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TR260

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TR260

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Beitrag 7638150 , Raketengleiter: Videos, Flugberichte [Alter Beitrag15. Mai 2016 um 13:35]

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Hallo,
hab in der letzten Zeit an einem Gleiter mit 2 Boostern gearbeitet. Hier ist ein Video vom letzten Testflug:
Testflug 13.05.2016
Siehe auch: mein Blog

Und ein paar Bilder:

Vor dem Start:

Booster, nach Landung mit zweistufigem Fallschirmsystem:

Gleiter nach der Landung:


Es war 170 Gramm Ballast an Bord. Zukünftig soll da ne Kamera (HD Hero?) mitfliegen oder irgendwelche Experimente.
Es wurde eine Distanz von ca. 50 Metern zurückgelegt. Die Flughöhe weiß ich nicht genau, war aber viel zu niedrig. Die Aufstiegsphase der Flugbahn hätte eigentlich annähernd vertikal (und ca. 50 Meter hoch) sein sollen.

Anscheinend hat sich die Rakete während der Stufentrennung zu sehr in die Horizontale gedreht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Flugkörper nach meinen Quick&Dirty Berechnungen (Schattenrissmethode) aerodynamisch instabil, was aber eigentlich kein Problem wäre, wenn die erste Schubphase und die Stufentrennung schnell genug von statten gehen würden. Bei früheren Testflügen mit kleineren Boostern (je 1 Liter statt aktuell 2,4 Liter) und kürzerer Launch Tube für die zweite Stufe (16 cm statt aktuell 21 cm) gab es das Problem nicht. Daher will ich demnächst eine deutlich kürzere Launch Tube ausprobieren.

Im Vorfeld des Fluges gab es eine Reihe von Startabbrüchen aufgrund von Dichtigkeitsprobleme mit der Startkupplung der 2. Stufe und dem Druckverteilungssystem (zum Aufpumpen aller Stufen gleichzeitig), das u.a. auf ferngesteuerten Ventilen Marke Eigenbau basiert. Letztere machen oberhalb von 4 Bar manchmal noch Probleme, bei Bodentests waren sie aber bei 7 bar noch dicht.

Zumindest hat der zeitgesteuert eingeleitete Landeanflug befriedigend funktioniert.

Viele Grüße, Karsten

Geändert von TR260 am 15. Mai 2016 um 13:37

AchimO

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Beitrag 7638152 [Alter Beitrag15. Mai 2016 um 21:17]

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Welches Ziel verfolgst Du mit dem Einsatz der Booster?
Ich könnte mir vorstellen:
- höhere Startgeschwindigkeit und
- verbesserte Aerodynamik durch Abwurf der Booster

Achim

Schneiden, schleifen, schrumpfen, kleben: das ist Wara-Bauers Leben,
Danach schleifen, laminieren: So kann dem Drucktank nichts passieren!

Oder wie die Lateiner sagen: laminare necesse est!
TR260

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Beitrag 7638153 [Alter Beitrag15. Mai 2016 um 22:25]

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Zitat:
Original geschrieben von AchimO

Welches Ziel verfolgst Du mit dem Einsatz der Booster?
Ich könnte mir vorstellen:
- höhere Startgeschwindigkeit und
- verbesserte Aerodynamik durch Abwurf der Booster

Achim




Hallo Achim,

ja, beides. Der Gleiter an sich hat ein DeltaV von ca. 10 m/s (bei 840 Gramm Leermasse inklusive Nutzlast, halber Liter Wasser, halber Liter Luft und 6 bar Druck). Durch die Booster soll noch 20 m/s hinzu kommen (830 Gramm Leermasse mit Fallschirmen, zwei mal 1 Liter Wasser, zwei mal 1,4 Liter Luft, 6 bar Druck). Die Booster haben natürlich eine erhebliche Querschnittsfläche und keine Finnen - die Aerodynamik ist also eine Katastrophe - und müssen daher sofort nach Schubschluss abgeworfen werden (mit einer Verzögerung unter 100 ms, was in der Praxis normalerweise unterschritten wird).

Die technische Komplexität und Fehleranfälligkeit ist natürlich der große Nachteil, aber es ist einfach interessanter und spektakulärer so.

Schöne Grüße, Karsten
MikeHB

Lounge-Control-Officer


Moderator

MikeHB

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Beitrag 7638157 [Alter Beitrag16. Mai 2016 um 00:09]

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Sehr schön, ich liebe Gleiter!
Wenn du eine kleine, leichte, nicht zu teure und gute Cam suchst, Google mal folgendes: keycam 808 #16 v3
Chuck Lohr hat auf seiner Seite alles wissenswerte dazu zusammengestellt.
Aber pass beim Kauf auf, da gibt es einige Fakes, Chuck erklärt aber, anhand welcher Merkmale man die erkennt.

VG,
Michael

"Clustern? Find' ich Clusse!"
(Von mir)
AchimO

Wasserratte

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Beitrag 7638158 [Alter Beitrag16. Mai 2016 um 00:30]

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Wird denn der Tank des Gleiters durch ein Ventil verzögert geöffnet oder kommt die Verzögerung durch die Launchtube?

Achim

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Beitrag 7638178 [Alter Beitrag17. Mai 2016 um 03:06]

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@ Michael:
Interessant, muss ich mir mal näher anschauen, danke smile

@ Achim:
Die Stufentrennung wird durch die plötzlich wegfallende Beschleunigung bzw. den freien Fall nach Schubschluss der ersten Stufe ausgelöst. Der Sinn der Launch Tube ist es, dass die Rakete etwa 20 cm entlang eines Rohrs beschleunigen kann, ohne dass dabei nenennswert Wasser verbraucht wird. Im Falle einer Oberstufe stößt sich hierbei die obere Stufe von der unteren ab, was nicht ganz so effizient ist, wie sich von der Erde abzustoßen, aber es bringt zumindest nen kleinen Geschwindigkeits-Vorteil. Ich hab gerade nen neuen Thread unter Raketenbau aufgemacht, um dort die Technik näher zu beschreiben...

Viele Grüße, Karsten
TR260

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Beitrag 7638214 [Alter Beitrag24. Mai 2016 um 00:16]

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Neuer Testflug:



Video aus 2 Kameraperspektiven:
Link zu meiner Website mit Video

Aufgrund eines Dichtigkeitsproblems war der Druck auf etwa 4 bar begrenzt, was noch ausreichend für einen sicheren Flug war. Nach der Landung wurde keinerlei Beschädigung gefunden – sogar die Zahnstocher, die Teil der lösbaren Verbindung zwischen Booster und Gleiter sind, sind nach der Stufentrennung intakt geblieben (im Gegensatz zum letzten Flug). Diesmal wurde eine kürzere Launch Tube für den Gleiter verwendet um die Stufentrennung zu beschleunigen – wahrscheinlich lief sie deshalb auch sauberer ab. Es war wieder nur der übliche Ballast an Bord. Beim nächsten Mal könnte vielleicht eine Kamera mitfliegen. Aber ob es in den nächsten Monaten eine Gelegenheit für weitere Flüge geben wird, ist sehr unklar… (aber sicher noch in diesem Jahr)

Das Dichtigkeitsproblem war wohl an der schnell lösbaren Druckluftverbindung zur 2. Stufe. Zumindest war während des Aufpumpens ein Zischen zu hören, bis ich kurz vor dem Start diese Verbindung gelöst hab ("CUR", Erklärung dazu im anderen Thread unter Raketenbau). Die andere Druckluftverbindung macht komischerweise nie Probleme, obwohl die fast baugleich sind (Dicke des Stahlstifts ist kleiner, spielt aber keine Rolle für die Dichtigkeit). Hä???

Ein Passant war spontan bereit, als Kameramann mitzuhelfen (Danke an dieser Stelle).

Schöne Grüße, Karsten
TR260

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TR260

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Beitrag 7639081 [Alter Beitrag17. Oktober 2016 um 07:14]

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Hi,
bin erst jetzt dazu gekommen, das hier zu posten, aber vor 2 Wochen gab es nach langer Pause wieder einen Testflug:



Video mit 3 Kameraperspektiven gibts hier:
Link zu meiner Website mit Video

Das wichtigste Ziel, der Test neuer schnell lösbarer Druckluftverbindungen (einmal zur Versorgung der 2. Stufe und einmal für notfalls notwendiges Druckablassen bei einem Startabruch) war erfolgreich. Die alte Technik war manchmal schon bei 4 oder 5 bar undicht. Mit dem neuen System gibt es auch bei 6 bar noch keine Probleme. Ob mehr geht, wird sich vielleicht in Zukunft zeigen (bei Bodentests unter "Idealbedingungen" ging auch 10 bar), aber momentan genügt mir 6 bar zum Fliegen.

Ansonsten gab es bei diesem Flug eine Reihe kleiner Probleme. Kurz vor dem Start wurde die Startkupplung des rechten Boosters undicht, sodass es zu einem geringen Wasserverlust kam. Im Video sieht man deshalb, dass der Luftausstoß des rechten Boosters früher beginnt als beim linken. Der Flugkörper stieg aber trotzdem gerade und stabil auf.

Als nächstes ist der vertikale Stabilisator des Gleiters umgeknickt. Er war vor dem Flug schon beschädigt, aber ich hatte gedacht, es wäre nicht so schlimm... Jedenfalls ist der Gleiter irgendwann instabil geworden und in einen Spiralflug übergegangen.

Zum Schluss gab es ein Problem mit dem Getriebe des Aktuators für das Höhenleitwerk: der Gummiriemen ist vom kleinen Riemenrad des DC-Motors heruntergesprungen. Damit ist klar, das diese Technik keine Zukunft hat.

Der Flug endete mit einer nicht gerade idealen Landung, doch es ist kein sichtbarer Schaden entstanden. Beim nächsten Flug (Ende Dezember?) sollen erstmals Servos und ein Mikrocontroller an Bord sein...

Schöne Grüße, Karsten
TR260

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TR260

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Beitrag 7639195 [Alter Beitrag14. November 2016 um 22:43]

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kurzer Zwischenstand des Projekts:

Es gab eine Version des Gleiters mit zwei kleinen Booster. Das Abfangmanöver zur Landung wurde anfangs von einem mechanischen Tomy-Timer ausgelöst, bei späteren Flügen von einem analogen elektronischen Timer. Das Ding hat 8 Flüge absolviert, davon 1 Fehlstart. Es gab eine wirklich perfekte weiche Landung und sonst mehr oder weniger zerstörungsfreie Bruchlandungen.

Dann gab es eine Version mit zwei größeren Boostern. Das Ding ist viermal geflogen, davon 1 partieller Fehlstart (während der Stufentrennung in die Horizontale geneigt, daher zu niedrige Flugbahn). Die Landung war niemals perfekt, aber bei bei den letzten 3 Flügen ist kein Schaden durch die Landung entstanden. Es war hier immer der analoge, fest verdrahtete Timer im Einsatz, der in den nächsten Monaten durch einen Mikrocontroller ersetzt werden wird.

Ich denke zusätzlich über eine dritte Variante nach: der Gleiter wäre nur halb so groß und hätte kein eigenes Triebwerk, dafür gäbe es eine große 2. Stufe, die den Gleiter beschleunigt und dann abgeworfen wird. Nachteil: die 2. Stufe bräuchte ein eigenes Bergungssystem und man bräuchte ein noch zu entwickelndes Separationssystem. Vorteil: Obwohl das Gewicht von leerer 2. Stufe + Gleiter gleich wäre, hätte man ein deutlich besseres Massenverhältnis, da man mehr Wasser in der 2. Stufe unterbringen kann als beim großen Gleiter mit Onboard-Triebwerk. Dadurch wäre die Flughöhe größer (allerdings bei verschwindend kleiner Nutzlast). Im Moment gibt es noch keine belastbaren Zahlen zum Gewicht, daher ist das Ganze noch mit Vorsicht zu genießen... Und jetzt im Winter werde ich sowieso tendenziell keine neuen Tanks kleben...
TR260

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Beitrag 7639196 [Alter Beitrag14. November 2016 um 23:06]

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Am Wochenende war schon Baubeginn des halbgroßen Gleiters:

Er soll als Testbett für den STM-32, die Servos und die Sensoren dienen. Hierfür soll er zunächst von Hand geworfen werden und dann selbstständig in einen geregelten Landeanflug übergehen.
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