Wasserrakete

Wasserraketen funktionieren, wie jede andere Rakete auch, nach dem Rückstoß-Prinzip.

Der Antrieb erfolgt durch einen Wasserstrahl, der unter Druck durch eine Düse gepresst wird und mit einem entgegengesetzten Impuls die Rakete verlässt. Je nach Art der Erzeugung dieses Drucks unterscheidet man Kaltwasserraketen und Heißwasserraketen (letztere werden auch als Dampfdruckraketen bezeichnet). Beiden gemeinsam ist, dass die Antriebsenergie in physikalischer Form mitgeführt wird und nicht wie bei den meisten Raketen als chemische Energie.

Kaltwasserraketen werden in einfacher Form auch als Spielzeug angeboten und können der Demonstration des Raketenprinzips dienen. Heißwasserraketen sind hingegen auch Gegenstand ernsthafterer Forschung und Entwicklung.

Kaltwasserrakete

Eine einfache Kaltwasserrakete

Eine Kaltwasserrakete ist eine Wasserrakete, bei welcher der teilweise mit Wasser gefüllte Raketenkörper mit Hilfe der darüber befindlichen zuvor verdichteten Luft angetrieben wird. Beim Öffnen des Ventils der Düse tritt das Wasser mithilfe der Druckluft aus dem Raketenkörper mit hoher Geschwindigkeit aus und beschleunigt diesen durch seinen Rückstoß.

Kaltwasserraketen werden aufgrund ihrer relativ geringen Leistungsfähigkeit nur als Spielzeug oder als Demonstrationsmodell zur Veranschaulichung des Rückstoßantriebes verwendet.

Wichtig beim Antrieb der Kaltwasserrakete ist das Verhältnis von verdichteter Luft zu Wasser. Die größte Gipfelhöhe erreicht man bei einem Wasser/Luft-Volumenverhältnis von 2 : 3.

Als Spielzeug erhältliche Wasserraketen werden mit einer Fahrradluftpumpe aufgepumpt und können eine Höhe von einigen Dutzend Metern erreichen.

Als Körper zum Selbstbau von Kaltwasserraketen eignen sich PET-Getränkeflaschen. Diese halten teilweise bis über 8 bar Überdruck aus und die Rückkehr solcher Raketen ist auch ohne Fallschirm weitgehend gefahrlos, sofern keine massiven Nutzlasten transportiert werden.

Es existiert eine weltweite Gemeinde von Freunden der Kaltwasserrakete, wozu zweifellos die weltweite Verbreitung der PET-Flaschen beigetragen hat.

Heißwasserrakete

Eine Heißwasserrakete (auch Dampfdruckrakete) bezeichnet eine Wasserrakete, bei welcher mit Hilfe einer meist elektrischen Heizung das im Raketenkörper befindliche Wasser auf hohe Temperatur (ca. 250-500 °C) erhitzt wird. Das auf Grund des Drucks im geschlossenen Wassertank flüssig bleibende Wasser (siehe Dampfdrucktabelle) wird zum Starten durch die hierzu mit einem Ventil freigegebene Schubdüse ausgelassen, verdampft dabei in dieser und tritt unter hoher Geschwindigkeit aus der Düse aus. Durch den Rückstoß wird die Rakete entgegen der Ausströmrichtung beschleunigt .
Der Wassertank von Wasserraketen muss hohem Druck und hoher Temperatur standhalten können.

Heißwasserraketen werden gelegentlich als Starthilfsraketen und für Experimentierzwecke verwendet. Sie sind den Kaltwasserraketen überlegen, da die ausgestoßene Masse selbst die Energie enthält und die Schubkraft bis zum "Brennschluss" nahezu konstant bleibt.
Die Leistungsfähigkeit von Raketen mit festen und flüssigen Brennstoffen ist jedoch weitaus höher.