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RAKETE MIT FESTEM TREIBSTOFF Man unterscheidet zwischen Raketen mit festen und flüssigen Treibstoffen. Bei Feststoffraketen dient der Treibstofftank gleichzeitig auch als Verbrennungsraum, da die feste Treibstoffmischung aus Brennstoff und Sauerstoff in einem einzigen Behälter aufbewahrt und verbrannt wird, während Flüssigkeitsraketen über zwei separate Treibstofftanks für Brennstoff und Sauerstoff verfügen und der Treibstoff nicht direkt in den Tanks, sondern in einer selbstständigen Brennkammer verbrannt wird. Bei Feststoffraketen wird der Brennstoff und Sauerstoff bereits vor der Zündung miteinander vermischt, wobei ein fester Treibsatz entsteht, der dann direkt in die Brennkammer eingebracht wird. Ein festes Salz dient als Sauerstoffträger, der den zur Verbrennung des Brennstoffes benötigten Sauerstoff bei Erwärmung abgibt. Als Sauerstoffträger kommen Kaliumnitrat, Kaliumperchlorat und Ammoniumperchlorat zur Anwendung, die in ihrem Aussehen mit Kochsalz vergleichbar sind. Ein fester Treibstoff zündet nicht in seiner Gesamtheit explosionsartig, sondern brennt nach und nach schichtweise ab. Wenn Wasser mit grosser Geschwindigkeit aus einem losgelassenen Wasserschlauch fliesst, dann schnellt der Schlauch nach hinten. Die Ursache dafür ist der Rückstoss, der durch den Ausstoss der Wassermasse entsteht. Der Antrieb einer Rakete beruht auf dem gleichen Prinzip, da sie anstelle von Wasser feine Feststoffpartikel und Gas ausstösst. Das Triebwerk wandelt die im Treibstoff gespeicherte chemische Energie in Rückstosskraft (Schubkraft) um. Die Brennkammer von Feststoffraketen dient bekanntlich gleichzeitig als Tank- und Verbrennungsraum für den Treibstoff. In der Brennkammer wird die im Treibsatz gespeicherte chemische Energie zunächst durch Verbrennung in die Wärme- und Druckenergie der Verbrennungsgase umgewandelt. Aus der Brennkammer gelangen die heissen Gase dann in die Düse, in der sie dann auf eine möglichst hohe Geschwindigkeit gebracht werden. Dies geschieht durch Ausdehnung der Abgase in einer sich zunächst verengenden und dann nach hinten erweiternden Düse (Lavaldüse). Aus dem Ende der Düse strömen schliesslich mit grosser Geschwindigkeit die Abgase heraus. Dadurch entsteht der Rückstoss, der die Rakete entgegengesetzt zur Ausströmrichtung vorwärtstreibt. Während die Verbrennungsgase die glocken- oder kegelförmige Düse passieren, sinkt der Druck und die Temperatur des ausströmenden Gases, und gleichzeitig nimmt die Geschwindigkeit der Gasströmung rasant zu. Je tiefer die Temperatur und der Druck der Abgase vor Verlassen der Düse absinkt, desto höher ist die Geschwindigkeit, mit der die Abgase die Düsenmündung verlassen. Die Leistung des Triebwerks steigt verhältnisgleich mit Ausströmgeschwindigkeit der Abgase. Daraus folgt, dass die Temperatur der Abgase in der Brennkammer möglichst hoch und in der Düsenmündung (Düsenende) möglichst tief sein sollte. Das heisst, die Abgase sollten vor Austritt aus der Düse soweit wie nur möglich abkühlen, um eine hohe Leistung zu erzielen.