Fragenteil. Matrikelnummer:

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1 Diplomteilfachprüfung Fragenteil SS 2003 Seite 1/5 Fragenteil Name: Matrikelnummer: F 1.: a.) Benennen Sie 4 Grundgleichungen einer idealisierten Rakete mit idealem Gas als Treibstoff mit Namen! b.) Schreiben Sie zwei dieser Gleichungen als Formeln auf. A: a.) ideale Gasgleichung, Energiesatz, Impulsgleichung, Kontinuitätsgleichung b.) p = ρ R T w 2 / 2 = h 0 -h = cp ( T 0 -T ) ρ w 2 / 2 + ( p-p 0 ) = 0 &m = ρ w A Punkte: maximal 4 Punkte (je 0,5 Punkte) (je 1 Punkt) F 2.: Was versteht man unter energiebegrenzten und unter leistungsbegrenzten Antriebssystemen? Geben Sie jeweils ein Beispiel an! A: "energiebegrenzt": Energie ist am Treibstoff gebunden; Bsp. chemisches TW "leistungsbegrenzt": Leistung wird durch Energiewandler erzeugt; Bsp. elektr. TW F 3.: Kreuzen Sie den Schubbereich für die folgenden Triebwerke an: Schub F < 10 N 10 N < F < 100 N > 10 kn Chemisches Trägerraketentriebwerk MPD-Triebwerk Hallbeschleuniger Lagekorrektur, Einstoffsystem A: Schub F < 10 N 10 N < F < 100 N > 10 kn Chemisches Trägerraketentriebwerk MPD-Triebwerk Hallbeschleuniger Lagekorrektur, Einstoffsystem Punkte: maximal 2 Punkte; pro Antwort 0,5 Punkte

2 Diplomteilfachprüfung Fragenteil SS 2003 Seite 2/5 F 4.: Erklären Sie den Begriff Hybridantrieb! Welche verschiedene Arten gibt es? A: Brennstoff und Oxidator haben verschiedenen Aggregatzustand. Normaler Hybridantrieb: fester Brennstoff, flüssiger Oxidator Inverser Hybridantrieb: flüssiger Brennstoff, fester Oxidator Punkte: jeweils 0,5P, maximal 1,5 Punkte F 5.: Wie hängen für eine ideale thermische Rakete mit einer auf Vakuum angepaßten Düse a. der Schub F und b. die Austrittsgeschwindigkeit w e von der Brennkammertemperatur T 0 ab? A: a. F ist unabhängig von T 0 (1 Punkt) b. w e ~ T 0 (1 Punkt) F 6.: Was versteht man unter triergolen Treibstoffkombinationen? Nennen Sie ein Beispiel! A: Dreistoffsystem, z.b.: F 2 /Li/H 2 F 7.: Kreuzen Sie unter den folgenden Treibstoffkombinationen die hypergolen an: [ ] H 2 /O 2 [ ] LO/Kerosin [ ] LO/UDMH [ ] F 2 /H 2 [ ] HNO 3 /UDMH A: [ ] H 2 /O 2 [ ] LO/Kerosin [ ] LO/UDMH [ x ] F 2 /H 2 [ x ] HNO 3 /UDMH Punkte: maximal 1 Punkt; pro richtiges Kreuz 0,5 Punkte

3 Diplomteilfachprüfung Fragenteil SS 2003 Seite 3/5 F 8.: Was versteht man unter a. Divergenzverlust und b. Profilverlust einer Raketendüse? A: a. Verlust durch radiale Strömung(skomponenten) b. Verlust durch unterschiedliche axiale Geschwindigkeiten im Austrittsquerschnitt F 9.: Teilen Sie die elektrischen Triebwerke nach der Treibstoffbeschleunigungsart ein! Ordnen Sie das deutsche RIT-Triebwerk dieser Einteilung zu! A: - Elektrothermische Antriebe (Lichtbogentriebwerke; Arcjets) - Elektrostatische Antriebe ( Radiofrequenz-Ionen-Triebwerk, Kaufmanntriebwerk) - MPD-Antriebe (Magnetoplasmadynamische TW:Eigen-, Fremdfeld-, Hallionenbeschleuniger) Punkte: maximal 2 Punkt; pro Antwort 0,5 Punkte F 10.: Ordnen Sie die folgenden Antriebssysteme nach steigendem spezifischen Impuls! a. Nuklear-thermische Rakete b. Kaltgas-Systeme c. Ionen-Antriebe d. Chemische Antriebe A: 1. b 2. d 3. a 4. c Punkte: maximal 2 Punkte; pro richtige Antwort 0,5 Punkte F 11.: Welche Einsatzgebiete finden sekundäre Antriebssysteme in der Raumfahrt? [ ] Lageregelung [ ] Ausführen von Bahnkorrekturen [ ] genaue Bahnsteuerung [ ] Stufentrennung [ ] Steuerung der Rollbewegungen von Trägerfahrzeugen [ ] Aufspinnen drallstabilisierter Oberstufen [ ] Vorbeschleunigung von Raketenoberstufen in einer µg-umgebung zwecks Orientierung des Flüssigtreibstoffs [ ] Schubvektorsteuerung von Oberstufen oder Raumfahrtgeräten

4 Diplomteilfachprüfung Fragenteil SS 2003 Seite 4/5 A: Alle Antworten sind richtig. Punkte: maximal 2 Punkte; bei zwei Auslassungen jeweils 0,5P Abzug F 12.: Welche Störungen geostationärer Satelliten werden durch die sogenannte Translationskorrektur kompensiert? Wodurch werden sie verursacht? A: - Störbeschleunigung (Ost-West-Drift) (0,5 Punkte) - verursacht durch die ungleiche Massenverteilung der Erde (0,5 Punkte) F 13.: Welche Teilaufgaben beinhaltet die Lageregelung, welche die Bahnregelung? A: Lageregelung - Nutations-(Winkelgeschwindigkeits-) dämpfung - Zielausrichtung - Stabilisierung (Kompensation von Störmomenten) Bahnregelung - Positionierung, Positionswechsel - Kompensation von Injektionsfehlern - Kompensation von Störkräften (Station Keeping) - Bahnkorrekturen interplanetarer Sonden Punkte: maximal 3 Punkte; pro Antwort 0,5 Punkte F 14.: Nennen sie vier Störeinflüsse, die die Umlaufbahnen von Erdsatelliten beeinflussen! A: 1. Ungleiche Massenverteilung der Erde (Erdatmosphäre) 2. Erdmagnetfeld 3. Gravitationseinfluß von Mond und Erde 4. solarer Strahlungsdruck Punkte: maximal 2 Punkte; pro Antwort 0,5 Punkte F 15.: Worin besteht der wesentliche Unterschied zwischen einer aktiven und einer passiven Stabilisierung?

5 Diplomteilfachprüfung Fragenteil SS 2003 Seite 5/5 A: passive Stabilisierung: Ausnützung natürlicher äußerer Momente (0,5 Punkte) aktive Stabilisierung: Aufbringung bordseitig erzeugter Stellmomente (0,5 Punkte)