Gravity Turn - Manöver

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  • Der Gravity-Turn beschreibt das Kippmanöver (Nickbewegung) der Rakete in den Orbit und ist der Moment nach dem Pitch-Over-Manöver wo die Gravitation nicht mehr auf dem Flugpfadwinkel (Flugrichtung) liegt bis zur Waagerechten des Horizontes.
    kerbalspaceprogram.de/index.ph…5bdf8d3c4e2b07f2c1e405285Der Gravity-Turn beschreibt das Kippen (Nicken) der Rakete um die Querachse in den Orbit und ist der Moment nach dem Pitch-Over-Manöver wo die Gravitation nicht mehr auf dem Flugpfad liegt, bis zur waagerechten Ebene des Horizontes. Hier gilt immer Nickwinkel (Pitch) = Flugwinkelpfad (Flightpathangle). Es existiert also kein Anstellwinkel und daher wird die Rakete direkt von vorn angeströmt. Sie bietet dem Luftwiderstand nun eine minimale Querschnittsfläche und damit einen minimalen aerodynamischer Widerstand. Damit treten keine seitlichen aerodynamischen Kräfte auf, da hier die Rakete am verwundbarsten ist.
    [absatz][/absatz]
    kerbalspaceprogram.de/index.ph…5bdf8d3c4e2b07f2c1e405285Die Gravitation erzeugt ständig eine senkrechte Fallbeschleunigung und damit eine Geschwindigkeitskomponente nach unten. Addiert man eine "schräg nach oben" gerichtete Geschwindigkeit vektoriell mit der nach unten gerichteten Fallgeschwindigkeit, ergibt sich eine neue Geschwindigkeit welche etwas horizontaler ausgerichtet ist. Also dreht sich der Geschwindigkeitsvektor der Rakete und die Rakete selber.
    [absatz][/absatz]
    Auf Planeten mit einer dichten Atmosphäre ist es wichtig die Atmosphäre möglichst schnell zu überwinden, also senkrecht aufzusteigen, dann relativ spät ankippen damit die Gravitation die Rakete dreht. Man kann zwischendurch auch antriebslos gleiten bis die Rakete horizontaler ausgerichtet ist (besonders sinnvoll wenn man lange vertikal aufgestiegen ist und der Treibstoff bereits knapp ist). Dabei steigt die Rakete weiterhin auf, gewinnt somit an Höhe. Irgendwann ist die Geschwindigkeit nur noch horizontal und der Gipfelpunkt (später die Apoapsis) ist erreicht. An diesem Punkt sollte die Rakete bereits außerhalb der dichten Atmosphäre sein. Jetzt wird die Rakete horizontal beschleunigt um sie in den Orbit zu bringen. Beim realen Flugprofil kann man hier oft nochmals ein Höhenverlust feststellen. Da hier die Orbitgeschwindigkeit noch zu klein ist für einen Kreisorbit, fällt die Rakete wieder ein bisschen nach unten in Richtung Achspunkt des Orbits (Perizentrum).
    Bilder
    • pitch_over_3.png

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    • gravity_turn_2.png

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Kommentare 0

  • entrai -

    Hallo zusammen,

    ich habe mir gerade diesen Artikel durchgelesen, dabei ist mir eine kleine physikalische Unebenheit aufgefallen.

    In folgendem Abschnitt

    [quote] Die Gravitation erzeugt ständig eine senkrechte Fallbeschleunigung und
    damit eine Geschwindigkeitskomponente nach unten. Addiert man eine
    "schräg nach oben" gerichtete Geschwindigkeit vektoriell mit der nach
    unten gerichteten Fallgeschwindigkeit, ergibt sich eine neue
    Geschwindigkeit welche etwas horizontaler ausgerichtet ist. Also dreht
    sich der Geschwindigkeitsvektor der Rakete und die Rakete selber. [/quote]
    ist ständig die Rede von Geschwindigkeitskomponenten. Dies ist in anbetracht der physikalischen Situation allerdings nicht richtig. Die Rakete selbst besitzt eine Geschwindigtkeit, im idealfall vom Planeten weg gerichtet, die einwirkenden Kräfte wie Schub und Gravitation stellen allerdings Beschleunigungen nach F = m * a dar (!). Die vektorielle Addition, die hier stattfindet, ist also eine Addition von Beschleunigungs- bzw. Kräftevektoren und nicht etwa die von Geschwindigkeitsvektoren. Da Beschleunigung und Geschwindigkeit differentiell voneinander abhängen, kann dieser irrglaube auftreten. Die Beschleunigung beeinflusst die Geschwindigkeit in diesem Fall und nicht umgekehrt.

    Grüße,

    Entrai