschleunigung a=F/m ist.
Die Masse m mit der Zeit t abnimmt. Es gilt m = m0 - S * t. Hierbei ist m0 die Anfangsmasse und S die Specific Fuel Cunsumption. S = 200 kg/kNh.
Wir brauchen eine Geschwindigkeit von v=9.4 km/s
Dazu integriereen wir die Beschleunigung über die Zeit von 0 bis ein t0, bei der wir v erreicht haben.
v= Integral( F / (m0 - S *t) )
Dies lösen wir nach S*t0 auf. Das ist dann der verbrauchte Sprit.
Naja. Du möchtest also gleichbleibende Schubleistung der Düsen (trotz Luftmangel) während die Tragflächen ihre Funktion (durch Luftmangel) jedoch verlieren. Abgesehen davon, dass das herzlich wenig Sinn ergibt kann sich das Gedankenexperiment dann natürlich wie folgt erweitern lassen: Der Jet nimmt "Anlauf" in der Atmosphäre, wenn er schnell genug ist ändert er mit den Tragflächen (Rudern? Wie nennt man das Beuteil?) die Flugrichtung nach oben. So betrachten ist es nur eine Frage des Geschwindigkeit, ob der Jet das schafft.
Nein, denn der Antrieb reicht lediglich um einen dynamischen Auftrieb zu erzeugen. Bei 18km Höhe ist daher Schluss, abgesehen von einigen Spezialflugzeugen.
Die Senkrechtstarter wie ein Harrier Jet erzeugen genug Schub, um senkrecht abzuheben. Ein Düsenjet kann also durchaus genug Schub erzeugen, um auch ohne den dynamischen Auftrieb die Schwerkraft zu überwinden. Ob es reicht, um den Weltraum zu erreichen, ist damit nicht beantwortet.
Nein.
Sie würden den Eintritt in die Atmosphäre nicht überstehen.
Ach....ich meinte den Eintritt auf dem Weg zurück zur Erde.
Diese Diskussion ist völlig sinnlos. Es ist nicht möglich, einen Düsenjet so hoch zu bringen.
Wenn ich von einer fiktiven unendlichen Luftmenge für das Triebwerk spreche, sollte eigentlich jedem klar sein, dass es nicht darum geht ein klassisches Düsenjet in den Weltraum zu befördern.
Es geht um die Frage, ob ein klassisches Düsenjet Triebwerk genug Schub erzeugen kann um den Weltraum zu erreichen. Unter der Annahme, dass es ab einer gewissen Höhe nicht den Geist aufgibt, weil nicht genug Luft zur Verfügung steht, daher die fiktive Luft.
nein, es müssen andere antriebe vorhanden sein, nicht umsonst gibt es dafür raketenantriebe
Orbit ist auch kein Problem, da man ja keinen Luftwiderstand hat, gegen den man ankämpft und einen Schub, der nach deinen Annahmen unabhängig von der Atmossphäre ist.
Ob der Treibstoff reicht, muss man ausrechnen.