Rakete

Eine Rakete (vom italienischen rocchetta = Spindel) ist ein Flugkörper mit Rückstoßantrieb (Raketenantrieb), der von der Umgebung unabhängig ist und daher auch im luftleeren Raum beschleunigt werden kann.

Im Gegensatz zu Geschossen haben Raketen eine lange Beschleunigungsphase. Wegen der dadurch deutlich geringeren Belastungen, kann die Struktur der Rakete sehr leicht gehalten werden.

Bei Raketen reichen die Größenordnungen von den allbekannten Feuerwerksraketen der Silvesternacht über militärische Raketen bis hin zu der riesigen Saturn V, die im Apollo-Projekt - dem bemannten Flug zum Mond - eingesetzt wurde.

Aufbau

Jede Rakete besteht aus den folgenden Baugruppen:

Triebwerk (Raketentriebwerk bestehend aus Brennkammer, Düse (oder die zur Zeit in Entwicklung befindliche neuartige Aerospike-Düse) , Pumpensystem und Kühlung)
Stabilisierungs- und/oder Steuereinheit
Nutzlast (Sprengkopf, Satellit, Mannschaft, Rückkehrmodul usw.)

Die Baugruppen werden durch die Hülle zusammengehalten. Dabei können einzelne Baugruppen auch mehrfach vorkommen. (Mehrstufenrakete).

Triebwerk

Für eigenstartfähige Flugkörper werden wegen des hohen Beschleunigungsbedarfs chemische Raketentriebwerke verwendet. Bereits erprobte Kernenergie-Raketentriebwerke wurden praktisch noch nicht eigesetzt. Elektrische Raketentriebwerke werden nur für bereits gestartete Raumsonden verwendet (Ionenantrieb).

Steuer und Lenkeinrichtungen

Ungelenkte Raketen

Ungelenkte Raketen werden durch den Abschusswinkel ausgerichtet und während des Fluges lediglich aerodynamisch stabilisiert. Dies erfolgt durch Drall oder Leitwerke, wobei auch Leitwerke Drall erzeugen können. Die Leitwerke befinden sich dabei stets am hinteren Ende der Rakete, hinter dem Schwerpunkt.

Für Hobbybastler von Bedeutung sind Modellraketen. Eine interessante Modellrakete ist die "Astrocam", mit der man eigene Luftaufnahmen machen kann.

Gelenkte Raketen

Gelenkte Raketen unterliegen während des Fluges einer Kursüberwachung und haben die Möglichkeit, den Kurs zu korrigieren. Dabei kann die Kurskorrektur autonom oder durch eine, wie immer geartete Leitstation erfolgen.

Die Kurskorrektur wird meist durch ein die Raumlage überwachendes Kreiselsystem eingeleitet. Dies kann durch folgende Steuerglieder erfolgen:

Leitwerke wirken auf die umgebende Luft und können damit bei Flügen in der Atmosphäre auch nach Brennschluß genutzt werden
Strahlruder wirken direkt im ausgestoßenem Gasstrom
schwenkbare Expansionsdüse(n)
Steuertriebwerke

Im militärischen Bereich werden gelenkte Raketen als Flugkörper bezeichnet.

Hülle

Die Hülle von Raketen muss zu Gunsten des Treibstoffes und der Nutzlast möglichst leicht sein. Um nach Abbrand einer gewissen Treibstoffmenge möglichst wenig Totlast mitzuführen, werden größere Raketen mehrstufig ausgelegt. D.h. nach Brennschluss einer Stufe wird diese abgetrennt und die nächste Stufe zündet, dabei kann die Abtrennung (meist Absprengen) auch durch Zündung der nachfolgenden Stufe erfolgen.

Die Auslegung der Hülle hängt sehr stark vom Anwendungsbereich der Rakete ab. Für Flüge in der Atmosphäre muss die Hülle aerodynamisch günstig ausgelegt werden, weiterhin wirken bei hoher Geschwindigkeit erhebliche aerodynamische Kräfte auf die Hülle ein und es kann zu erheblichen thermischen Belastungen durch Reibung kommen.

Anwendungen

als Waffe (von der Raketenpistole zur Interkontinentalrakete)
Raumfahrt
Höhenforschung
Technische Experimente
Seerettung
Leitungsbau (zum Schießen von Vorseilen über Täler)
Feuerwerk
Notsignale
zur Simulation von Druckkräften auf die Spitze hoher Bauwerke (als 1957 die Freileitungsmaste der Leitung über die Straße von Messina fertiggestellt wurden, wurde die Eigenschwingdauer dieser Konstruktionen ermittelt, in dem man an ihrer Spitze Raketen befestigte und diese zündete, Quelle Turmbauwerke, Bauverlag GmbH, Wiesbaden (Deutschland) , 1966)