In der Raumfahrttechnik ist der vorantreibende Massenbruchteil ein Maß einer Leistung eines Fahrzeugs, bestimmt als der Teil der Masse des Fahrzeugs, die den Bestimmungsort nicht erreicht. Mit anderen Worten ist der vorantreibende Massenbruchteil das Verhältnis zwischen der vorantreibenden Masse und der anfänglichen Masse des Fahrzeugs.

In einem Raumfahrzeug ist das eine Bahn, während für das Flugzeug es ihre landende Position ist. Ein höherer Massenbruchteil vertritt weniger Gewicht in einem Design. Ein anderes zusammenhängendes Maß ist der Nutzlast-Bruchteil, der der Bruchteil des anfänglichen Gewichts ist, das Nutzlast ist.

Formulierung

Durch den vorantreibenden Massenbruchteil wird gegeben:

Und weil,

hieraus folgt dass:

Wo:

: ist der vorantreibende Massenbruchteil

: ist die vorantreibende Masse

: ist die anfängliche Masse des Fahrzeugs

: ist die Endmasse des Fahrzeugs

Bedeutung

In Raketen für eine gegebene Zielbahn ist ein Massenbruchteil einer Rakete der Teil der Vorstart-Masse der Rakete (völlig angetrieben), der Bahn nicht erreicht. Der vorantreibende Massenbruchteil ist das Verhältnis gerade des Treibgases zur kompletten Masse des Fahrzeugs am Take-Off (Treibgas plus die trockene Masse). In den Fällen eines Fahrzeugs der einzelnen Bühne, um zu umkreisen (SSTO) oder Subaugenhöhlenfahrzeugs kommt der Massenbruchteil dem vorantreibenden Massenbruchteil gleich; einfach die Kraftstoffmasse hat sich durch die Masse des vollen Raumschiffes geteilt. Eine inszenierende Rakete-Beschäftigung, die die einzigen Designs sind, um Bahn erreicht zu haben, hat einen Massenbruchteil höher als der vorantreibende Massenbruchteil, weil Teile der Rakete selbst en route abgesetzt werden. Vorantreibende Massenbruchteile sind normalerweise ungefähr 0.8 zu 0.9.

Im Flugzeug ist Massenbruchteil mit der Reihe verbunden, ein Flugzeug mit einem höheren Massenbruchteil kann weiter gehen. Flugzeugsmassenbruchteile sind normalerweise ungefähr 0.5.

Wenn angewandt, auf eine Rakete als Ganzes ist ein niedriger Massenbruchteil wünschenswert, da er eine größere Fähigkeit für die Rakete anzeigt, um Nutzlast zu liefern, um für einen gegebenen Betrag des Brennstoffs zu umkreisen. Umgekehrt, wenn angewandt, auf eine einzelne Bühne, wo die vorantreibende Massenbruchteil-Berechnung die Nutzlast nicht einschließt, entspricht ein höherer vorantreibender Massenbruchteil einem effizienteren Design, da es weniger nichtvorantreibende Masse gibt. Ohne den Vorteil des Inszenierens werden SSTO Designs normalerweise für Massenbruchteile ungefähr 0.9 entworfen. Das Inszenieren vergrößert den Nutzlast-Bruchteil, der einer der Gründe ist, die SSTO'S schwierig scheint zu bauen.

Zum Beispiel hat das ganze Raumfähre-System:

• angetriebenes Gewicht am Abschuss: 1,708,500 Kg
• trockenes Gewicht am Abschuss: 342,100 Kg

In Anbetracht dieser Zahlen ist der vorantreibende Massenbruchteil.

Der Massenbruchteil spielt eine wichtige Rolle in der Rakete-Gleichung:

Wo das Verhältnis der Endmasse zur anfänglichen Masse (d. h., ein minus der Massenbruchteil) ist, die Änderung in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs infolge der Kraftstoffbrandwunde ist und die wirksame Auspuffgeschwindigkeit (sieh unten) ist.

Der Begriff wirksame Auspuffgeschwindigkeit wird als definiert:

wo ich der spezifische Impuls des Brennstoffs in Sekunden bin und g die Standardbeschleunigung des Ernstes ist (bemerken Sie, dass das nicht die lokale Beschleunigung des Ernstes ist).

Eine angetriebene Landung aus der Bahn auf einem Himmelskörper ohne eine Atmosphäre zu machen, verlangt dieselbe Massenverminderung wie reichende Bahn von seiner Oberfläche, wenn die Geschwindigkeit, mit der die Oberfläche erreicht wird, Null ist.

Siehe auch

• Kraftstoffbruchteil
• Massenverhältnis