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Dino

SP-Schnüffler

Dino

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Beitrag 118660 , Bremsrakete [Alter Beitrag24. April 2007 um 14:25]

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Hi,



ich möchte an dieser Stelle das Thema noch mal allgemeiner zur Diskussion stellen:
Es geht immer noch um die „Bergung“ mittels Bremsrakete, ganz ohne Fallschirm.
Mit den heute zur Verfügung stehenden Mitteln (elektronischer Höhenmesser) müsste es doch möglich sein, den genauen Zündzeitpunkt für einen Bremstreibsatz in der Raketenspitze so zu bestimmen, dass die Rakete beim Aufschlag keine höhere Geschwindigkeit hat, wie an einem Fallschirm.
Da die Rakete um den Treibstoff des Starttreibsatzes leichter ist, und ab Gipfelpunkt „nur“ mit 1 g beschleunigt wird, müsste doch ein, relativ zum Starttreibsatz, kleinerer Motor genügen.
Entscheidend ist wahrscheinlich die Zündverzögerung, die bei diesem System auf <0,1 s genau reproduzierbar sein muss.
Ferner ist die Frage, ob eine Höhenmessung mit barometrischem Sensor oder mit Beschleunigungssensor genau und schnell genug ist, oder ob man einen Bodenabstandsdetektor braucht.
Interessant ist dabei auch die Frage, wie es mit der aerodynamischen Stabilität bei abnehmender Geschwindigkeit aussieht, ob sich also die Rakete kurz vor dem Aufschlag quer stellt etc.
Andererseits wäre ein Bremstreibsatz mit hohem, kurzem Schub in Kombination mit der Massenträgheit der Rakete vielleicht dafür eine mögliche Lösung.

Dazu kommt dann noch der ganze Bereich der gesetzlichen Zulässigkeit, denn es ist ja einerseits ein „pyrotechnisch ausgelöstes Bergungssystem“, was ja üblich ist, oder aber eine pyrotechnische Nutzlast, was verboten ist, oder auch eine 2. Stufe, die auch zulässig ist, - aber ob das auch dann gilt, wenn sie gegen die Flugrichtung arbeitet...?wink

Was meint Ihr dazu?

Gruß

Dino

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Neil

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Neil

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Beitrag 118664 [Alter Beitrag24. April 2007 um 15:16]

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Hi,

versuche es mit einem UFO. Die fliegen sehr stabil auch bei sehr geringer Geschwindigkeit. Das ganze geht nicht hoch, so das man es gut beobachten kann. Evtl. kann da sogar der Startmotor den Bremsmotor zünden.
Sollte das System versagen, ist es auch nicht schlimm, da sowas meist ohne Fallschirm fliegt.
Ich würde mir viel eher sorgen machen um die Brandgefahr. Man weiß nicht wo genau es herunter kommt, und der Motor muss zum Schluß noch an sein. Sonst fällt das Ding ja wieder.

Gruß

Neil

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Dino

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Dino

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Beitrag 118666 , freier Fall [Alter Beitrag24. April 2007 um 15:47]

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Hi Neil,

was macht der Kreisel?wink

aber zum Thema: genaugenommen muß der Motor nicht bis zum Aufschlag brennen, - wenn er optimal berechnet ist und gezündet wird, kann er auch einen halben Meter über dem Boden aus sein: wenn er die Fallgeschwindigkeit dort genau aufhebt, entspricht die Landung dann etwa einer Fallschirmlandungcool
Mir ist aber klar, daß eine Reihe unkalkulierbarer Faktoren zu mehr oder weniger großen Abweichungen von der Theorie führen können, allein schon die Fertigungstoleranzen bei den Treibsätzen...
Die Brandgefahr ist natürlich gegeben, aber die gibt es bei jedem Start, der aus irgendwelchen Gründen nicht planmäßig abläuft, bei 2-Stufern sowieso.
Bei akuter Brandgefahr (Trockenheit, langes Gras) würde ich auch nicht unbedingt eine "normale" Rakete starten.
Da eine Rakete mit Bremstriebwerk eine annähernd ballistische Flugbahn nach Brennschluß hat, ist der Landepunkt sogar besser vorhersehbar, als mit einer Fallschirmbergung o.ä.

Gruß

Dino

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Beitrag 118667 [Alter Beitrag24. April 2007 um 16:00]

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Zitat:
was macht der Kreisel?wink



Der wartet darauf das die Drehbank bei mir ankommt. Dann wird er gedreht.

Gruß

Neil

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Turambar

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Turambar

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Beitrag 118668 [Alter Beitrag24. April 2007 um 16:34]

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Hi,
Meines Wissens wollte Rolli einmal ein Bremstriebwerk in seine Bachem Natter bauen, du kannst dich ja mal Kurzschließen..
http://www.raketenmodellbau.org/forum?action=viewthread&threadid=4870&page=1

Bei der Eroberung des Weltraums sind zwei Probleme zu lösen: Die Schwerkraft und der Papierkrieg.
Mit der Schwerkraft wären wir fertig geworden.
- Wernher Freiherr von Braun

http://are.modellraketen.at

MfG
Stefan
Reinhard

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Reinhard

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Beitrag 118669 [Alter Beitrag24. April 2007 um 16:42]

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Hi,

zuerst einmal wird man relativ große Motoren brauchen. Insbesonders dann, wenn man niedrig und langsam fliegt kann man davon ausgehen dass der Bremsmotor fast gleich groß wie der Hauptmotor sein muss.

Eine 1,5kg schwere Rakete, mit einem Durchmesser von 8cm und einem cw Wert von 0,6 wird aus großer Höhe mit einer Geschwindigkeit von ca. 100m/s einschlagen. Diese Geschwindigkeit wird durch Luftwiderstand und Eigengewicht begrenzt. Aus Gründen der Energieerhaltung muss die Rakete mindestens 500m hoch kommen um diese Geschwindigkeit zu erreichen.
Um die Rakete zu stoppen, braucht man einen Motor mit 150Ns. Das Timing ist hier aber sehr problematisch. Bremst man nur eine 1/10s zu früh, fällt die Rakete nachher aus 10m Höhe auf den Boden. Bremst man eine 1/10s zu spät, ist es auch nicht viel besser (abhängig von der Bremsbeschleunigung).

Mit einem Barometer wird man das sicher nicht so genau timen können. Interessant finde ich aber folgenden Aspekt: Die angesprochene Rakete kann aufgrund ihres Luftwiderstandes nicht schneller werden als diese 100m/s (in Bodennähe, weil abhängig von der Luftdichte). Es ist also relativ egal ob sie aus 700m Höhe oder 70000m Höhe runterkommt. Wenn die Rakete wirklich hoch fliegt, könnte man sie in ein paar 100m Höhe abfangen und dann gleich im Anschluss den Hauptschirm rauswerfen. So spart man sich die Timingprobleme und die Brandgefahr. In der langen Phase zwischen Burnout des Hauptmotors und dem Zünden des Bremsmotors würde der Luftwiderstand die Rakete bremsen, so dass man mit einem relativ kleinem Bremsmotor im Vergleich zum Hauptmotor auskommt.

Gruß
Reinhard
Dino

SP-Schnüffler

Dino

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Beitrag 118683 [Alter Beitrag24. April 2007 um 18:28]

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Hi,

@Turambar: die Natter sollte nur vor dem Fallschirmauswurf abgebremst werden, also nicht erst in Bodennähe, trotzdem danke für den Hinweis!smile

@Reinhard:
Zitat:
zuerst einmal wird man relativ große Motoren brauchen. Insbesonders dann, wenn man niedrig und langsam fliegt kann man davon ausgehen dass der Bremsmotor fast gleich groß wie der Hauptmotor sein muss.


Richtig, aber wer fliegt schon langsam?smile

Der Bremsmotor hat gegenüber dem Startmotor folgende Leistung NICHT zu erbringen:
1. Abbremsen der Treibstoffmasse vom Startmotor
2. Überwindung des zusätzlichen Luftwiderstandes, welchen die hohen Aufstiegsgeschwindigkeiten mit sich bringen (so weit ich mich erinnere, geht da die Geschwindigkeit quadratisch ein).
Ich denke, eine Klasse kleiner darf der Motor schon sein.

Zitat:
Das Timing ist hier aber sehr problematisch. Bremst man nur eine 1/10s zu früh, fällt die Rakete nachher aus 10m Höhe auf den Boden. Bremst man eine 1/10s zu spät, ist es auch nicht viel besser (abhängig von der Bremsbeschleunigung).


Ja, leider wahr, darum auch die Idee mit dem Bodenabstands-Sensor. Wie lang wäre denn bei Deinem Beispiel der "Bremsweg", d.h. wie hoch wäre die Rakete bei der Bremszündung?
Es gibt ja relativ weitreichende (200m) Laser-Entfernungsmesser, aber ob die auf Gras funktionieren...?

Gruß

Dino

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Reinhard

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Beitrag 118687 [Alter Beitrag24. April 2007 um 19:02]

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Hi,

angenommen die Rakete bremst mit 100m/s^2 (~10g) aus 100m/s ab, so braucht sie dazu 50m. Das Problem ist, dass der Sensor nicht nur diese Distanz präzise bestimmen können muss, er muss das auch sehr schnell tun. Unter Umständen kann man sich helfen, wenn man weiß wie groß der Lag des Sensors ist. Wenn der Sensor aber eine Messung über einen bestimmten Zeitraum macht (damit meine ich keine Laufzeitmessung), muss man schon einiges über die interne Funktionsweise des Sensors wissen, um mit seinen Werten ev. noch etwas anfangen zu können. Ein Sensor von der Stange, ausgelegt für eher statische Messungen, wird hier vermutlich nicht die Eigenschaften haben, die man sucht. Im militärischen Bereich findet man aber solche Sachen (z.B. Mikrowellenradar für aktive Verteidigungssysteme).

Ein weiteres großes Problem ist die Toleranz des Bremsmotors. Wenn man die mit 20% annimmt (nicht nur Fertigungstoleranzen, die Leistung ist auch Umgebungsabhängig), kann man gleich mal von einem Einschlag mit 20m/s (entspricht einem Fall aus 20m Höhe) ausgehen, obwohl man "alles richtig gemacht hat".

Die Treibstoffmasse kann man meist im Vergleich zur Raketenmasse vernachlässigen. 5-15% sind da wohl die Regel. Den großen Unterschied macht der Luftwiderstand, vorausgesetzt die Rakete ist entsprechend schnell.

Gruß
Reinhard
Andreas H.

Grand Master of Rocketry


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Beitrag 118688 [Alter Beitrag24. April 2007 um 19:08]

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Die HOG2 von Wolfgang hatte damals Bremsraketen. Der Abstand zum Boden wurde mit Ultraschall-Sensoren gemessen. Die Bremsraketen waren jedoch zusätzlich zum Fallschirm. Etwas anderes halte ich für wenig realistisch.

Gruß Andreas

Geändert von Andreas H. am 24. April 2007 um 19:10

Peter

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Peter

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Zitat:
Original geschrieben von Dino
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Mein Flugbahnprogramm beechnet auch Bremstriebwerke, also Motoren entgegen der Flugrichtung. Da kann man einen oder mehrere, einzelne oder gebündelte Motoren angeben, und wenn es sein muß jeden mit extra Zündzeitpunkt. Das wäre also schon mal ein Methode, um sich ein genaueres Bild zu verschaffen. Dazu muß man halt die Daten der Rakete kennen.

Im wirklichen Flug wäre es dann recht spannend, Theorie und Praxis zu vergleichen. Auch das sollte gut gehen, denn der SALT an Bord der Rakete würde die Bremswirkung als Abweichung von der Abstiegskurve anzeigen. Der SALT könnte die Bremsrakete auch auslösen, entweder durch einen hohen Variometerwert oder zeitgesteuert. Das wäre dann eine der wenigen Anwendungen, wo man den sonst verpönten Timer einsetzen könnte.

Ansonsten gebe ich Andreas recht: Eine "sanfte Landung" wie im SF Film dürfte nur sehr schwer zu erreichen sein. Ich würde die Bremsrakete in respektvoller Höhe zünden (allein schon wegen der Brandgefahr am Boden) und würde mich am Anfang damit begnügen, daß die Bremsrakete den Absturz soweit dämpft, daß der Fallschirm ungefährdet ausgeworfen werden kann. Das wäre bereits eine exzellente Leistung!

Geändert von Peter am 24. April 2007 um 20:16

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