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2025-07-21T20:40:09Z

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[[Datei:NASA_Apollo_13_center_engine_vibration.png | mini | rechts]]Der '''Pogoeffekt''' ist eine [[Resonanz|resonante]] Schwankung der Triebwerksleistung bei [[Flüssigkeitsraketentriebwerk|Flüssigkeitsraketen]] während des Fluges. Ausgelöst werden kann eine solche [[Schwingung]] durch Druckänderungen im [[Triebwerk]], die dann zu erhöhtem Treibstoffdurchsatz (steigendem Brennkammerdruck) oder reduziertem Treibstoffdurchsatz (sinkendem Brennkammerdruck) führen können, was wiederum eine Druckänderung nach sich zieht. Trifft eine solche Schwingung eine Resonanzfrequenz der Gesamtstruktur oder des Treibstoffsystems, so kann sich die Schwingung so weit verstärken, dass sich das Fahrzeug dadurch selbst zerstört.

Der Pogoeffekt hat seinen Namen vom Englischen ''pogo stick'' ([[Springstock]]).<ref>{{internetquelle |autor=Wernher von Braun |url=https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-350/ch-3-5.html |titel=The Perils of Pogo |werk=Apollo Expeditions to the Moon |hrsg=NASA |datum= |sprache=englisch |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20210210231809/https://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-350/ch-3-5.html |archiv-datum=2021-02-10 |zugriff=2024-10-06}}</ref>

== Geschichte ==
{{Lückenhaft|Es fehlen wichtige Beispiele für den Pogoeffekt und die Entwicklung von Gegenmaßnahmen. Vom ersten problematischen Auftreten für die Nasa bei der Titan II GLV über das Space Shuttle bis zu Falcon 9 und Star Ship von SpaceX. Beim Starship scheint der Pogoeffekt eine wichtige Rolle für die Explosion von IFT-7 und IFT-8 gespielt zu haben <ref>{{internetquelle |autor=Kyryll Maksymov |url=https://universemagazine.com/en/starship-flight-8-analysis-of-the-causes-of-the-accident-and-possible-consequences/ |titel=Starship Flight 8: analysis of the causes of the accident and possible consequences |datum=2025-03-11 |sprache=englisch |zugriff=2025-05-17}}</ref><ref>{{internetquelle |autor=CSI Starbase |url=https://www.youtube.com/watch?v=GkqWhHvfAXY |titel=POGO: The 63-Year-Old Problem Threatening Starship's Success |datum=2025-05-11 |sprache=englisch |zugriff=2025-05-17}}</ref>}}

Etliche Totalverluste von unbemannten Trägerraketen, besonders in den 1950er und frühen 1960er Jahren, waren auf das Auftreten des Pogoeffekts zurückzuführen. Die ersten sowjetischen Lunik-Raketen [[Luna 1958A]] und [[Luna 1958B]], die im Herbst 1958 den Mond erreichen sollten, versagten ebenfalls wegen entsprechend starker Längsschwingungen, ehe ein Dämpfer in der Sauerstoffleitung die Auswirkungen bei weiteren Raketen minimieren konnte.<ref>{{Literatur |Titel=Raketen und Menschen. Der Sieg Koroljows |Autor=[[Boris Jewsejewitsch Tschertok]] |Verlag=Elbe-Dnjepr-Verlag |Ort=Klitzschen |Datum=2000 |ISBN=3-933395-01-1 |Seiten=235-241 |Umfang=438 |Originalsprache=ru |Originaljahr=1996 |Übersetzer=R. Meier}}</ref>

Die erste und zweite Stufe der [[Saturn (Rakete)#Saturn V|Saturn-V-Rakete]] waren anfällig für den Pogoeffekt, da jeweils das mittlere Triebwerk der fünf kreuzförmig angeordneten Triebwerke dieser Stufen nicht direkt mit der starren Außenstruktur der Stufe verbunden war und damit zu Schwingungen neigte, die sich auf die Treibstoffleitungen auswirkten. Dies führte zu Problemen beim unbemannten Testflug von [[Apollo 6]].<ref>{{internetquelle |autor=Courtney G Brooks, James M. Grimwood, Loyd S. Swenson |url=http://history.nasa.gov/SP-4205/ch10-6.html |titel=Pogo and Other Problems |werk=Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft |hrsg=NASA |datum= |sprache=englisch |zugriff=2012-03-13}}</ref> Auch die vorzeitige Abschaltung des inneren Triebwerks der zweiten Stufe beim Flug von [[Apollo 13]] ging auf den Pogoeffekt zurück, der darüber hinaus folgenlos blieb.<ref>{{internetquelle |autor=Tom Irvine |url=http://www.vibrationdata.com/Newsletters/October2008_NL.pdf |titel=Apollo 13 Pogo Oscillation |werk=October 2008 Newsletter |hrsg=Vibrationdata |datum= |seiten=2–6 |format=PDF; 1,0 MB |sprache=englisch |zugriff=2012-03-13}}</ref>

== Abhilfemaßnahmen ==
[[Systemtheorie (Ingenieurwissenschaften)|Systemtheoretisch]] handelt es sich beim Pogoeffekt um eine [[positive Rückkopplung]]. Durch die Beschleunigung der Rakete in Längsrichtung erhöht sich der Druck in den Treibstoffleitungen und damit die Antriebsleistung, bis aufgrund der elastischen Aufhängung des Triebwerks ein Maximalwert erreicht wird und die Wirkung umgekehrt wird. Eine mögliche Maßnahme zur [[Dämpfung]] besteht im Hinzufügen eines [[Ausdehnungsgefäß]]es in der Treibstoffleitung. Damit entsteht [[Regelungstechnik|regelungstechnisch]] gesehen eine [[Tiefpass]]wirkung für höhere Frequenzen, so dass die Kreisverstärkung der Rückkopplung reduziert wird.

Im Fall der Saturn-V-Rakete wurden zusätzlich die zu Resonanzen neigenden mittleren Triebwerke in bestimmten Flugzuständen abgeschaltet. Die Leistungseinbuße wurde dadurch abgefangen, dass die entsprechende Stufe länger betrieben wurde.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* Aerospace: [http://www.aero.org/publications/crosslink/winter2004/05.html Mitigating Pogo on Liquid-Fueled Rockets] (englisch)
* NASA: [https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20080018689/downloads/20080018689.pdf NASA Experience with Pogo in Human Spaceflight Vehicles] (englisch; PDF; 722 kB)

[[Kategorie:Raketentechnik]]

[[ja:ロケットエンジン#Pogo振動]]

Pogoeffekt - Versionsgeschichte

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