Hi,

habe jetzt angefangen meine Experimentalrakete zu bauen. Ich werde das Experimentelle auf den Antrieb beziehen.
Die Rakete wird so ca. 1,5m lang werden, und dementsprechend wiegen. Da ich keinen T2-Schein habe, muß ich also experimentel das Sprengstoffgesetz umgehen.
Vorgesehen ist ein "Kaltgasantrieb". DIe Rakete wird mit flüssigem Stickstoff betankt und dann auf umgebungstemperatur erwärmt. Der Dabei entstehende Druck dient dem Antrieb der Rakete.
Den Stickstoff bekomme ich von einer befreundeten Schlosserei. Dieser wird dort für den Laser benötigt.
Eine Kryokanne (?) werde ich wohl bei meiner FH schnorren.
Da ich den Tank erst auf der Startrampe unter Druck setzten werde, denke ich, das ich die Gesetzteslage genüge tue.
Der Tank besteht aus einem aus Drehteilen und Rohren aus Alu zusammengesetzten Liner der mit Kohlefasern umwickelt wird. Eine grobe Berrechnung hat ergeben, das so ca. 400 DM für Fasern drauf gehen.
Die Rakete ansich besteht aus Pertinaxrohre. Der Fallschirm wird seidlich per Funk ausgeworfen oder evtl. durch einem Höhenmesser, oder beides.
Als Nutzlast ist später eine Video-Funkübertragung vorgesehen.
Denke mir aber, das es bis zum ersten Start noch ein bißchen dauern wird. Evtl. stellt sich ja einer bereit die Rakete mal mit einem herkömmlichen Motor zu starten.

Bis dann.

Aus dem Regen in die Traufe...

Schon mal was von Druckbehälter-Verordnung gehört? Alles, was über 200 bar x liter enthält,...

ich sag's lieber nicht. Wir sind ja in Deutschland, Rest ist bekannt. Kannst ja mal vorsichtig beim TÜV anfragen...

Bertram

Habe ich schon mal gemacht. Es gibt da so eine Lücke die sich auf Experimental bezieht.
Desweiteren steht da, das man keine Arbeitnehmer gefährden darf. Da ich ja beim Druckaufbau keine Arbeitnehmer in der Nähe habe ist das Problem nicht vorhanden. Will ich theoretisch das Teil nachher verkaufen, sieht es schon wieder anders aus. Das gleiche gilt auch wenn ich in dem Tank unter Druck den Stickstoff transportieren will.

Den Auswurf von dem Fallschirm habe ich übrigens so geplant wie bei deiner Sidewinder, nur etwas größer. Evtl. kann ich davon mal ein Foto machen.

Bis dann.

Neil: Hast Du schon Berechnungen erstellt über den Schub, die Ausströmdauer und das erforderliche Gewicht der Druckgasflasche (bei 400 bar Arbeitsdruck sollte mindestens ein Berstdruck von 600 bar erreicht werden). Der Schub nimmt natürlich mit dem Flaschendruck ab. Eine Stützmasse, z.B. Wasser wäre evtl. auch nicht schlecht. Also einen Druckbehälter könnte ich Dir auf den Berstdruck kostenlos testen (ist allerdings hinterher hinüber :-). Kann mir allerdings nicht vorstellen, daß N2 allzuviel Schub erzeugt. Da braucht man schon eine seeeehr große Flasche.

Also, erstmal etwas Theorie büffeln...

Gruß Rolf

Hi,

finde ich gut das du einen Drucktank testen kannst. Wie sehe das denn aus? Ich hoffe der bleibt dabei ganz. Wenn ich 1,5 fache Sicherheit nehme und sagen wir mal 200 bar Arbeitsdruck, dann reicht das doch bis 300 bar auch ohne Zerstörung des Tanks.
Berrechnen tue ich den Behälter nach der Kesselformel. Hier ergeben sich dann ja Kräfte radial und Axial zum Tank. Hierraus kann ich dann die Wandstärke ableiten. Wickeln wollte ich den Tank aus Kohlefaser. Somit wäre es mir ganz lieb, wenn der Tank nicht kaputt geht, da sonst so ca. 400 DM flöten gehen. Evtl. kommt noch außen etwas Kevlar drum herum, damit etwaige Spliter abgefangen werden.
Die Energie des Antriebs kommt aus der Verdampfungsenergie von dem Arbeitsmedium. Soll im Prinzip so funktionieren wie eine Heißdampfrakete, nur mit geringeren Temperaturen. Theoretisch könnte man den Kessel auf 200 °C aufheizen für kurze Zeit, doch wäre die Heizung an sich sehr aufwendig und auch die Effektivität nicht so hoch.
Habe auch überlegt ob ich nicht Campinggas nehmen soll. Dieses könnte ich leichter als flüssigen Stickstoff handhaben. Doch nachher habe ich über dem Startplatz eine vielleicht explsoive Gasmischung.
Für eine Grobe Auslegung des Schubs habe ich mir mal folgende Rechnung überlegt:

Innendruck * Querschnittsfläche der Düse = Schub

Als Grundlage habe ich angenommen, das der Druck gleichmäßig auf die Tankinnenwand drückt. Wenn ich unten die Düse öffne, ergibt das einen Flächenunterschied zwischen Deckel und Boden, und somit auch eine Resultierende Gesamtkraft. Das ganze wird wohl noch durch den Wirkungsgrad der Düse geschmälert.
Falls es sein sollte, das aus der Düse noch flüssiger Stickstoff strömt, so könntem an überlegen ob man sowas wie einen NAchbrenner machen kann. Einen Raum wo das Gas verdampfen kann, und wo es dann wieder von einer Düse beschleunigt wird. Ich wollte kein Arbeitsmedium z.B. Wasser verwenden. Wenn die Annahmen oben richtig sind, so habe ich schon bei einem Düsenquerschnitt von 1 cm^2 und einem Druck von 200 bar einen Schub von 2kN * Wirkungsgrad.
Der Schub nimmt mit der Zeit ab. Der Tank wird sich nach einer E-Funktion entleeren. Diese hängt aber wieder von der Düse ab, und da scheitert bei mir die Mathematik. Ich werde das Ding wohl mal auf einem Prüfstand testen müssen, um sicher zu gehen wie die Schubkurve aussieht.

Bis dann.

Neil, ich glaube da ist ein Denkfehler. Weil Du ja den Düsenquerschnitt beliebig verkleinern könntest, auf 1 mm² z.B., um sehr viel Schub zu bekommen. So läuft das aber nicht. Vielmehr ergibt sich aus Innendruck und Querschnitt ein Massenfluss, der den Schub bestimmt. Und wenn der Querschnitt zu klein ist, dann kommt nicht genug Gas heraus.
Wie man das ganze jedoch berechnet, weiß ich nicht...

Oliver

Hi,

für mehr Schub muß ich den Querschnitt erhöhen. Sprich die Differenz von Deckel zu Boden vergrößern. Klar das bei kleineren Querschnitt der Schub sinkt. Kam vielleicht so rüber.

Bis dann.

Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Neil, ich glaube da ist ein Denkfehler. Weil Du ja den Düsenquerschnitt beliebig verkleinern könntest, auf 1 mm² z.B., um sehr viel Schub zu bekommen. So läuft das aber nicht. Vielmehr ergibt sich aus Innendruck und Querschnitt ein Massenfluss, der den Schub bestimmt. Und wenn der Querschnitt zu klein ist, dann kommt nicht genug Gas heraus.
Wie man das ganze jedoch berechnet, weiß ich nicht...

Oliver

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Der Schub ergibt sich aus dem Produkt von (Massenstrom*spezifischen Impuls*Erdbeschleunigung*Wirkungsgrad)

Der spezifische Impuls liegt bei Kaltgasantrieben bei etwa bis zu 80 s wenn ich mich recht erinnere. Denn Massenstrom kannst Du auch leicht ausrechnen. Massenstrom = Geschwindigkeit*Querschnittsfläche*Dichte

Die Querschnittsfläche gibst Du Dir ja vor, und die Geschwindigkeit und Dichte bekommst Du über fluiddynamische Beziehungen raus.

Vielleicht konnte ich ja helfen. cu

Hab mir das eben nochmal durchgelesen. Wenn man 36 Stunden am Stück (naja, fast) ein Abibuch gelayoutet hat, sollte man sich nicht mit technischen Dingen beschäftigen. Deine Formel ist korrekt, und von daher muss der Querschnitt natürlich steigen, um einen höheren Schub zu bekommen. Was ich noch im Hinterkopf hatte war die Simulation einer Kaltwasserrakete, die mit sinkendem Querschnitt, aber gleichem Massenstrom eine höhere Austrittsgeschwindigkeit und damit mehr Schub/Impuls hatte. Daher sagte ich was von kleinerer Querschnitt => größerer Schub. Ist in Deinem Fall natürlich Quatsch, speziell wenn man den Innendruck zugrunde legt.

Oliver

Die Querschnittsfläche gibst Du Dir ja vor, und die Geschwindigkeit und Dichte bekommst Du über fluiddynamische Beziehungen raus.

Da wäre Hilfe wirklich nicht schlecht.
Wenn man die Energie die in dem Volumen und Druck gespeichert ist, in potentielle also Höhe umrechnet, dann ergibt das einen ganz schön große Höhe. Der Wirkungsgrad kann also nicht sehr gut sein.

Was ich noch im Hinterkopf hatte war die Simulation einer Kaltwasserrakete, die mit sinkendem Querschnitt, aber gleichem Massenstrom eine höhere Austrittsgeschwindigkeit und damit mehr Schub/Impuls hatte. Daher sagte ich was von kleinerer Querschnitt => größerer Schub.

Das sit so nicht ganz richtig. Der Düsenquerschnitt bei einer Wasserrakete, sowie der Wasseranteil, ergeben eine Extremwert Aufgabe. Zu hoher Querschnitt wird einen zu kurzen Impuls verursachen. Das gleiche mit zuviel Wasser. Da man aber Wasser und Druckluft nimmt, kann man dutzende Starts machen, um den Idealen Punkt zu treffen.