Rakettien lentokorkeusmittauksia

[sampo]

Kävin eilen tekemässä testilentoja Nummelassa D-työtäni varten. Testirakettina oli simppeli, "perusrakettia" mukaileva raketti, lähtömassa ilman moottoria 74g. Raketti laukaistiin "tower-launcherista", joka ei vaadi laukaisuholkkeja raketissa. Tässä hieman pikaisia, alustavia tuloksia:

Lentokorkeus B4-4 -moottorilla oli 64m ja C6-3 -moottorilla 152m. (A-moottorilla lento oli niin matala ettei korkeusmittari saanut sitä mitattua.) Muista testeistä ehkä yllättävin tulos oli, että laukaisuholkkien lisääminen ei vaikuttanut lentokorkeuteen kuin muutamia metrejä, vaikka usein sanotaan että laukaisuholkin osuus kokonaisilmanvastuskertoimesta voi olla useita kymmeniä prosentteja.

Toisaalta kymmenen laukaisun aikana on huomattavissa että lentokorkeus pieneni ja pieneni, viimeisenä laukaistu vertailumittaus C6-3 -moottorilla ilman mitään lisäosia tuotti vain 138m lentokorkeuden. En ole varma mistä tämä lasku johtuisi. Laukaisut tehtiin tunnin sisällä toisistaan, joten olosuhteidenkaan ei olisi pitänyt kovin merkittävästi muuttua. Moottorin pidinklipsi oli alkanut löystyä ja moottori lopuksi heilui holkissaan enemmän kuin aiemmin, mutten näe miten sekään selittäisi eroavaisuuksia. Asiaa pitää tutkia vähän lisää, ehdotuksia syiksi otetaan vastaan.

Lisäksi tuli pieni ylläri lähtiessä lentokentältä: Kentälle vievän tien puomi oli lukittu. Onneksi vieressä olevan puomin ja puun välistä mahtui juuri ja juuri ajamaan, mutta jatkossa kannattaa ehkä sittenkin jättää autot parkkipaikalle, eikä ajaa kentälle lähemmäksi laukaisualuetta kuten välillä tehdään.

[aapo]

Toisaalta kymmenen laukaisun aikana on huomattavissa että lentokorkeus pieneni ja pieneni, viimeisenä laukaistu vertailumittaus C6-3 -moottorilla ilman mitään lisäosia tuotti vain 138m lentokorkeuden. En ole varma mistä tämä lasku johtuisi. Laukaisut tehtiin tunnin sisällä toisistaan, joten olosuhteidenkaan ei olisi pitänyt kovin merkittävästi muuttua. Moottorin pidinklipsi oli alkanut löystyä ja moottori lopuksi heilui holkissaan enemmän kuin aiemmin, mutten näe miten sekään selittäisi eroavaisuuksia. Asiaa pitää tutkia vähän lisää, ehdotuksia syiksi otetaan vastaan.

Mielenkiintoista.

Tässä vähän spekulointia:

- Josko tuo pidinklipsin löystyminen ja moottorin heiluminen johtaa siihen, että moottorin energiaa hukkuu moottorin heilumiseen ja siihen, että työntövoimavektori ei ole jatkuvasti suora, vaan välillä vähän sinne ja vähän tänne. Ja tämän seurauksena raketin kohtauskulma ilmavirtaan nähden ei pysy 0:ssa asteessa.

- Josko raketin olo ulkoilmassa johtaa siihen, että sen pahvirunko imee kosteutta ja siten kasvattaa massaa.

- Josko useammat lennätykset johtavat siihen, että raketin ulkopinta kerää jotain töhnää ja siten heikentää ilmanvastuskerrointa.

[tt]

Jatketaan spekulointia:
- moottorista tulee nokea raketin sisäpinnalle ja paino nousee (joo, )
- raketti kärsii laskeutumisissa eikä ole enää aerodynaamisesti yhtä puhdas
- iltasella lämpötila putoaa ja sillä saattaa olla jo ihan merkitystä ilman tiheyteen ja sitämyöten vastukseen.

[Guest]

Ja vähän lisää arvojen heittelystä:
Eri moottorierien valmistus saattaa tuottaa erilaisia työntövomia.
Valmistustoleranssit ovat sen verran väljiä.
Lisäksi jos on käytössä eri valmistajien moottoreita, todennäköisyys
eri työntövoimille alkaa olla ilmeinen.
.......................
jussi

[sampo]

Vastauksia spekulointeihin, osaa noita olen itsekin jo pohtinut:

- Josko tuo pidinklipsin löystyminen ja moottorin heiluminen johtaa siihen, että moottorin energiaa hukkuu moottorin heilumiseen ja siihen, että työntövoimavektori ei ole jatkuvasti suora, vaan välillä vähän sinne ja vähän tänne. Ja tämän seurauksena raketin kohtauskulma ilmavirtaan nähden ei pysy 0:ssa asteessa.

Itse moottoriputki ei heilunut, ainoastaan metalliklipsi. Tällöin moottori työntyi ehkä puoli senttiä pidemmälle kuin aiemmin, mutta työntövoiman tuottamisen aikana tämän ei pitäisi vaikuttaa.

- Josko raketin olo ulkoilmassa johtaa siihen, että sen pahvirunko imee kosteutta ja siten kasvattaa massaa.

Tuota en ollut tullutkaan ajatelleeksi, enkä tajunnut punnita rakettia välittömästi lennätysten jälkeen. Nyt kuivuttuaan sen massa on 0.2g suurempi kuin lennätysvaiheessa.

- Josko useammat lennätykset johtavat siihen, että raketin ulkopinta kerää jotain töhnää ja siten heikentää ilmanvastuskerrointa.

Tuota itsekin pohdin. Ulkopinta on kyllä likaantunut ruudista, muttei kyllä ole mitenkään karheampi kuin aiemmin.

- raketti kärsii laskeutumisissa eikä ole enää aerodynaamisesti yhtä puhdas

Ei siinä mitään merkittäviä kärsimyskohteita näy. Yhden siivekkeen yläreuna on kieltämättä himpun verran revennyt auki, mutta siivekkeet olivat muutoinkin neliskanttiset profiililtaan alunpitäenkin (eli varsin epäoptimaaliset, mutta "tyypilliset").

- iltasella lämpötila putoaa ja sillä saattaa olla jo ihan merkitystä ilman tiheyteen ja sitämyöten vastukseen.

Tuota olen vakavasti pohtinutkin. En vain katsonut lämpötilaa aluksi kun halusin antaa mittarin saavuttaa ulkoilman lämpötilan ensin, enkä muistanut katsoa testbediä heti kotiin päästyä. Jos jostain saisi testbedin lämpötila/ilmanpaine/kosteusdatat Vihdin asemalta jollakin ~10min resoluutiolla klo 20-21.30 23.8.2008 niin olisin kiitollinen.

Eri moottorierien valmistus saattaa tuottaa erilaisia työntövomia.

Tuosta syystä suoritin kaikki testit samasta laatikosta otetuilla moottoreilla. Trendi oli melko tasainen korkeuden pieneneminen.


Tällä hetkellä ideoista vahvimmat tuntuvat olevan ilman tiheyden muuttuminen sekä aerodynaamisten ominaisuuksien muuttuminen (minimaaliset vauriot ja/tai ruutijäämät ulkopinnassa). Kiitos ideoista, lisää vain näitä!

[sampo]

En vain katsonut lämpötilaa aluksi kun halusin antaa mittarin saavuttaa ulkoilman lämpötilan ensin, enkä muistanut katsoa testbediä heti kotiin päästyä. Jos jostain saisi testbedin lämpötila/ilmanpaine/kosteusdatat Vihdin asemalta jollakin ~10min resoluutiolla klo 20-21.30 23.8.2008 niin olisin kiitollinen.

Datat saikin Testbedistä suoraan kun rekisteröityi tutkijaksi. Vihdin asemalla 145m korkeudella oleva lämpötila on laskenut tuona aikana 0.2 astetta, 66m korkeudella oleva 3 astetta. Tuo 3 asteen muutos tuottaa 1% vaikutuksen ilman tiheyteen, joka on puolestaan suoraan verrannollinen ilmanvastukseen. En ole laskenut asiaa läpi, mutta lentokorkeuden pitäisi kai olla likimäärin suoraan verrannollinen vastuskertoimeen, jolloin olisi vaikea uskoa 1% muutoksen aiheuttavan 10% pienenemisen lentokorkeuteen.

Yksi mitä voisi testata on laittaa raketti parvekkeelle kosteana päivänä pariksi tunniksi ja punnita sen jälkeen. Toinen olisi mennä lennättämään uudestaan, mutta konsistenttiä keliä ei luultavasti saa.

Hyviä ideoita kuitenkin, antaa vain tulla lisää!