Heben und Ziehen einer Modellrakete

Wenn ich über aerodynamische Kräfte in einer Modellrakete spreche, glaube ich, dass Auftrieb und Luftwiderstand die Komponenten einer Nettokraft sind, die auf das Druckzentrum wirkt. Wenn ich das weiß, könnte ich bestätigen, dass die aerodynamische Nettokraft immer die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung einer Rakete haben wird.

Wenn dies zutrifft und der Anstellwinkel der Rakete 0 beträgt (sie bewegt sich senkrecht zur Erde), wäre die aerodynamische Nettokraft gleich dem Luftwiderstand? Und wäre der Auftrieb in diesem Fall 0? Wäre der Luftwiderstand also am Ende gleich der Nettokraft multipliziert mit cosα, wobei α der Anstellwinkel ist? Und wäre der Auftrieb gleich der Nettokraft mal sinα?

Danke und einen schönen Tag noch.

Vielleicht interessiert Sie das berühmte Estes-Papier "Aerodynamic Drag of Model Rockets" ftp.demec.ufpr.br/foguete/bibliografia/…

Antworten (1)

Die aerodynamische Nettokraft hat immer die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung einer Rakete.

Dies gilt sicherlich nicht im Allgemeinen, dies ist Auftrieb zu ignorieren. Der Auftrieb ist die Fähigkeit einiger Formen, die aerodynamische Nettokraft wegzubiegen, sodass sie der Bewegung nicht direkt entgegengesetzt ist. Flugzeuge verlassen sich stark darauf. Als Modellierungsoption ist es
jedoch eine vernünftige Wahl, den Auftrieb zu ignorieren und nur den Luftwiderstand zu berechnen, um die Aerodynamik für eine Modellrakete auf einfache Weise zu approximieren.

Wenn der Anstellwinkel der Rakete 0 ist (sie bewegt sich senkrecht zur Erde), wäre die aerodynamische Nettokraft gleich dem Luftwiderstand?

Der Anstellwinkel ist kein Maß für die absolute Bewegungsrichtung, sondern der Winkel zwischen der Lage eines Objekts und seiner relativen Geschwindigkeit zur Luft.
Wenn man gerade nach oben geht, könnte etwas tatsächlich jede Einstellung und damit jeden Angriffswinkel haben. Aber mit einigen zusätzlichen Annahmen wäre die Aussage wahr:

  • Die Rakete zeigt auch gerade nach oben, zusätzlich dazu, dass sie gerade nach oben geht .
  • Die Rakete ist entlang der Achse symmetrisch.

All dies ist normalerweise ungefähr der Fall für eine Modellrakete, also ja, die aerodynamische Nettokraft ist normalerweise gleich dem Luftwiderstand und der Auftrieb wäre nahe Null.

wäre der Luftwiderstand gleich der Nettokraft multipliziert mit cosα, wobei α der Anstellwinkel ist? Und wäre der Auftrieb gleich der Nettokraft mal sinα?

Nein. Die Richtung der Nettokraft ist nicht direkt mit dem Anstellwinkel verbunden.
Eine Möglichkeit, dies zu visualisieren, ist, dass ein Flugzeug mit einem Anstellwinkel von 90 Grad, das mit dem Bauch voran in den Wind fliegt, keinen perfekten Auftrieb hat.

Vielen Dank für Ihre Antwort. Wird die aerodynamische Nettokraft also die entgegengesetzte Richtung zum relativen Wind haben? (Anstelle der Richtung der Rakete) Und im Fall des von Ihnen erwähnten Flugzeugs wäre sein Anstellwinkel nicht gleich 0, wenn es parallel zur Oberfläche fliegt? (Da der relative Wind parallel zum Boden wäre)