SRP - Rumkapløb

Ved jet- og raketmotorer bruges udtrykket thrust ≈ kraft, for deres ydelse, i modsætning til andre forbrændingsmotorer, hvor vi normalt bruger hk ≈ effekt.

Når en raket skal op i luften, må dens motor yde en kraft, der er større end tyngdekraften på dens masse. Et par sekunder senere har den så tabt massen af et par tons brændstof, men yder den samme thrust og derfor øges farten. Hvis motoren ikke kan det, bliver raketten stående i enormt flammehav indtil motorens kraft kan løfte raketten. Der er masser af den slags mislykkede opsendelser på YouTube.

Hvorimod; selv med en lille bilmotor (få hk), kan vi få en tung bil til at køre ved at geare mellem motor og hjul. Derfor er kraften af motoren ikke så interessant som effekten.

Men du bliver nok til at læse noget mere på engelsk, da der jo ikke er så mange raketfabrikker i DK og vi heller ikke mere hører noget om Peter Madsens rumeventyr efter hans sejltur med den svenske journalist. Se mere her: https://en.wikipedia.org/wiki/Thrust

Den samlede kraft virkende på raketten under starten kan findes indirekte udfra en videoanalyse af bevægelsen. I de første sekunder af starten af en større rumraket (ikke missil eller anden militær raket) er farten lav og bevægelsen lodret. Derfor kan man negligere luftmodstand og tyngdekraft samt raketkraft er parallelle men modsat rettede. Benævnes de hhv F_g og F_r vil rakettens acceleration a under de givne forudsætninger være

a = (F_r - F_g)/m = F_r/m - g, idet F_g = mg

hvor m er rakettens masse. Den er tidsafhængig idet der til stadighed forbrændes brændstof. Hvis du ikke kender denne tidsafhængighed kan man antage at den er konstant i de første sekunder - rakettens samlede masse er langt, langt større end hvad en stor rumraket forbruger af brændstof på et par sekunder, så den samlede fejl bliver lille. Men det ses, at kender man a og m kan F_r beregnes. Startmassen vil enten være oplyst eller også kan den slås op for den givne raket. Acceleration kan bestemmes udfra videoen således:

Fremspil videoen til den sekvens, hvor den netop løfter sig fra rampen. Vælg et fast punkt på raketten. Marker dette punkt oven en sekvens af billedrammer. Det er vigtigt, det er samme referencepunkt på raktten, du marker i hver billedframe. Du har nu nogle datapunkter i form af pixels. Din logger skal kunne omsætte dette til fysiske enheder. Der kan på din video være en kendt målestok indlagt, som du kan markere på samme måde. Måske skal du gøre det på en anden måde - vi har jo ikke set videoerne. Du vil nu kunne få din software til at beregne a (loggeren kender nu den fysiske afstand mellem dine datapunkter og den tidsmæssige da der er billedraten).