Hallo!

Also so wie auf dem Foto, verhalten sich alle WaRas, bei denen der Druckpunkt vor dem Schwerpunkt liegt.

Meiner Meinung nach gibt es dafür bisher nur zwei mögliche Erklärungen:

1. Die von Robert, dass das Wasser in der Rakete schwappt und die Rakete eigentlich durch Schwerpunktsverlagerung stabilisiert wird,

oder 2. meine.

Für Roberts Variante könnte ich mir folgenden Test vorstellen:


Ich kann mir den Ausgang noch nicht vorstellen, aber wenn er hinhaut, was durchaus möglich ist, dann wäre das eine bahnbrechende Erkenntnis - für den ganzen Raketenbau!

...und um meine Theorie zu überprüfen, muss man einfach eine Silvesterrakete mit noch einem Gewicht unten und Flossen oben mal fliegen lassen.

Vielleicht sind ja sogar beide Thesen richtig?

Ich bin die nächsten Wochen nicht zu Hause. Deswegen kann ich diese Versuche leider nicht durchführen.

Gruss, JKH

Wie wäre es mit folgendem:
Da WaRa ist ganz einfach instabil nur hat sie gar keine Zeit um nach der Führung durch Startrampe und Launch tube das wirklich am Flugverhalten zu zeigen, da die Schubphase extrem kurz ist. Und nachdem das Wasser draußen ist, passt wieder alles.

Zu der Theorie mit dem Strudel wie beim Ablassen des Wassers aus einer Badewanne: Ich denke nicht, dass hier ein strudel entsteht. Das Wasser ist viel zu träge um während der kurzen Schubdauer noch einen Strudel zu bilden.

Hallo!

Zitat:

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Da WaRa ist ganz einfach instabil nur hat sie gar keine Zeit um nach der Führung durch Startrampe und Launch tube das wirklich am Flugverhalten zu zeigen, da die Schubphase extrem kurz ist. Und nachdem das Wasser draußen ist, passt wieder alles.

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Nene, wenn man viel Wasser rein füllt oder die Düse kleiner macht, zeigt eine WaRa schon eine typische Flugbahn. Es gibt auch so einen Grenzpunkt. Wenn der überschritten wird, dann wird die Rakete instabil. Dann helfen sogar Finnen nichts mehr. Entweder, wenn zu viel Wasser drin, oder die Düse zu klein ist, dann fliegt die Rakete Loopings, Spiralen etc.

An dieser Stelle möchte ich eine Versuchsrakete von mir vorstellen, die ich parallel zum Freestyle Physics Wettbewerb gebaut habe.
Die Idee war, die Düse ab einer gewissen Höhe bzw. Geschwindigkeit kleiner zu machen, um den Schub zu reduzieren. Dadurch errechnete ich mir eine grössere Flughöhe (Ähnlich wie bei den Rauchern). Die Funktionsweise ist eigentlich sehr simpel:

Eine kleinere Düse an einem Schwimmer legt sich bei einem gewissen Wasserstand über die Hauptdüse. Dadurch verändert sich der Schub.
Eine Versuchsrakete hatte ich früher schon mal gebaut und getestet.
Dieses Mal wollte ich sie nach den Regeln von Freestyle Physics bauen. Das hiess, eine Flasche, kein SST.
Und so habe ich es gelöst:

Eine Schnur ist oben mit einer Schraube befestigt. An der Schnur befindet sich ein Korken als Schwimmer und zu unterst ist die Düse, die genau in den Flaschenhals rein passt. Die Düse goss ich aus Harz.
(Irgendwo habe ich auch noch Fotos von der Rak, finde sie aber momentan nicht )

Die Tests sind sehr komisch ausgefallen. Die Rakete ist erst einmal wie gewohnt gerade nach oben. Dann hat die kleinere Düse eingesetzt. Die Rakete flog nun nicht mehr gerade nach oben weiter, sondern ist taumelnd und kringelnd wieder runter gekommen. (Luft trat übrigens bei der Düse nicht aus). Irgendwann fing sich die Rakete wieder und flog noch ein kurzes Stück wieder stabil.
Dieses Verhalten hat sich bei jedem Versuch wiederholt. Dann habe ich die zweite Düse etwas grösser gebohrt. Und plötzlich hat's funktioniert, die Rakete ist nicht mehr rumgeeiert.

Aus diesem Versuch schliesse ich, dass das stabile oder instabile Fliegen bei einer WaRa mit dem Schub zu tun haben muss, bzw. mit der Beschleunigung.

Das Flugverhalten mit zu kleiner Düse war übrigens genau so wie bei meiner Feststofftest-rak mit Held1000 Motor!

Gruss, Jonathan

Geändert von JKH am 09. Juli 2007 um 01:28

Hi!

Das die Rak nach einer gewissen Schubzeit wieder stabil fliegt beweist, dass der Schwerpunkt nicht zu weit hinten sein darf (wie am Anfang der Schubphase mit viel Wasser im Heck) um die Rak stabil fliegen zu lassen!

Ich habe letztens mal einen schrägstart mit ca. 25° Neigung gemacht: Die Rakete hat sich nicht aufgerichtet! Sie ist mit gleichbleibender Neigung weitergeflogen!

Viele Grüße
Olli

@JKH

Ich war schon sehr lange nicht mehr im Forum und habe jetzt endlich wieder Zeit für das nasse Hobby. Ich denke, dass ich das Problem, warum eine waagrecht gestartete Flasche leicht nach oben zieht, erklären kann. Dazu erst eine Zeichnung:


(Die Drehmomente zeigen natürlich in die bzw. aus der Papierebene, aber die eingezeichneten Kraftpfeile sind anschaulicher)

Das Problem in der bisherigen Diskussion war, dass das Drehmoment komplett vergessen wurde. Genau wie für den Vortrieb der Rakete die Impulserhaltung wichtig ist, spielt bei dem "Aufbäumen" der Rakete die Drehimpulserhaltung eine Rolle. Die Flasche muss sich entgegengesetzt zum Wasserspiegel drehen, sonst ist der Drehimpuls des gesamten Systems nicht erhalten. Wenn der Wasserspiegel sich nach kurzer Zeit stabilisiert hat rotiert die Flasche natürlich nicht weiter, sie hat sich aber etwas geneigt.

Die Rakete wird also auch im Weltraum (ohne Schwerkraft, ohne Aerodynamik) einen kleinen Bogen fliegen, wenn sich das Wasser beim Start nur in einer Hälfte der Rakete befindet.

Kleines Experiment dazu: Fülle eine Plastikflasche zu 1/3 mit Wasser, halte sie in einer Hand am Schwerpunkt waagrecht und beschleunige sie dann horizontal (festhalten, nicht loslassen). Du wirst die Neigung der Flasche nach oben erkennen.

Wenn der Wasserspiegel nur leicht schräg ist, sind die Auswirkungen sehr gering. Ich denke daher nicht, dass sich eine etwas schräg abgeschossene Rakete in den Zenit erheben wird.

Ich hoffe dass damit ich den Kern des Problems getroffen habe, die Diskussion darüber ist aber wertvoller als eine Lösung.

Grüße, Ströms

P.S. Ich bin zwar Physiker, aber irren ist eben menschlich: sagt also Bescheid, wenn was nicht passt!

Moin!

Zitat:

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Das Problem in der bisherigen Diskussion war, dass das Drehmoment komplett vergessen wurde.

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Nö, wurde es nicht! Lies dir doch bitte mal meinen Beitrag auf der dritten Seite dieses Threads
durch. Dort habe ich ebenfalls die Schwerpunktverschiebung durch schwappendes Wasser und
in Verbindung mit dem Schubvektor das daraus resultierende Drehmoment beschrieben.

Gruß Robert

Geändert von robby2001 am 21. August 2007 um 20:32

hi leute!
also erstma: ich habe nicht den gesammten thread gelesen und weiss net ob ihr schon das
problem mit der instablilen wasser rakete die während der schubphase stabil fliegt schon gelöst hab
... von daher kann sein dass dieser beitrag vollkommen über flüssig ist. ^^

also ich denke nicht das man das problem durch strömungswinkel und schubvektoren erklären lässt.
meine hypothese wäre, dass wir hier es mit einem aerodynamischen phänomen zu tun haben.
durch die enorme beschleunigung und der dadurch resultierenden strömungsgeschwindigkeit könnte
sich der druckpunkt selbst hinter dem KSP verlagern, sodass die rakete static margin erhält,
wenn auch nur klein. das würde auch erklären warum die rakete nur während der beschleunigungsphase
stabil ist und sobald sie wieder langsam wird verliert sie diese eigenschaft. Lässt die schubwirkung
nach, ist erstens: die kraft die auf dem druckpunkt wirkt( F'=h*F*sin(x) ) durch die langsamere
geschwindigkeit geringer, und kann dem "angle-of-attack"(=x) nicht mehr entgegenwirken, folglich
wird die rakete instabil. und zweitens: bewegt sich der Druckpunkt wieder zurück zu seinem ausgangs
punkt.

was meint ihr...?


gruss saqib

Hi all!

Stroems Idee ist gut und könnte vielleicht ein Schritt in die richtige Richtung sein. Alleridings hängt unser Phänomen auch vom Schub und dem Luftwiderstand ab, was bei seiner Theorie nicht berücksichtigt wird.

Auf Youtube habe ich hier mal ein Video einer WaRa die sich aufrichtet gefunden. Man sieht schön, wie sie nach oben zieht und bei Schubende wieder nach unten kippt.

Meanmachine's Idee mit dem wanderendem Druckpunkt hatte ich letztens auch. Der wandernde Druckpunkt könnte nämlich verhindern, dass die Rakete sich bei einer Drehung nicht mehr weiter dreht. Nur erklärt dies nicht, warum die Rakete sich aufrichtet - nur stabil fliegt.
Letztens sprach ich mit einem der bei Comet gearbeitet hatte. Er meinte ebenfalls, dass ein Flugkörper nur schnell genug sein muss, dann fliegt er immer stabil - egal wo der Druckpunkt ist...

Gruss, JKH

Servus!!

@JHK : ja dass man mit genungend schub sogar einen zeigelstein fliegen kann hab ich auch schon mal gehört...aber wie ist das möglich ??? wo befindet sich bei solchen strömungsgeschwindigkeiten der druckpunkt und spielt er überhaupt noch eine rolle? warum ist das so ??

gruss saqib

Hi meanmachine!

Das Warum konnte mir der von Comet auch nicht genau sagen. Ich vermute das könnte so was ähnliches wie bei der Superkavitation sein. Hinter der Spitze entsteht ein Unterdruck bis Vakuum (bei Überschall) und hinten beim Flugkörper knallt die weggedrückte Luft wieder an den Flugkörper zurück. Es gibt ja immmer unendlich viele Druckpunkte. Allerdings gibts wohl Hauptdruckpunkte, in unserem Fall einen vorne und einen hinten. Bei zunehmender Geschwindigkeit wird der Druckpunkt vorne immer kleiner und der hinten immer grösser.

Gruss, JKH