Der Schub ist die Kraft, die ein Flugzeug durch die Luft bewegt. Die Schubkraft wird durch das Antriebssystem des Flugzeugs erzeugt. Verschiedene Antriebssysteme entwickeln den Schub auf unterschiedliche Weise, aber jeder Schub wird durch eine Anwendung des dritten Newtonschen Bewegungsgesetzes erzeugt. In jedem Antriebssystem wird ein Arbeitsmedium durch das System beschleunigt und die Reaktion auf diese Beschleunigung erzeugt eine Kraft auf das System. Eine allgemeine Herleitung der Schubgleichung zeigt, dass die Menge des erzeugten Schubs vom Massendurchfluss durch das Triebwerk und der Austrittsgeschwindigkeit des Gases abhängt.
Während und nach dem Zweiten Weltkrieg wurden eine Reihe von Flugzeugen mit Raketenantrieb gebaut, um den Hochgeschwindigkeitsflug zu erforschen: die X-1A, mit der die „Schallmauer“ durchbrochen werden sollte, und die X-15 waren Flugzeuge mit Raketenantrieb. In einem Raketentriebwerk werden Treibstoff und eine Sauerstoffquelle, ein so genannter Oxidator, gemischt und in einer Brennkammer zur Explosion gebracht. Bei der Verbrennung entstehen heiße Abgase, die durch eine Düse geleitet werden, um die Strömung zu beschleunigen und Schub zu erzeugen.Bei einer Rakete ist das beschleunigte Gas oder Arbeitsmittel das heiße Abgas, das bei der Verbrennung entsteht.Im Weltraum gibt es keine Atmosphäre, so dass Turbinen und Propeller dort nicht funktionieren können. Das erklärt, warum eine Rakete im Weltraum funktioniert, aber ein Turbinentriebwerk oder ein Propeller nicht.
Es gibt zwei Hauptkategorien von Raketenantrieben: Flüssigkeitsraketen und Feststoffraketen. Bei einer Flüssigkeitsrakete werden die Treibstoffe, der Treibstoff und das Oxidationsmittel, getrennt als Flüssigkeiten gelagert und in die Brennkammer der Düse gepumpt, wo die Verbrennung stattfindet. Bei einer Feststoffrakete werden die Treibstoffe miteinander vermischt und in einem festen Zylinder gelagert. Unter normalen Temperaturbedingungen brennen die Treibstoffe nicht; sie brennen jedoch, wenn sie einer Wärmequelle ausgesetzt werden, die von einem Zünder bereitgestellt wird.Sobald das Brennen beginnt, geht es weiter, bis der gesamte Treibstoff verbraucht ist.Bei einer Flüssigkeitsrakete kann man den Schub stoppen, indem man den Treibstofffluss abstellt; bei einer Feststoffrakete muss man jedoch das Gehäuse zerstören, um das Triebwerk zu stoppen. Flüssigkeitsraketen sind in der Regel schwerer und komplexer wegen der Pumpen und Vorratstanks. Die Treibstoffe werden erst kurz vor dem Start in die Rakete geladen. Eine Feststoffrakete ist viel einfacher zu handhaben und kann jahrelang stehen, bevor sie gezündet wird.
Auf dieser Folie zeigen wir oben links ein Bild eines X-15-Raketenflugzeugs und unten rechts ein Bild von einem Raketentriebwerkstest. Auf dem rechten Bild sieht man nur die Außenseite der Raketendüse, wobei das heiße Gas unten austritt. Die X-15 wurde von einem Flüssigkeitsraketentriebwerk angetrieben und trug einen einzelnen Piloten in eine Höhe von mehr als 60 Meilen über der Erde. Vor fast 40 Jahren flog die X-15 mit mehr als sechsfacher Schallgeschwindigkeit. Der Geschwindigkeitsrekord für ein pilotiertes Flugzeug wird heute nur noch vom Space Shuttle übertroffen. Der Höhenrekord wird nur noch vom Space Shuttle und dem kürzlich gebauten Raumschiff 1 übertroffen, das ebenfalls mit einem Raketenantrieb ausgestattet war.
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