Waarom bij de lancering geen heat-shield? (was: Lancering)

[CKegels]

Ik heb een vraag ivm de lancering van raketten. Hoe komt het dat een raket bij lancering geen heat-shield nodig heeft en be re-entry wel. Ik vermoed dat het komt omdat de snelheid veel lager is... Klopt dit?

Bedankt!

[BoertjeB]

Ja.

Bij opstijgen versnel je in een dunner wordende dampkring.
Bij dalen vertraag je op de dikker wordende dampkring. Komt net
even wat meer hitte bij kijken.

[svdwal]

En het is ook een kwestie van snelheid. Als de raket opstijgt gaat die veel langzamer dan bij terugkeer. En daar wrijving met het kwadraat van de snelheid gaat, heb je er bij hogere snelheid heel veel meer last van.

[andrevdhoeven]

Bij de lancering wil je een zo groot mogelijke snelheidstoename krijgen. Daarom moet je zo snel mogelijk door de luchtlagen heen. Daar heb je namelijk de grootste verliezen door wrijving met de lucht. Bij de shuttle werd zelfs op een km of 8 het gas iets teruggenomen om de qmax, de luchtwrijvingskracht, niet te groot te laten worden. Daarom dat een raket het eerste stuk van een lancering recht omhoog gaat. Zodra de raket in de hogere, minder dichte luchtlagen terechtkomt gaat de beweging steeds meer een horizontale component krijgen omdat je uiteindelijk in een cirkel/ellipsbaan terecht moet komen. Je bent dus eigenlijk al uit de dichtere luchtlagen voordat de echte grote snelheden bereikt worden. Je bevindt je dan nog in het zgn. Supersone snelheidsgebied (tot mach 2-3) waar een spitse punt voor een beschermende schokgolf zorgt voor de rest van de raket.

Bij terugkeer is er sprake van veel hogere snelheden (tot wel mach 25), waardoor de raket veel bewegingsenergie heeft. Al deze energie moet uit de raket om veilig te kunnen landen. Dit kan alleen door de energie om te zetten in warmte bij terugkeer in de dampkring. De hoge temperatuur is dus eigenlijk het gevolg van de sterke afremming van de raket. Omdat er zoveel energie in een relatief korte tijd omgezet moet worden is hier sprake van heel hoge temperaturen (2500C). Voor dit soort snelheden (hypersonisch) is een spitse vorm niet meer geschikt. De schokgolf zou niet stabiel zijn en de raket zou zo verbranden. Vandaar dat de shuttle en bijv. ook de Apollo een bolle vorm hebben, die zorgt voor een beschermende schokgolf net voor de raket die de warmte (deels) om de raket heen laat vloeien..

Ik hoop dat mijn verhaal duidelijk is...