Bei Verwendung mehrerer DMs in entsprechender geometrischer Anordnung sollte sich der Winkel ganz gut eingrenzen lassen.
Alle mir bekannten Neigungssensoren arbeiten mechanisch. Die werden bei hohen Beschleunigungen kaum mehr funktionieren, vor allem wenn die beschleunigung ins negative geht.

Gruß,
Achim

Irgendwie kommen wir zusehends in Grenzbereiche. Ich will hier mal zwei Sachen auseinander halten, damit es einfacher wird.

Punkt 1: wie kann ich mit dem SALT-4 eine Stufenzündung sicher durchführen?
Ich persönlich würde in so einer Rakete nur Motoren mit bekannten Leistungsdaten verwenden. Also kenne ich die Brenndauer. Damit würde ich einen Timer des SALT füttern, plus etwas Zeitzuschlag je nach Erfordernis. Zu diesem Zeitpunkt des Fluges zündet der SALT die Oberstufe. Das ist der einfachste Weg.

Wenn ich das mit mehr Redundanz und mehr mechanischer Intelligenz ausstatten will, dann nehme ich immer noch den Timer als Sicherheit, plus das folgende:

- die Brennschlußerkennung.
- eine Sperre, die das Zünden einer Stufe blockiert, wenn der Gipfelpunkt bereits überschritten ist.

Noch besser ist es, eine Art "inverses Variometer" einzusetzen. Da wertet der SALT den Höhenzuwachs aus (etwa so wie der SALT-3 das beim herunterkommen tut), und wenn diese Höhenänderung unterhalb einer bestimmten Schwelle verläuft, dann heißt das: die Rakete könnte schräg liegen. Oberstufe abtrennen aber nicht zünden, die Fallschirme kommen dann am Gipfelpunkt.

Und sicher gibt es noch mehr Möglichkeiten.

Punkt 2: was ist bei negativen Beschleunigungen?
Ein konkretes Beispiel für so eine Zweistufenrakete würde mich schon interessieren. Im Prinzip stelle ich mir das so vor:

Der Motor beschleunigt zunächst wie der Weltmeister, dann kommt er in einen arg degressiven Abbrandbereich und röchelt mit deutlich vermindertem Schub so vor sich hin. In diesem zweiten Teil seines Abbrandes kann er die bereits erreichte Geschwindigkeit womöglich nicht halten, also ist die Bremskraft des Luftwiderstandes größer als der Motorschub, es tritt eine negative Beschleunigung auf. So richtig?

Mein spontaner Kommentar: Da habe ich möglicherweise schon bei der Wahl des Motors einen Fehler gemacht. Was den SALT angeht, so würde die Stufenzündung per Timer immer noch funktionieren. Die Brennschlußerkennung würde einen zu kleinen Wert ermitteln, also benutze ich sie bei so einem Motor garnicht. Alles eine Frage der Parameter.

Zitat:

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Mein spontaner Kommentar: Da habe ich möglicherweise schon bei der Wahl des Motors einen Fehler gemacht.

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Mach doch bitte erst mal, wie von mir wohl schon im ersten Posting angeregt, ein paar Simulationen bevor Du Denkfehler unterstellst!

Als Tip: Eine relativ leichte Rakete mit grossem Querschnitt und stark degressivem Motor...

Anderer Tip: Nimm mal einen Cluster, zB. ein zentraler grosser Motor mit langer Brenndauer (sagen wir mal K185 dazu) und drum rum vier H180 als Start-Booster.
Eine sehr vernünftige Konfiguration (genügend Startbeschleunigung) und ganz sicher kein Fehler. Aber schau Dir mal die Beschleunigungskurve bei Brennschluss der H180 an...
Mitten im Brand des K185 schon die Oberstufe zu zünden wäre alles andere als sicher.
Vergessen wir nicht: Auch wenn die Geschwindigkeit der Rakete abnimmt, so schiebt der Motor in diesem Falle doch noch mit rund 18kp (auch auf der Stufen-Steckung!). Der Luftwiderstand ist einfach noch grösser als der Schub, darum negative Beschleunigung.
Die Wahrscheinlichkeit, dass die Flugbahn während der Stufentrennung massiv gestört würde, ist "sehr" hoch! Und als kleines Problem obendrauf hätten wir da noch einen nun instabilen Booster mit einem Treibsatz drin welcher noch weitere 4 Sekunden brennt!
Ich möchte da lieber nicht in der Nähe sein.

Das Problem bei dieser Diskussion ist, dass man leicht Gefahr läuft nicht die ganze Bandbreite des Einsatzes im Auge zu haben.
SALT's sollen aber, so denke ich, ja nicht nur für Low- und Medium-Power geeignet sein, sondern auch für High-Power, oder?


Gruss


Jürg

Zitat:

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Original geschrieben von Juerg
Das Problem bei dieser Diskussion ist, dass man leicht Gefahr läuft nicht die ganze Bandbreite des Einsatzes im Auge zu haben.
SALT's sollen aber, so denke ich, ja nicht nur für Low- und Medium-Power geeignet sein, sondern auch für High-Power, oder?

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Ich habs nicht so mit dieser Einteilung, sie ist fast so willkürlich wie diese unsägliche Motorklassifizierung von A bis (N)irgendwo. Aber das ist ein anderes Thema. Der SALT ist allein schon deshalb für jede Rakete geeignet, weil er in jeder Rakete deren Flugkurve mißt- bis zu einer Gipfelhöhe irgendwo zwischen 4 und 5 Kilometer. SALT-4 wird da vielleicht höher liegen.

Da dieses Phänomen einer negativen Beschleunigung während der Antriebsphase grundsätzlich bei Raketen aller Größen vorkommen kann, ist die Raketengröße m.E. auch nicht der entscheidende Parameter. Wenn eine Rakete sich so verhält, dann würde ich die Stufentrennung vorwiegend über die Zeit steuern. Unterstützen kann man das (wie weiter oben bereits beschrieben) durch eine Auswertung der Höhendaten. Liegt die reale Höhe deutlich unter den Erwartungswerten, dann kann der SALT-4 beispielsweise die Stufe trennen, aber die Zündung der Oberstufe blockieren.

Dagegen kann man die Bestimmung des Brennschlusses dann verwenden, wenn die Rakete sich "normal" verhält. Bei der Planung einer Zweistufenrakete weiß man das ja frühzeitig.

Wie löst Du das Problem der negativen Beschleunigung- mit dem Altacc?

Zitat:

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Da dieses Phänomen einer negativen Beschleunigung während der Antriebsphase grundsätzlich bei Raketen aller Größen vorkommen kann, ist die Raketengröße m.E. auch nicht der entscheidende Parameter.

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... nein, aber im HPR Bereich hat man Treibsätze die sich in der Charakteristik der Schubkurfe doch wesentlich von Schwarzpulvertreibsätzen unterscheiden. Darum ist es doch ein grundsätzlicher Unterschied ob man die ganze Bandbreit anschaut oder nicht.
Auch bewegen sich die Leitungen und damit die flugdynamischen Effekte (Schallmauer) in Regionen welche Du mit den derzeit in D-Land verfügbaren Treibsätzen nicht tangierst, an welche man aber im Sinne einer optimalen Produkteentwicklung denken sollte.

Zitat:

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Wie löst Du das Problem der negativen Beschleunigung- mit dem Altacc?

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Gar nicht! Ich sagte doch, dass ich ein grundsätzliches physikalisches Problem anspreche, auch für den ALTACC gilt die Physik und daher kann er das nicht (er hätte auch gar keinen Ausgang dafür nebenbei bemerkt)
Ich nehme immer Timer für Staging.
Du sagst richtig, dass in manchen Fällen das Zusammenspiel zwischen Höhenmesser und Timer für eine verbesserte Funktion nutzbar wäre, aber eben nicht in allen, und damit bliebe dem Benutzer überlassen das rauszufinden und quasi den SALT richtig zu programmieren: Zu kompliziert für den durchschnittlichen Anwender welcher das Gerät nicht in- und auswändig kennt, Fehlschläge vorprogrammiert.

Gruss

Jürg

Zitat:

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Original geschrieben von Juerg
Du sagst richtig, dass in manchen Fällen das Zusammenspiel zwischen Höhenmesser und Timer für eine verbesserte Funktion nutzbar wäre, aber eben nicht in allen, und damit bliebe dem Benutzer überlassen das rauszufinden und quasi den SALT richtig zu programmieren: Zu kompliziert für den durchschnittlichen Anwender welcher das Gerät nicht in- und auswändig kennt, Fehlschläge vorprogrammiert.

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Ein Problemfeld, aber nicht unlösbar. Wer so komplizierte Raketen baut, der sollte auch einer sinnvollen Benutzerführung am Computer folgen und seinen SALT passend programmieren können. Bei der Programierung von Fernsteuerungen für Modellflugzeuge und Hubschrauber ist da m.E. viel mehr zu tun. Das muß uns also nicht abschrecken, diese Diskussion sollte eher zu einer Lösung beitragen. Ich stelle mir das momentan so vor:

Der SALT-4 bekommt ca. 4 Ausgänge. Zwei "Normalausgänge" funktionieren genau wie die beiden bisherigen. Zwei weitere "Superausgänge" können ausführlicher parametriert werden. Für verschiedene Zwecke.

Wenn ich eine Zweistufenrakete damit betreiben will, dann steckt der SALT in der Oberstufe. Einen dieser neuen Superausgänge schließe ich an die Stufentrennung an, den zweiten Superausgang an die Zündung der Oberstufe.

Die Stufen werden in jedem Fall getrennt, die Oberstufe aber wird nur dann gezündet, wenn alles in Ordnung ist. Kam die Rakete beispielsweise zu schräg weg, dann ist es besser, die Zündung zu blockieren und die Oberstufe einfach so am Fallschirm zu bergen. Dafür habe ich die beiden Normalausgänge.

Die Regeln, nach denen Stufentrennung und Oberstufenzündung funktionieren sollen, können wir uns ja hier überlegen. Vorschlag:

Superausgang A: Stufentrennung
- Dafür kann eine Mindestzeit eingestellt werden. Vor deren Ablauf wird die Trennung blockiert.
- Nach der Maximalzeit wird sofort getrennt.
- Daraus ergibt sich ein Zeitfenster, innerhalb dessen optionale Auswertungen über die Stufentrennung entscheiden. Zum Beispiel die optionale Brennschlußerkennung.
- Am Gipfelpunkt werden die Stufen auf jeden Fall getrennt

Superausgang B: Oberstufenzzündung
- kann nur gezündet werden, wenn die Stufentrennung bereits erfolgt ist
- zündet nach einer einstellbaren Wartezeit von 0-x Sekunden (nach Stufentrennung)
- Die Zündung wird blockiert, wenn der Gipfelpunkt bereits überschritten ist
- optional: die Zündung wird blockiert, wenn der Erwartungswert für die Höhe nicht erreicht wird (was heißen könnte, daß sie deutlich schräg fliegt bzw. daß ein Unterstufenmotor ausgefallen ist.)

Normalausgang C: Erster Oberstufenfallschirm
- reagiert auf den Gipfelpunkt
- öffnet den Fallschirm aber erst, wenn die Stufen getrennt wurden

Normalausgang D: Zweiter Oberstufenfallschirm
- reagiert wie bisher auf Mindesthöhe oder Variometer oder Timervorgaben.

Grundsätzlich einverstanden mit dem Algorythmus, das ist ein gangbarer Weg, aber die Grundprobleme bleiben:
- Kein Höhenmesser kann feststellen ob die Rakete senkrecht fliegt oder in einem Winkel von 45° zur Senkrechten, weil beides schönen Höhenzuwachs gibt. Eine Oberstufenzündung bei 45° Bahnneigung ergibt aber "maximale Reichweite", genau das was man eigentlich verhindern möchte!
Kein echter Sicherheitsgewinn also. Das einzige was abgefangen wird ist die Zündung der Oberstufe mit "Spitze nach unten", etwas was eigentlich gar nicht erst möglich werden sollte. Wirklich Sicherheit beitet nur ein System welches die Oberstufenzündung schon bei relativ kleinen Bahnabweichungen unterbindet.

- Beim Zünden eines Treibsatzes kommt es in der Regel am Zünder zum Kurzschluss (SN0 o.ä. eignen sich in der Regel nicht für Treibsatzzündung, und selbst diese können durch Abbrand, Plasma o.ä. kurzschliessen), ich würde mich also nie darauf verlassen wollen, dass der Höhenmesser danach noch ordnungsgemäss funktioniert. Oder ganz allgemeiner: Die Systemsicherheit steigt nicht wenn man alle Funktionen in ein Gerät (und damit einen "single point of failure") packt.

- Dein Argument mit der Fernsteuerung greift nicht ganz, weil man bei der Fernsteuerung nicht so "verkonfigurieren" kann dass sie gar nicht funktioniert. Zudem kann man leicht am Boden schon feststellen wenn man einen Fehler gemacht hat.
Die Erfahrung zeigt, dass selbst bei vermeintlich narrensicheren Systemen wie dem Altacc immer wieder User es schaffen Fehler einzubauen. Das KISS- Prinzip (Keep It Simple, Stupid) ist sicher sinnvoll.

Insofern würde ich den SALT so nach wie vor nicht für Stufenzündung verwenden, und das hat nichts mit dem SALT zu tun sondern mit obigen Grundsätzen.

Gruss

Jürg

Stanislav NAJDOSKI MKD 625 m
Der SALT Flug zweistufig kommt noch.
2 x 2.5NS
2x 1.5 Euro
Treibstoff AP


Folgende Datei wurde angehängt:

Zitat:

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Original geschrieben von A10
Stanislav NAJDOSKI MKD 625 m

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Coool!

Wie hat denn Stanislav mit dem SALT4 die Stufentrennung gemacht? Was für ein Schub sind 3 Euro? Wo hat er den SALT in der Oberstufe untergebracht? Da die Oberstufe doch bestimmt einen zu geringen Durchmesser hat, wird er den SALT4 in den 4 Leitwerken eingeharzt haben, oder? Neil hat dies zumindest bei seiner Flame of Oer mit der Audio-Video-Sende-Einheit gemacht, da sein selbstgewickeltes Carbon-Rohr die Funksignale seiner CMOS-Kamera einsperren würde...

Viele Hendrik

Zitat:

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Zu kompliziert für den durchschnittlichen Anwender welcher das Gerät nicht in- und auswändig kennt.....

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Überlassen wir das doch einfach dem Anwender. Er entscheidet letztendlich, ob er den Timer des SALT benutzen möchte,
seine zukünftige automatische Stufentrennfunktion oder eine ganz andere Lösung. Falls es Motoren gibt, bei dem der SALT versagt, finden wir das schon heraus und finden vielleicht auch eine Lösung. Zu Testzwecken läßt man den SALT einfach nur mitfliegen und sieht nach, ob er funktioniert hätte.
Motoren mit spezieller Charakteristik erfordern dann vielleicht einen weiteren Parameter im SALT.

Der SALT-4 wird jedenfalls eine Tabelle mit einem Höhenprofil laden können (5 Sekunden bei 0,4s zeitlicher Auflösung).
Die Werte dafür können z.B. aus einem Simulationsprogramm stammen. Wenn der Flug diese Bedingungen nicht erfüllt, wird die
zweite Stufe nicht gezündet. In dem Datensatz ist eine Marke setzbar, bei dem die Stufentrennung erzwungen werden kann (Vorbedingung ist natürlich, daß die Referenzwerte bis zu dieser Marke erfüllt wurden). Ohne diese Marke entscheidet der SALT selbständig.
Die Verzögerungszeit zwischen Stufentrennung und Zündung der nächsten Stufe ist ebenfalls programmierbar.
Im SALT-4 werden die Zündstufen so abgesichert, daß ein Zünderkurzschluß bei der Stufentrennung nicht zum Versagen der anderen Zündstufen führen kann.
Es ist auch eine kontaktlose, optische Schnittstelle zu kleinen Rechnern in der Unterstufe denkbar.
Außerdem muß kontrolliert werden, ob die Unterstufe nach einer Stufentrennung wirklich weg ist, bevor man die Oberstufe zündet.
Ideen gibt's hier sicher noch viele. Ich bin auch mehr d a r a n interessiert und nicht an Diskussionen nach angeblich unlösbaren Problemen. Ich möchte nicht diskutieren, daß etwas nicht funktioniert, sondern was für die Realisierung
notwendig ist. Wenn man dann zum Schluß kommt, daß der Aufwand zu hoch ist, kann man es immer noch lassen.

Ich möchte nächstes Jahr die Entwicklung (2-3 Jahre) eines Bordcomputers beginnen, der das Modell auch steuern soll.
Die Basis bilden 6 Beschleunigungssensoren und ein GPS-Empfänger. Die kleinen Luftruder werden synchron über einen Motor gesteuert. Mit einem derartigen Lösungsansatz sollten sich die Anforderungen an einen sicheren Flug erfüllen lassen.

Ideen und mathematische Lösungsansätze (Trägheitsnavigation und digitale Regelungstechnik) sind jederzeit willkommen.

Winfried