take off månlandning 1

Verkningsgrad för ett raketbränsle anges som specifik impuls. Antingen som tid i sekunder en viss mängd bränsle kan alstra en viss kraft eller hur mycket kraft*sekunder ett kilo bränsle kan generera. T.ex så är den specifika impulsen endast hydrazin kan generera, dvs utan oxidant, hela 220 sekunder. Eller tydligare: det kan generera 2158 Newton i sekunden per kg bränsle (man multiplicerar bara den specifika impulsen med g, dvs 9,81). NASA anger att månmodulens huvudmotor kunde alstra 16000 Newton. Om allt bränsle bestod av enbart hydrazin, som vi vill ska generera 16000N, så hade motorn behövt förbränna (sönderdela är mer rätt ord med enbart hydrazin) 7,4 kg per sekund (16000N/2158N*s/kg). 2353 kg bränsle hade då räckt i 317 sekunder. Enligt Newtons andra lag (acceleration-> F=m*a) så hade 16000N på en massa (modulen) på 4700 kg alstrat en acceleration på 3,4 m/s^2 (16000N/4700kg). Och detta under 317 sekunder. Jag använder den enklare varianten av Newtons andra här trots att den inte tar till hänsyn den minskande massan då bränsle förbrukas. Minskar massan så kan man dra ner på kraften, och därmed bränsleförbrukningen, utan att accelerationen minskar. Och hydrazinet räcker längre än 317 sekunder. Men vi räknar för enkelhetens skull med 317s utan att blanda in Tsiolkovskis raketekvation som är en variant på Newtons andra. Med en konstant acceleration på 3,4 m/s^2 i 317 sekunder så skulle månmodulen accelerera till 1078 m/s (v=a*t) innan bränslet tar slut och skulle då ha färdats 171 km. Hydrazin enbart skulle inte ha räckt till. Anledningen är att modulen måste ta sig in i en bana. Den kan inte flyga rakt upp. Den måste få en banhastighet. (Fortsättning nedan)

Servicemodulen befanns sig i en omloppsbana med en perilun (närmsta punkten till månytan i banan) på 110 km. Månmodulen måste inte bara upp till den höjden. Den måste ha en banhastighet som tillåter den att vara kvar i omloppsbana för att kunna docka och, naturligtvis, ha samma hastighet som servicemodulen. Banhastigheten 110km ovanför månens yta är 1628m/s (v=sqrt((G*M)/r) där G är gravitationskonstanten, M månens massa och r är avståndet till månens centrum). Det är vad vi behöver. En höjd på 110 km och en fart på 1628m/s. Om vi lägger in de siffrorna med sifforna ovan så får vi att månmodulen huvudmotor skulle behöva köra på maxkraft (16000N) i 478 sekunder (t=v/a). Hydrazin skulle bara räcka i 317 sekunder. Men månmodulen använde en blandning av hydrazin och dimetylhydrazin med dikvävetetraoxid som oxidator. Med en förbränning av bränslet, istället för sönderdelning, så fick man en specifik impuls på 311 sekunder eller 3050N*s/kg. Stoppar vi in de siffrorna så får vi att månmodulens huvudmotor kunde alstra 16000N i 448 sekunder (16000/3050=5,2459 kg/s 2353/5,2459= ). Kommer man dock ihåg att bränsleförbrukningen minskar då modulens massa minskar med tiden så ser man 2353kg bränsle (och oxidator) skulle räckt för att föra ut månmodulen till omloppsbana från månens yta.

En specifik impuls på 311 sekunder är inte särskilt spektakulärt. Både ryssarna hade amerikanarna hade motorer på betydligt högre verkningsgrad i t.ex ICBMs (ju högre specifik impuls desto mer effektivt brinner bränslet) men med månmodulen så offrade NASA verkningsgrad mot stabilitet genom att använda aerozine 50. Rent hydrazin ansågs vara för farligt.

Newtons andra lag är väldigt värdefull samt alla ekvationer om rörelser i homogena fält (tyngdkraft i detta fall). Specifik impuls kan man läsa på om. http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/propulsion/3-how-you-calculate-specific-impulse.html
Newtons andra lag med variabel massa och Tsiolkovskys raketekvation är bra fortsättning. NASA har bra länkar men hela NASA, liksom resten av USAs myndigheter, är stängd...
http://www.nasa.gov

Ok, tack för ytterligare input. En konsensusberäkning kanske går att nå trots allt!

Det känns visserligen som ett cirkelargument att "NASA anger att månmodulens huvudmotor kunde alstra 16000 Newton" eftersom själva frågan går mer ut på att räkna ut vad motorn SKULLE BEHÖVA ha för kapacitet för att klara uppdraget osv. Det hade varit roligare att få veta hur bra motorn skulle behöva vara för att klara uppdraget och sedan se om det är rimligt med sådan verkningsgrad jämfört med andra mer väldokumenterade motorer osv. Nu blev det lite bakvänt, men jag är tacksam för informationen om vad NASA säger att en sådan här unik motor klarar av

Dessutom har jag fått lära mig vad en perilun är!

http://www.thefreedictionary.com/perilune

Skunkjobs du kan väl beskriva landningen isf. Sen kan du väl förklara hur en farkost som är fri från månens gravitation vid ett avstånd från månen inte är fri längre och måste oribitera dvs ha en banhastighet. Du kan sen förklara hur mkt energi som åtgår för att stiga till höjden för den orbiterande farkosten samt även uppta banhastigheten....


[off-topic raderat /mod]

Nja Sadoman det är ganska fult att köra cirkel-argument. Du tar NASAS påstådda uppgifter och basunerar ut dem som om de stämde. Glöm inte att NASA påstår att man faktiskt landat folk på månen och fått hem dem levande.

1) vad har dysan för funktion i rymden ?

2) varför smiter du från påståendet att raketbränslet all over har 7 MJ/kg i energiinnehåll och att maximala 10 % av detta ( Vid atmosfärstryck) kan bli kinetisk energi i raketen.

( att mixa in påstådd leverans av impuls mm i påstådd fantasi motor bla bla är inte intressant. Du har energiinnehållet i soppan och det vet mkt väl som jag att verkningsgraden avseendes att ta över dessa 7 MJ per kg bränsle/oxidator till kinetisk energi i raketen är endast maximala 10 % )

Jag citerar inte de ofysikaliska delarna av din psykotiska svada men det här vore kul om du kunde lämna någon referens till. Endast 10 % säger du, hur har du kommit fram till det?

Medan det vanligaste (och praktiskt sett viktigaste) effektivitetsmåttet specifik impuls relaterar till bränslets massa så kan man förstås räkna om det till verkningsgrad då man vet energiinnehållet i bränslet. Om du då kollar http://en.wikipedia.org/wiki/Propulsive_efficiency#Rocket_engines och multiplicerar högsta värdena för ηc och ηp så får du ju en verkningsgrad på runt 70 %. Det är ju rätt mycket bättre än de 10 du påstår så fram med bevisen nu.

Verkningsgrad från energiinnehållet raketbränsle om 7 MJ/kg till 70 % kinetisk energi hos raketen !! Skunkjobs du har inga sådana 70 % utan det som avses i din länk är en ratio hastiget föremål vs hastighet utgående gas..

Om du räknar på verkningsgraden i tex ett 9 mm kulvapen (pistol) där du har 0.5 gram krut om 3 KJ tillgänglig energi och erhåller 0.5 KJ hos projektilen så har du ca 16 % verkningsgrad .. obs att projektilen är den lätta delen och vapnet den tunga och din "dysa" är här pipan där gaserna har en kula att trycka emot . Räkna hur mkt energi som hamnar i vapnet..

Om du istället tänker dig en GAS som expanderar fritt ut i vaccuum dvs utanför din dys-tratt så har du endast chans till ett internet tryck-volym arbete inne i själva motorn och då pga stöttalet mot motstående vägg mot dysan. När molekyler sticker ut genom dysan i vakuum uträttas inte ngt vettigt arbete utan det följer principen för fri expansion.

Dvs inget i dysan existerande tryckvolym arbete i vakuum alltså bara en stor tung tratt att släpa runt på och visst ser det bra ut på TV och i star trek o allt vad det heter

Du menar en verkningsgrad på 74% då "dysan"/"pipan" har tagit upp den resterande delen av energin.

Japp, problemet är att gasen inte alls expanderar fritt i vakuum när den kommer ur motorn, utan den expanderar inuti dysan och utövar tryck på dess innervägg. Hela vitsen med dysan är just att låta gasen göra arbete medan den expanderar. Så länge trycket inuti dysan överstiger trycket utanför, vilket det alltid gör i ett vakuum så länge motorn går, gör dysan nytta.

Jag frågade hur du kom fram till 10 % verkningsgrad och jag visade referens för att den istället kan vara så mycket som 70 %. Imponerande värde va? Och jo, 70 % avser verkningsgrad precis som jag skrev, inte något annat. Läs för helvete texten ärthjärna innan du gör bort dig ännu mer.

Ditt nästa inlägg ska beskriva hur du kom fram till endast 10 % verkningsgrad. Allt annat svammel kommer åtminstone jag att betrakta som 0.03 och rapportera därefter så får vi se om jag får medhåll från moderatorn. Klarar du det eller var 10 % bara något du snöt ur näsan?

Wait what? Kom igen nu, snacka om att du sabbar diskussionen...
Om du vill bli tagen seriöst och ha en vetenskaplig diskussion här, utelämna konspirationsteorierna. Det du skrev här diskvalificerade dig i mina ögon direkt.