darf ich mal meine erfahrung mit mehl und seifenstarts in den topf werfen:

Bei mehlstarts ist die schubphase insgesammt etwas länger (0,75s) gegenüber wasser (0,5s) und das mehl schwappt nicht. trotzdem kann man beide raketen stabil mit dem gleichen leitwerk fliegen.

wir haben die gleiche rakete danach mit schaum (spüli 1/5 wasser 4/5) gestartet, und die rakete flog höchst instabile loopings. die schubphase war hier signifikannt länger (3s) nach brennschluss flogen alle raketen ballistisch, so wie man es gewohnt ist.

Die versuchsrakete hatte ein dreifinniges leitwerk am heck, und wurde mit 0,5l (von 1,5l) treibmittel befüllt, bei einem druck von 8bar.

Wir haben den gleichen druckkörper mit kleinerem leitwerk geflogen, und plötzlich flog er immer instabil. diese versuchsreihe entstand, um die einflüsse von leitwerksgrößen für ein backglider zu bestimmen, bzw, die minimale leitwerksgröße. auch können hohe drücke (-> höhere beschleunigungen) einfluss auf die leitwerksgröße haben.

meine thesis ist, je schneller die beschleunigung und geschwindigkeit der rakete, desto kleiner darf das leitwerk sein.

auch behaupte ich, das man die shub und die freifall phase getrennt betrachten muss.

Jo, je grösser das Leitwerk hinten, desto mehr kippt die Rakete nach unten.
Je grösser das Leitwerk vorne, desto mehr will die Rakete aufgerichtet werden… obwohl da eben noch andere Faktoren diesen Effekt wieder verändern.

Geändert von JKH am 27. Mai 2007 um 14:21

Ja, das Trägheitsmoment muss man wirklich berücksichtigen! Je grösser das ist, desto weniger anfällig ist die Rakete auf Störungen! Aber sonst?

Habe jetzt zwei Grafiken gemacht:



Im ersten Bild sieht man, wie der Luftwiderstandsvektor von links nach Rechts wandert. Im zweiten Bild, wie dieser Luftwiderstandsvektor die Rakete wieder aufrichtet.

Vielleicht kennt sich jemand mit so Vektor-Kraft-Berechnungsprogrammen aus. Man könnte ja mal eine Simulation machen, bei der der Zeitfaktor auch eine Rolle spielt.

Gruss, JKH

Für mich sieht das ziehmlich so aus als ob ihr euch die Vektoren so hindreht wie ihr sie braucht.

Das Prinzip ist meiner Meinung nach eher viel einfacher.

Foraussetzung für einen gereaden Flug ist natürlich , dass der Schwerpunkt genau in einer Linie mit der Längsachse der Raket und dem Schubpunkt liegt(Zeichnung). Wenn jetzt eine Kraft irgendwo an der Rakete angreift, dann bringt sie diese Rakete zum "kreiseln". Das passiert nicht wenn man etwas stabilisierendes wie ein Leitwerk anbringt. Das Leitwerk schaltet also kurzzeitige effekte wie ungleichmäßigen Windwiderstand oder so aus. Wenn jetzt Schub- und Schwerpunkt wirklich auf der Längsachse der Rakete liegen, fliegt dir Rakete mit Leitwerk gerade.

Twister, du machst den selben Fehler, den ich auch gemacht habe ... es gibt keinen Schubpunkt, weil die beschleunigende Kraft über den Schwerpunkt übertragen wird. Wäre die Düse drehbar, sähe die Sache anders aus!

mfG
Markus

@Twister: ...Und ich auch

Aber trotzdem noch mal zur Richtigstellung:
Es gibt einen Schubpunkt! Aber um ihn dreht keine Rakete. Die Rakete dreht immer um den Schwerpunkt!
Die Lage des Schubpunktes und somit der Abstand zum Schwerpunkt, hat nur so weit einen Einfluss auf die Rakete, dass man mit ihm ein Drehmoment um den Schwerpunkt berechnen kann.

Gruss, JKH

Ok nochmal sachlich. Es gibt den Schubpunkt halt nur imaginär, so als Gedankenstütze.

Wenn du mal das Bezugssystem wechselst, dann kannst du es auch so verstehen, dass sich eine Rakete über eine Wassersäule schiebt. Der Schubpunkt ist also direkt am Wasseraustrittspunkt.

Der Schub ist ein Vektor, hat eine Richtung und darf parallel zu sich selbst (also auf einer Geraden) so viel verschoben werden wie man will, die resultierende Kraft bleibt ohnehin dieselbe. Als Schubpunkt darf man höchstens einen Punkt auf dieser Geraden definieren, ähnlich dem Druckpunkt für die aerodynamischen Kräfte (welcher wiederum auch ein Hilfskonstrukt ist um zusätzliche Drehmomente zu vermeiden).

Die Rakete dreht sich ohne Aufhängung (und in der Luft ist sie definitiv nicht aufgehängt) immer um den Schwerpunkt.

Die Grafik von Neil ist also bis auf den bereits genannten Fehler der Schubrichtung (welche mit einem einfachen -F korrigiert werden kann, gute Idee Neil ;-) vollkommen richtig. Eine Rakete mit Druckpunkt vor dem Schwerpunkt wird ohne ein anderes korrigierendes Drehmoment (Schubvektorsteuerung, Flossenansteuerung, Schwerpunktsverschiebung durch Wasser...) bei der geringsten Störung auf eine unkontrollierte Flugbahn übergehen. Ich habe bereits Experimente im Windkanal gemacht, statisch instabile Raketen behalten ihre Lage sobei solange die Strömung in guter Näherung störungsfrei ist (ja, Andreas, man könnte sich jetzt wieder streiten wie störungsfrei die Strömung im Kanal wirklich ist).

Das Trägheitsmoment der Rakete kann man eigentlich ignorieren solange man nur einen bestimmten Zeitpunkt betrachtet, auch wenn das Ganze nicht-stationär ist. Am Prinzip der stabilen oder instabilen Rakete ändert es nichts.

Eine plausible Erklärung für richtige statische Stabilität wäre also das Schwappen des Wassers, ich glaube jedoch auch dass die Rakete so träge ist dass sie sich während der kurzen Schubphase kaum aus der Vertikalen entfernen kann.

Oliver

Ich hätte da ein paar Experimente!

WR im Vakuum fliegen lassen! Meiner Meinung nach würde die nicht stabil gerade aus fliegen, sondern senkrecht nach unten!

Und wer schafft es, eine normale PET-Flasche ohne Steuerungsklappen und sonst was horizontal, oder gar in einem Bogen nach unten zu schiessen?
Für dieses Experiment einfach mehr Wasser rein tun, dann ist die Schubphase länger.
Das Ergebnis wird sein, dass die Flasche immer nach oben Weg zieht!
Und dieses Phänomen erklärt sich mit meiner Theorie.

Gruss, JKH

Mal gerade noch ne kleine Schnapsidee:
Überlegt euch mal bitte, wie das Wasser gegen die Wandung drückt, wenn die Rakete beschleunigt wird!
Das Wasser unterhalb des Schwerpunkts drückt je nach Schräglage wesentlich steiler auf die Kegelwände, als das Wasser oberhalb!
Oder renne ich gerade im Kreis?

mfG
Markus