Hallo,

nachdem meine Pilotenrakete schon die ersten Testflüge hinter sich gebracht hat, möchte ich doch mal berichten, was ich den Winter über so gebaut habe.

Ich hatte mal von einem Bekannten das Buch von Rudolf Nebel: "Die Narren von Tegel" geschenkt bekommen, was über die Anfänge der Raketentechnik in Deutschland und die Aktivitäten der Raketentruppe in Berlin-Reinickendorf berichtet. Darin kommt auch die Magdeburger Pilotenrakete vor.

Auf die Magdeburger Pilotenrakete will ich hier nicht im Detail eingehen. Es ist ja z. B.
URL=http://www.raketenmodellbau.org/forum?action=viewthread&threadid=741053&highlight=7402949&dummy=dummy#highlightedPosting]hier und hier darüber berichtet worden.

Im Internet kann man auch ein vergriffenes Buch erwerben, was zu "Mondpreisen" angeboten wird.
150 € wollte ich dann doch nicht ausgeben und lieh es mir daher in der Bibliothek aus.

Als Ziel hatte ich mir gesetzt, nicht nur die Rakete, sondern auch das damals benutzte Startgestell nachzubilden, wobei ich schnell merkte, dass ich mit seiner Höhe Schwierigkeiten bekommen würde, was den Autotransport betrifft. So kam nur eine verkürzte Version in Frage (Hinweis: Das in Wolmirstedt aufgestellte Denkmal und auch das im Magdeburger Technikmuseum stehende Modell zeigen nur eine noch stärker verkürzte Version des Startgestells).

Der Einsatz eines solchen Startgestells brachte allerdings ein Problem, denn das schließt das Anbringen von Finnen am Modell aus. Das Original der Pilotenrakete besaß auch keine Finnen, aber am Heck eine recht eigenartige Verdickung, von der wohl nur die Erbauer sagen könnten, wozu sie diente.

Daher beschloss ich zweierlei:
1. mich mit einer aktiven Lagesteuerung zu beschäftigen
2. auf diese Verdickung am Heck zu verzichten

Für die Lagesteuerung hatte ich zwei Servos im Raketenoberteil unterzubringen. Wenn ich das einigermaßen maßstäblich hinbekommen wollte, musste das Unterteil (bei mir im wesentlichen der Drucktank) einen entsprechenden Durchmesser haben. Da inzwischen 1,5-Liter-Mehrwegflaschen schon nicht mehr zur Verfügung standen, machte ich Tests mit 2-Liter-MezzoMixx-Einwegflaschen,
siehe hier

Das Ergebnis war, dass man damit wohl so um die 8 bar erreichen könnte; nicht viel, aber einen Höhenrekord sollte die Piloten(wasser)rakete ja auch nicht aufstellen. Das Original soll ja auch nur 30 m hoch und 60 m weit geflogen sein.

So fiel die Entscheidung für die 2-Liter-Flaschen. Damit ergab sich dann ein Maßstab von etwa 1 : 6,7.

Weiter geht's ...

Damals geisterte die schubvektorgesteuerte Lagesteuerung herum (Manching 2015), die aber für Wasserraketen ungeeignet ist, denn die Düse zu schwenken, stelle ich mir schwierig vor, geschweige einen ganzen Drucktank. So blieb nur eine Steuerung über Zusatzflossen im vorderen Teil. Dazu findet man im Internet bei intensiver Suche ein paar Beispiele. So stieß ich für die Steuerung auf den Lage- und Beschleunigungssensor MPU 6050, der mit einem Arduino Pro Mini zusammen die Steuerung der Servos übernehmen sollte.

Steuerung heißt hier nur: möglichst senkrechte Lage, was ja normalerweise Aufgabe der Finnen ist!
Mit dem Arduino und den dazu verfügbaren Libraries kommt man ja erfreulicherweise schnell zu brauchbaren Ergebnissen.

Die Steuerung ist ganz einfach aufgebaut:



Auf dem Arduino-Board ist der Lage-/Beschleunigungssensor angelötet. Man sieht noch zwei Potentiometer. Sie dienen zur Feineinstellung der Servos und können von außen mit einem Schraubenzieher feinjustiert werden.
Das ist analog zur Servo-Feineinstellung bei einer Funkfernsteuerung z. B. für Flugmodelle: Die Arduino-Software fragt die Potentiometerstellung ab und bildet daraus einen Korrekturwert für die Servostellung.



In einer weiteren Sektion findet die Stromversorgung Platz. Man sieht den 7,4V-Lipo-Akku und die 5V-Regelung.

Als Spitze für das Oberteil eignete sich ein halbes Plastik-Osterei aus dem Fundus meiner Frau:



Als Servos nahm ich welche mit Metallgetriebe, die einfachen schienen mir für diesen Zweck zu schwach. Über eine Hebelmechanik drehen sie die Gewindestangen, auf denen die Hilfsfinnen befestigt sind.

Hier sieht man von oben auf Gewindestangen und die Servomechanik. Das Ganze hat leider etwas Spiel, aber für Gabel- oder Kugelköpfe schien mir der Platz - und vor allem die Höhe - nicht ausreichend.



Die Hilfsfinnen sind 3 in Schichten mit PU-Leim geklebt:
- 2 mm Abachi
- dann 3 mm Sperrholz
- dann wieder 2 mm Abachi

Darin eingelassen ist ein Messingröhrchen von 3 mm Innendurchmesser (also 4 mm außen); das ergibt etwas Pressung. Die Befestigung der Hilfsfinnen auf den Gewindestäben erfolgt so, dass zwei Muttern fest gegen die Röhrchen geschraubt werden. Alles eine ziemliche Fummelei!

Bei der unteren Spitze habe ich mir die Sache einfach gemacht: Beim Drucktest einer einzelnen Flasche hat sich der Hals bei ca. 9,5 bar etwas verformt. Hier zum Vergleich der verformte und ein normaler Hals:



Dieser verformte Hals bekam noch die Spitze einer Silvesterrakete oben drauf und etwas PET in Streifenform als Ausgleich der Stufe.

Der Drucktank entstand aus vier 2-Liter-Flaschen in AST-Technik mit zwei Lagen Epoxy-Laminat. Er hat ein Volumen von 3,9 Liter.



Besonderes Augenmerk wurde auf die Befestigung des Oberteils am Drucktank gelegt, weil das ein kritischer Bereich ist. Am Oberteil sind 4 Holzstäbe angeklebt, die unten wiederum an einem PET-Ring von einer 0,5Liter-Mehrwegflasche geklebt (PU-Leim) sind.
Zusätzlich wurde überall, wo das ging, noch der Pattex Spezialkleber Nr. 6 (mit dem üblicherweise Finnen am Drucktank geklebt werden) eingesetzt. Zwischen Ober- und Unterteil wurde die oben beschriebene äußere Spitze auf die Holzstäbe geschoben. Sie muss nichts halten, sondern nur verdecken.

Für die Unterbringung des Fallschirms kommt eigentlich nur das Heck in Frage.



Dazu wurde ein PET-Ring geklebt, an diesen zwei Löffel als PET-Federn, die zum Spannen übereinander gelegt werden, um die Kraft bem Auswurf des Fallschirms zu erhöhen.

Eine Sperrholzplatte ist in das Heckteil eingeklebt. Das ganze Heckteil wird durch die Düse am Drucktank gehalten, so dass das Heckteil abgenommen werden kann, z. B. zum Akku-Wechsel.



Eine Klappe aus Sperrholz greift einerseits unter die Düse und wird auf der anderen Seite mit einem Stift gehalten. Sie verschließt so die Fallschirmkammer. Der Stift wird vom Servo gezogen, wenn der im Heckteil eingebaute Timer auslöst.

Blick auf Timer und Abreißkontakt:

Zusammengebaut sieht das Ganze so aus:



Und das Startgerüst:

Klar ist, dass diese Rakete ohne elektronische Stabilisierung keine Stabilität hat. Immerhin hat sie relativ viel Gewicht in der Spitze (Servos, Servomechanik, Akku, Elektronik, usw.).

Durch einen Zufall kann ich hier noch Videos anfügen von der Situation ohne (hatte das Einschalten vergessen)

Anhang: img_0889.zip

und mit Stabilisierung:

Anhang: img_0894.zip

Der Fallschirm kommt noch zu früh heraus (eigentlich fast sofort). Der Timer ist aber auf 4 sec eingestellt. Durch den zu früh ausgelösten Timer kam es im Flug 1 nicht zu einem Crash (Glück!) und bei Flug 2 wurde die Geschwindigkeit gebremst.

Gruß Achim

Das sieht großartig aus!

Kannst Du noch mehr zur verwendeten Firmware auf dem Arduino sagen, Quellcode posten o. ä.?

Oliver