Es gibt zwei wesentliche Typen von Raketentriebwerken. Das sind einmal die Feststofftriebwerke, wie wir sie im Prinzip alle von Silvesterraketen kennen. Wobei Schwarzpulver natürlich nicht gerade Triebstoff der Wahl für anspruchsvolle Raketen ist. Aber der gesamte Treibstoff ist fest, was große Vorteile beim Transport und der Lagerung hat.

Den ersten großen Durchbruch gab es aber mit flüssigen Treibstoffen, die deutlich leistungsfähiger sein können. Das liegt daran, dass in einem festen Treibstoff der Oxidator und der Brennstoff vermischt sein müssen – und dabei trotzdem vorzugsweise erst verbrennen, wenn sie gebraucht werden. Bei flüssigen Treibstoffen ist beides getrennt. Anders als Schwarzpulver ist Kerosin zum Beispiel nicht brennbar, wenn es nicht mit etwas anderen in Verbindung kommt. Flüssiger Sauerstoff ist zwar kalt, aber allein auch harmlos. Sie brennen erst, wenn beides bei ausreichend hohen Temperaturen zusammen kommt. Man kann sich leicht vorstellen, dass man so leichter eine gute Leistung bekommt, weil man nur noch auf die Leistung und nicht mehr auf die Verträglichkeit achten muss. (Die Verträglichkeit mit den Technikern ist eine andere Sache, die nicht immer ohne Gasmasken und Schutzanzüge gelöst wird.)

Außerdem kann man ganz leicht bestimmen, wie schnell die Stoffe miteinander reagieren. Man mus nur regeln, wie viel Treibstoff in die Brennkammer gelassen wird. Bei festen Treibstoffen ist immer der gesamte Treibstoff in der Brennkammer und er brennt so schnell ab, wie er eben abbrennt. Man kann das in gewissen Rahmen durch die Formgebung beeinflussen, aber auf keinen Fall mehr im Flug. Auch wenn Feststoffraketen sehr zuverlässig sind: Wenn etwas schief geht, dann geht es schief, ohne dass man es beeinflussen oder abschalten könnte.

Wozu die lange Vorrede? Es gibt noch eine dritte Möglichkeit. Hybridtriebwerke benutzen eine feste und eine flüssige Komponente. Im allgemeinen ist der Oxidator flüssig: Sauerstoff oder Lachgas (Distickstoffmonoxid). Der Brennstoff ist der feste Anteil. Dabei ist es fast egal was es ist, hauptsache fest und brennbar. Typische Stoffe sind Paraffin, Gummi, Nylon oder HTPB. Wenn man nicht zu sehr auf die Leistung achten muss, dann funktioniert fast jeder Kohlenwasserstoff.

Bei Demonstrationen muss man nicht so sehr auf die Leistung achten und dann kann man genauso gut brennbares Acrylglas, also durchsichtigen Kunststoff, nehmen. Um den Aufbau einfacher zu machen, kann man statt flüssigem Sauerstoff auch gasförmigen Sauerstoff aus der Druckflasche nehmen. Und das sieht dann so aus:

Natürlich würde man diesen Aufbau nicht für eine richtige Rakete benutzen, aber das Prinzip ist das gleiche und man kann sehen was im Inneren passiert. Anders als Ben Krasnow hier im Video, haben nicht alle Amateure so viel Glück beim Bau solcher Triebwerke. Manchmal endet es auch so:

Man kann natürlich die Suche nach möglichen Treibstoffen auch ins Absurde treiben. Die Mythbusters haben zum Beispiel eine Salami als Treibstoff getestet. Leider gibt es das Video, meines Wissens nach, nicht auf Youtube. Da dürfte vor allem der Fettanteil den Brennstoff stellen. Kokosfett (aka Palmin) dürfte wohl genauso funktionieren wie Paraffin.

Aber wenn es schon kein Video mit Salami gibt, dann gibt es eben eins mit einem anderen italienischen Lebensmittel: Der Pasta!

Fast schon harmlos und als Experiment für den Küchentisch geeignet.

Kommentare (9)

  1. #1 Turi
    20. Oktober 2015

    So eine Hybridrakete wird auch von der SSC Bloodhound Gruppe genutzt. SSC steht für Super Sonic Car und diese Gruppe ist grade dabei, ein Auto zu bauen welches die 1000 mph knack. Um diese Geschwindigkeiten zu erreichen nutzt das Auto ein Eurofighter Turbojet und eben eine solche Hybridrakete. Verbrannt wird darin Wasserstoffperoxid, welches mit einem Katalysator in Wasser und Sauerstoff aufgespalten wird, und HTPB.
    Von der Gruppe gibt es auch ein paar tolle Animationen und Videos zu dem Auto auf Youtube: https://www.youtube.com/user/1050mph/videos
    Und auf deren Homepage wird das Auto sehr detailliert erklärt: https://www.bloodhoundssc.com/

  2. #2 BreitSide
    Beim Deich
    21. Oktober 2015

    Don´t try this at home!

    Der Plexiglastyp scheint ja ganz professionell zu arbeiten.

    Der Typ mit dem Schubkarren scheint mir den Wunsch zu haben, zum Darwin Award vorgelassen zu werden…

    Ok, das mit der Nudelrakete sieht echt harmlos aus. Jeder Frisör hat ja “Wasserstoff” zum Blondieren. Interessant, dass so wenig Hefe so lange als Katalysator reicht. Ist das so eine Oberflächenreaktion wie bei Menthos im Cola?

  3. #3 Turi
    21. Oktober 2015

    BreitSide: Nun, in der Theorie sollte ein Katalysator unendlich lange halten. Er nimmt ja nicht nicht an der Reaktion teil. In der Praxis verschmutzt oder verbraucht sich so ein Katalysator doch, aber grade bei Enzymen dauert das eine lange Zeit.

  4. #4 Trottelreiner
    21. Oktober 2015

    @Breitside:
    Dürfte wohl auf diesen Jungs beruhen:

    https://de.wikipedia.org/wiki/Katalase

    Ansonsten, wenn ich mich an meine Amateurchemikertage erinnere war immer eher die Frage, was H2O2 NICHT zersetzt. ;)

  5. #5 Alderamin
    21. Oktober 2015

    @Breitside

    Als Jugendlicher hab’ ich mir meinen Wasserstoff hergestellt, indem ich Nägel in ein Marmeladenglas mit konzentrierter Salzsäure geschmissen hab (mein Vater hat Kupferbilder gemacht und ohne viele Kentnisse herumexperimentiert, wie er das Metall dunkel machen konnte, deswegen hatten wir sowas zu Hause rumstehen). Aquarium-Luftschlauch durch ein Loch im Deckel, mit Kerzenwachs rundherum abgedichtet, das Gas mit dem Schlauch eingeleitet in eine umgedrehte Flasche.

    Noch besser klappte es, wenn man ein Teelicht unter das Marmeladenglas stellte. Einmal ist das Glas allerdings dabei zerrissen. Zum Glück war das draußen im Garten und ich ein paar Meter entfernt. Nicht nachmachen!

    • #6 BreitSide
      Beim Deich
      22. Oktober 2015

      @Alderamin: Ne, das hatte ich mich nicht mehr getraut. Ein bisschen Carbid, das war´s dann schon.

      Die H2-Produktion kam dann erst im ersten Chemie-Praktikum (Biltz-Klemm-Fischer oder so) bei der Marshschen Probe. Dem Kollegen ist dann der Erlenmeyer (0,5 Liter?) in der Hand explodiert. Nichts passiert, war lauter als ein Gewehrschuss, und er hatte nur noch den Hals in der Hand. Ich war zum Glück grad draußen…

  6. #7 BreitSide
    Beim Deich
    22. Oktober 2015

    Ach ja, mit dem Märklin-Trafo haben wir auch ein bisschen Elektrolyse gemacht. Da gingen die aufgefaserten Kupferkabelchen aber sehr schnell kaputt…

    @Trottelreiner: Ja, das ist wohl wahr, H2O2 hält sich nicht sehr lange. War mir nicht mehr so präsent.

  7. #8 Dampier
    24. Oktober 2015

    Die Mythbusters haben zum Beispiel eine Salami als Treibstoff getestet. Leider gibt es das Video, meines Wissens nach, nicht auf Youtube.

    Habs grad zufällig gefunden:
    https://www.youtube.com/watch?v=YLX_9YVXWgc

    via

  8. #9 rolak
    24. Oktober 2015

    zufällig gefunden

    Ha! Gelogen! Subconcous datamining!

    (jaja, sind immer noch drei..)