Nutzlast

Masse der transportierten Ladung

Nutzlast (englisch payload) ist die Menge an Frachtgut, die ein Transportmittel (Fahrzeug, Flugzeug, Rakete, Aufzug etc.) aufnehmen kann, bis die maximal zulässige Gesamtmasse erreicht ist. Sie entspricht der Masse der Zuladung, die transportiert werden kann. In der technischen Fachsprache wird außerdem „das zu transportierende Gewicht“ als Nutzlast bezeichnet. Im kommerziellen Bereich bezeichnet es den Teil, der sich vermarkten lässt, z. B. mit Frachtraten nach Gewicht oder Volumen.

Allgemeines Bearbeiten

Im Idealfall soll vor allem die Nutzlast transportiert werden und möglichst wenig sonstiges Gewicht. Grundsätzlich gilt: Je höher die Nutzlast im Verhältnis zu Gesamtmasse ist, umso geringer ist der Verbrauch für die Antriebsenergie, da dann die zu beschleunigende Masse geringer ist. Wird die maximal zulässige Nutzlast überschritten, dann ist die vorgesehene Funktionstüchtigkeit bzw. Sicherheit nicht mehr gewährleistet und es kann zu erhöhtem Verschleiß oder sogar Beschädigungen kommen.

Kraftfahrzeug Bearbeiten

Nutzlast ist die Höchstlast, die ein betriebsfertiges Fahrzeug transportieren kann, ohne dass die zulässigen Achslasten und die zulässige Gesamtmasse überschritten werden (siehe Richtlinie zu § 42 StVZO vom 15. August 1983, Verkehrsblatt 1983, S. 464). Diese Definition gilt nach deutschen Zulassungsvorschriften, Herstellerangaben können andere Begriffsbildungen zu Grunde liegen.

Luftfahrt Bearbeiten

 
Nutzlast-Reichweiten-Diagramm als Schema

Die mögliche Reichweite eines Flugzeuges ist unter anderem von der jeweiligen Nutzlast abhängig und wird nach dem je nach Flugzeugtyp eigenem Nutzlast-Reichweiten-Diagramm bestimmt. Passagierflugzeuge transportieren als Nutzlast die Passagiere und deren Gepäck sowie meistens einen Anteil an Luftfracht; hingegen sind es bei Frachtflugzeugen nur die transportierten Güter. Beim größten Frachtflugzeug der Welt, der Antonow An-225, waren 345 Tonnen maximale Zuladung, also Treibstoff und Fracht möglich. Als Nutzladefaktor wird das prozentuale Verhältnis von real genutztem, zu am Markt angebotenem Ladevermögen bezeichnet.[1] Bei Bombern spricht man von „Bombenlast“.

Raumfahrt Bearbeiten

In der Raumfahrt bezeichnet die Nutzlast die Masse, die von einer Rakete bzw. einem Raumschiff (neben dem Treibstoff) transportiert werden kann. Im Zusammenhang mit Raumfahrt wird Nutzmasse mitunter synonym dafür verwendet.[2]

Raketen Bearbeiten

Für eine Rakete ist eine typische Nutzlast ein oder mehrere Satelliten. Eine Sekundärnutzlast ist eine weitere Zuladung, die zusätzlich zur Primärnutzlast mitgeführt wird, um die Transportmöglichkeiten bestmöglich auszunutzen, beispielsweise bei Huckepacksatelliten wie den Cubesats oder Testmodule, die auf Raketenstufen oder Nutzlastadaptern montiert werden, um neue Technologien zu testen.

Das Nutzlastverhältnis berechnet sich zu:[3]

 

mit

  Nutzlastverhältnis
  Nutzlast
  Trägersystemmasse mit Treibstoff

Manchmal beträgt die Nutzlast nur 2 % der Startmasse (siehe Trägerrakete).

Satelliten und Raumsonden Bearbeiten

Bei Satelliten und Raumsonden bezieht sich der Begriff Nutzlast auf den Massenanteil, der die eigentlichen Aufgaben des Raumfahrzeugs wahrnimmt, beispielsweise Instrumente, Kameras, Elektronik, spezielle Kommunikationseinrichtungen, Testmodule.

Nicht zur Nutzlast gehört dann Satellitenbus, oder die Versorgungseinheit, die die Grundfunktionen wie Stromversorgung, Bordcomputer, Navigation, Lageregelung, Temperaturregelung, Treibstofftanks, Antrieb und Kommunikation bereitstellt. Häufig hat ein solches System zwei verschiedene Kommunikationseinrichtungen in verschiedenen Frequenzen, ein System für die Steuerung des Satellitenbusses oder der Versorgungseinheit, ein weiteres für die Übermittlung der Daten der Nutzlast.

Technologietests von Teilen, die typische Bestandteile von Satellitenbussen sind, werden als redundante Technologien zusätzlich in den Satellitenbus eingebaut. Das Raumfahrzeug hat dann beispielsweise zusätzliche Elektronikmodule, einen weiteren Satz von Triebwerken, ein Teil der Solarpaneele wird mit neuen Solarzellen bestückt, oder ein zusätzlicher Computer dient zum Testen von Software und Computerchips etc., die dann für den Betrieb des Raumfahrzeugs nicht notwendig und somit ebenfalls Teil der Nutzlast sind.

Bei bemannten Missionen sind die Lebenserhaltungssysteme, Sauerstoffvorräte, Wasser, Nahrungsmittel etc., aber auch die Astronauten selbst ein Teil der Nutzlast.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • H. Riedl: Lexikon der Kraftfahrzeugtechnik, Motorbuch Verlag, Stuttgart 2010, ISBN 978-3-613-02996-5, S. 337
  • N. Klußmann, A. Malik: Lexikon der Luftfahrt, Springer Vieweg, 4. Auflage, Berlin 2018, ISBN 978-3-662-54039-8, S. 469–470

Weblinks Bearbeiten

Wiktionary: Nutzlast – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. N. Klußmann, A. Malik: Lexikon der Luftfahrt, Springer Vieweg, 4. Auflage, Berlin 2018, ISBN 978-3-662-54039-8, S. 469
  2. Nutzmasse. In: M. Gründer: Lexikon der bemannten Raumfahrt, Lexikon Imprint Verlag, 2001, ISBN 3-89602-287-3, S. 195
  3. E. Messerschmid, S. Fasoulas: Raumfahrtsysteme, Springer Vieweg, 5. Auflage von 2017, ISBN 978-3-662-49637-4, S. 47