Raketenflugplatz-Berlin 2) Dynamisch stabiler Flug Die Rakete (oder Teile von ihr) rotieren schnell und nach Verlassen eines Leitgestells wird diese Fluglage und Richtung durch die Kreiselstabilität beibehalten. Das Prinzip ist von der rotierenden Granate der Artillerie kopiert. 3) Extern gesteuerter Flug Eine außerhalb der Rakete befindliche Kontrollinstanz, meist ein Richtschütze, übermittelt Steuerkommandos an das Geschoss. Diese werden durch Organe wie Luft- oder Strahlruder oder Lagekontrolldüsen ausgeführt. 4) Intern gesteuerter Flug Mit der Rakete fliegt eine Kontrollinstanz, welche die tatsäch- liche Fluglage, Geschwindigkeit und Richtung (oder einzelne Elemente davon) mit einem vorgegebenen Kurs vergleicht und bei Abweichungen über Steuerorgane, wie Luft-oder Strahlruder oder Lagekontrolldüsen Korrekturen vornimmt. Bei allen diesen Arten der Flugsteuerung gibt es Zwischen- stufen und Kombinationen. Beginn ohne Steuerung Den ersten Raketen der frühen Pioniere in allen Ländern ist eines gemeinsam: Sie verfügen über keine aktive Flugsteue- rung und bei den Raketen von Goddard und Winkler nicht einmal über eine aerodynamische Formgebung. Hermann Oberths UfA-Rakete zeigt schon eine sehr hervor- ragende aerodynamische Auslegung, sie wäre sicher pfeilstabil geflogen. Es ist auch der erste Raketenentwurf, von dem eine Art aerodynamischer Erprobung bekannt ist. Eine Holzattrappe der UfA-Rakete wurde mehrfach von einem hohen Schornstein abgeworfen und am Fallschirm geborgen. Den Pionieren des Raketenflugplatz war die theoretische Notwendigkeit bewusst, dass fortschrittliche Raketen über ein Flug-Kontrol-System verfügen mussten. Sie sinnierten über kreiselgestützte Steuerungen und Zielfindung durch Fotozellen. Die Versuche mit einem Kreisel für den “Achsenstaber” wurden erfolglos 1931 eingestellt. Helmut Zoike vom Raketenflugplatz entwarf und baute 1932/33 eine eigene Rakete, die später zwischen den langen Heckflossen eine kreiselstabilisierte Strahl- Lenkung erhalten sollte, aber nie geflogen ist. Flug-Stabilität die unterschätzte Voraussetzung Auf Hermann Oberth geht die Idee zurück, wenn man das Triebwerk am Kopfende einer Rakete anbringt, wird sich der Raketenkörper von selbst nach einer Auslenkung wieder auf eine senkrechte Flugbahn einstellen. Der Austrittspunkt der Verbrennungsgase am Triebwerksende wird hierbei gewisser- maßen als “Aufhängepunkt” der Rakete angesehen, um den sie sich durch die Schwerkraft wieder senkrecht einpendeln kann. Von Oberth hat sein Assistent aus den Tagen der UfA-Rakete, Rudolf Nebel, den Kopfbrenner als gültige Entwurfsauslegung für den Raketenflugplatz Berlin übernommen. Man glaubte, für senkrecht aufsteigende Höhenforschungsraketen könne des- wegen auf ein kompliziertes Flug-Kontrol-System verzichtet werden. Bei den ersten auf dem Raketenflugplatz getesteten Flugkör- pern, den Kopfbrennern “Repulsor” und “Achsenstaber” befanden sich am Heck noch vier kleine Stabilisierungsflächen. Da viel zu klein und so ohnehin wirkungslos, ließ man diese Flächen bei späteren Raketen ganz weg. Nebels mangelnde Fähigkeit, Fehlschläge analytisch zu betrachten, war mit einer der entscheidenden Gründe, warum den Pionieren vom Raketenflugplatz letztlich der durchschla- gende Erfolg versagt blieb. Nach großsprecherischen Ankündigungen über die Leistungen seiner Raketen, zog Nebel als Erklärung für die oft wild Loopingschlagenden und nur geringe Höhen erreichenden Geschosse, Erklärungen wie: “Ventilversagen, gesprungene Scheibe am Manometer, klemmende Führungsrolle” und Ähnliches heran. Raketen zu entwickeln ist ein schwieriges Geschäft, dazu muss man die Fähigkeit haben, aus den Fehlschlägen Schlüsse zu ziehen. Diese Geduld hat Nebel nie aufgebracht. Schwierige Flugsteuerung Raketen können auf verschiedene Arten dazu gebracht werden, einen Zielpunkt zu erreichen: 1) Aerodynamisch stabiler Flug Das Geschoss wird während der Startphase durch ein Leitgestell auf Kurs gehalten. Am Ende des Gestells sollte die Rakete so schnell sein, dass die aerodynamischen Kräfte es weiter auf Kurs halten. Dies geschieht durch Pfeilstabilität. So fliegen zum Beispiel Feuerwerksraketen. Der Flug des Vierstabers von der Insel Lindwerder in der berliner Havel (”Liebesinsel”) am 21. Juli 1933, gezeichnet nach Standbildern des als Video vorliegenden Schmalfilmes von Rudolf Nebel. Das Gefährt rotiert um alle drei Achsen, zeigt in Gipfelnähe erst mit dem Kopf zum Betrachter, um dann mit dem Heck zum Betrachter horizontal auf dem Wasser aufzuschlagen. Der “Vierstaber” vor dem Start von der Insel Lindwerder in Berlin. Es ist eine vereinfachte Version der “Magdeburger Rakete”, die als Vorläufer einer größeren bemannten Rakete angesehen wurde. Hermann Oberth Kegeldüse Ufa-Rakete Magdeburg Projekt Pfeilstabilität Ein Pfeil fliegt stabil durch die Luft, da an der Spitze eine schwere Masse sitzt und am hinteren Ende Federn einen erhöhten Luftwiderstand erzeugen. Der Schwerpunkt Pm (der Angriffspunkt aller Massenkräfte) des Pfeiles befindet sich, in Flugrichtung, vor dem Angriffspunkt Pa aller aerodynamischen Kräfte. Je weiter die beiden Punkte von einander entfernt sind, desto stabiler fliegt der Pfeil, er richtet sich bei einer Abweichung selbst wieder in Flugrichtung aus (Abbildung 1 + 2). Genau so fliegen Feuerwerksraketen. Der schwere Kopf legt den Schwerpunkt weit nach vorne, der lange (und Der Flug des Vierstabers von Lindwerder 21.7.1933 Bei dem vorangegangenen Start von Lindwerder am 14.7.1933, bei dem 500 m Höhe erreicht worden seien sollen, ist der Vierstaber nach mehreren Loopings ins Wasser gestürzt. Grund für die unkontrollierten Flug- bewegungen laut Nebel “ein Sauerstoffventil hatte sich nicht geöffnet”. Triebwerk: 250 kp (nominell) 150 - 200 kp (real) Höhe: 2,50 m (circa) Leergewicht: 70 kg (circa) Startgewicht: 100 kg (circa) Treibstoff: Flüssigsauerstoff + Alkohol 50 l (circa) Förderung: CO2 Druckgas Flugdauer: 4 sec (circa) Gipfelhöhe: 25 - 30 m Flugweite: 20 m (circa) Nebel behauptete, es seien 60 m Höhe erreicht worden und ein verklemmtes Alkoholventil sei Ursache des Flug- verhaltens gewesen. leichte) Stab zieht den Luftwiderstandspunkt nach hinten. Im Seitenwind legen sich pfeilstabile Flugkörper immer gegen die Windrichtung.  Bei Raketen mit großen Flossen am Heck tritt die gleiche Wirkung auf, Oberths UfA-Rakete und das Aggregat 4 sind pfeilstabile Raketen (Abb. 3). Bei Kopfbrennern liegen die schweren, gefüllten Tanks hinten und vorne ragt das leichtere Triebwerk heraus. Sie ähneln, vereinfacht gesprochen, einem Pfeil, den man mit der Spitze nach hinten abschießt - er wird instabil fliegen. Das typische Loopingschlagen ist eine Konsequenz aus der Konstruktion der Kopfbrenner (Abb 4 + 5). Werbung aus einem Fachbuch aus dem Jahre 1936 für den Siemens “Autopilot”. Aber zuerst konzentrierte man sich auf dem Raketenflugplatz auf die Entwicklung von Triebwerken. Dort konnten, aufbauend auf Oberths Arbeiten, relativ schnell Erfolge erzielt werden. Eine Fluglageregelung ist dagegen kompliziert, teuer und erfordert hohe technische Kenntnisse und Fertigkeiten. Dies hätte, selbst wenn man es ernsthaft versucht hätte, die Kapazität des Raketenflugplatzes schnell überstiegen. Einigen Mitgliedern des Raketenflugplatz war dieser Mangel durchaus bewußt. Nach der Auflösung des Raketenflugplatz ging Klaus Riedel und weitere Pioniere zum Siemens- Luftfahrtgerätewerk, um dort an einer kreiselgestützten Plattform zur Flugzeugsteuerung zu arbeiten (”Autopilot”). Von Siemens stammt dann auch die welterste bei Flüssigkeits- raketen eingesetzte (für das A3 und A5) 3-Achs-Plattform.  Uwe W. Jack