Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Ich weiß nicht, wo der Unterschied zwischen einem 10 s langen Flug und einem anderen Flug liegt !?!?

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Ganz einfach: bei einer Sekunde Schub wird das ganze Teil nur schnell von der sich explosiv auflösenden Rakete weggezogen - da ist es primär erst einmal wurscht, ob es den Beginn einer großen bogenlampe fliegt. Bei 10s sieht das schon anders aus: die Astronauten würden dann aus der Explosion weggezogen und am Aufprall auf die Erde sterben...nicht gerade Design-Preisverdächtig....

Was ich an Deinen Ausführungen nicht verstehe, ist: theoretisch kann man einen Vektor verschieben, klar (soviel ist hängengeblieben). In der Praxis verschiebt sich aber der Schubvektor nicht, und geht ungehindert nach vorne weg, durch irgendeinen Punkt, der gerade auf dem Weg liegt.
Und das Beispiel, das die Rakete den Druckpunkt hinter sich herzieht, ist ja gerade das, was dann zum Absturz führt - wie will man ohne Flossen einen auftretenden Faktor wie z.B. Seitenwind korrigieren? Eben. Theoretisch funktioniert also ein Flug ohne Flossen mit einem Motor vorne, aber praktisch eben...nicht.

Oder?

Gruß,

Tom aus Gö

Mmh, also ich vermute mal dass so eine Fluchtrakete stabil fliegt, und so lange schiebt bis sie weit genug von der Rakete entfernt ist. Da man drei Triebwerke hat (zumindest bei der Mercury Redstone der Fall), könnte man sicherlich auch die Richtung steuern, in die die Rakete fliegt, um nicht über einer auf der Startrampe explodierenden Rakete schweben zu müssen, sobald der Treibstoff alle ist. Und noch bevor man auf den Boden aufschlägt müsste sich dann der Fallschirm öffnen.

> In der Praxis verschiebt sich aber der Schubvektor nicht

Der Schubvektor ist ein Gedankenkonstrukt und existiert eigentlich gar nicht (deshalb kann man ja so schön mit ihm rumspielen und -rechnen). Um genau zu sein, müsste man alle möglichen Kräfte begutachten, die Gase blasen hinten raus, der Treibstoff wird beschleunigt, der zieht die Motorhülse mit, welche wiederum in der MMT drinhängt, die mit Zentrierringen im Körperrohr verklebt ist, und dann ist irgendwo unten der Schwerpunkt, wo die Kraft dann "ankommt". Weil wenn man den Vektor nicht dementsprechend verschieben (bzw. gleich sofort da platzieren) würde, könnte man gar keine Kräfteparallelogramme erstellen, wenn da noch Luftwiderstand, Seitenwind und andere Scherze reinkommen... Du musst Dich also einfach daran gewöhnen dass der Schubvektor direkt am Schwerpunkt anfängt, egal wo der Treibsatz liegt.

> Und das Beispiel, das die Rakete den Druckpunkt hinter sich herzieht, ist ja gerade das, was dann zum Absturz führt - wie will man ohne Flossen einen auftretenden Faktor wie z.B. Seitenwind korrigieren?

Gar nicht. Der Seitenwind an sich versetzt die Rakete nur leicht. Die Kräfte, die oberhalb und unterhalb des Schwerpunkts wirken, unterscheiden sich vermutlich so wenig, dass sie nicht groß das Rotieren anfängt. Speziell wenn man keine Flossen hat, die dem Seitenwind eine große Angriffsfläche bieten.

Meine Sorge besteht nun im Moment darin, dass nach Brennschluss der Luftwiderstand zu groß wird und der Flug dann instabil würde.

Oliver

bin zwar kein diplomphysiker, oli, aber ich versuchs trotzdem :-)das problem ist volgendes:

du hast ein treibsatz an deinem besenstiel. wenn das ding in der luft ist und schräg kommt, pendelt es nicht zurück, weil es dann seitlich beschleunigt wird, der schubvektor ist nichtmehr vertikal. halte einen besenstiel oben und mache schnelle hin und herbewegungen... siehe da, der stiel schaut nicht immer nach unten!
hinzu kommt noch, dass der schubvektor, wenn er nach hinten verlängert wird, nicht durch den cg geht, ==> die rakete wird automatisch abdrehen :-) wenn er durch den cg gehen soll, würde der stiel angekokelt, und das wollen wir ja nicht.

wenn die rakete jetzt eine sek. brennt, oder 10 sek., das macht schon was aus denn die oben erklärten dinge passieren nur während dem gepowerten flug.

griessle

Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Mmh, also ich vermute mal dass so eine Fluchtrakete stabil fliegt, und so lange schiebt bis sie weit genug von der Rakete entfernt ist. Da man drei Triebwerke hat (zumindest bei der Mercury Redstone der Fall), könnte man sicherlich auch die Richtung steuern, in die die Rakete fliegt, um nicht über einer auf der Startrampe explodierenden Rakete schweben zu müssen, sobald der Treibstoff alle ist. Und noch bevor man auf den Boden aufschlägt müsste sich dann der Fallschirm öffnen.

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Richtig, in der Praxis brüllt dieser Motor etwa 1,2 - 1,5 sec und zieht mit diesem brutalen Schub die Kapsel weg. Man hat aber früh (IIRC bei den Little Joe-Flügen) gesehen, daß längere Brenndauer des Motors eher kontraproduktiv wirken. Egal, wir wissen ja jetzt, wer was wie gemeint hat .

Zitat:

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Du musst Dich also einfach daran gewöhnen dass der Schubvektor direkt am Schwerpunkt anfängt, egal wo der Treibsatz liegt.

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Ok, wenn Du das sagst....Du bist der Chef . Was ich schon immer an Mathe gehaßt habe, ist dieses Abstrakte. Ich rechne lieber mit Zahlen, das ist schön einfach, und man sieht meist sofort, ob das, was rauskommt richtig oder falsch ist.

Zitat:

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Der Seitenwind an sich versetzt die Rakete nur leicht. Die Kräfte, die oberhalb und unterhalb des Schwerpunkts wirken, unterscheiden sich vermutlich so wenig, dass sie nicht groß das Rotieren anfängt. Speziell wenn man keine Flossen hat, die dem Seitenwind eine große Angriffsfläche bieten.

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Da bin ich nun wiederum anderer Meinung. Du hast recht, wenn Du sagst, die Kräfte unterscheiden sich wenig. Wenn man aber keine Möglichkeit hat, gegen eine auftretende Kraft während des Fluges gegenzusteuern, der Hebelpunkt am Schwerpunkt liegt (wo er ja auch sein soll) und alle Punkte an der Rakete mit der gleichen Geschwindigkeit Richtung Erdmittelpunkt beschleunigt werden, bekomme ich bei störenden Kräften und einer entsprechenden Bahnablenkung doch unweigerlich eine Bogenlampe.
Flossen bieten zwar eine große Angriffsfläche, durch den Fahrtwind, der sie überströmt, bieten sie aber mehr Stabilität bei Seitenwind als keine Flossen.

Ach ja, wie so ein Besen fliegt (sogar mit zwei "Flossen" am Heck) sieht man hier:



Wie eine schwangere Auster .


Gruß,

Tom aus Gö

Zitat:

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Original geschrieben von Achim
tzz,tzz....warum nur fliegen dann die Sylvesterraketen so wunderbar stabil. Kann das jemand erklären? Sie fliegen auch dann stabil, wenn man das Ende des Stabes stark beschwert. Beschwert man die Treibsatzhülse, oder verkürzt man den Stab zu sehr, fliegen sie nicht mehr stabil. WARUM?

Achim

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Hallo Achim!

Bei den Raketen unterscheidet man je nach Lage des Triebwerkes zwischen Druck- und Zug- Raketen!

Raketen, die ihre Motoren unterhalb des Schwerpunktes haben, fallen in die Klasse der Druck/Schub-Raketen. Die Unterstützung der Raketen erfolgt instabil unterhalb des Schwerpunktes, dieser folgt der Schwerkraft gen Erdmittelpunkt und schon fällt eine Rakete ohne Stabilisierung um! (Versuch: Stell mal einen Holzstab auf eine Tischplatte...was macht er, er fällt um!)

Raketen, die ihre Motoren oberhalb des Schwerpunktes haben (Zugraketen), stabilisieren sich von alleine! Da wirkt der Stab einer Sylvesterrakete nicht als Leitwerk oder sowas!
Die Unterstützung erfolgt von oben. Der unterhalb angesiedelte Schwerpunkt will nach unten...und schon ist die Rakete gerade! (Versuch: Halte eben angesprochenen Holzstab am oberen Ende fest....er zeigt in Richtung Erdmittelpunkt und bleibt in dieser Lage stabil. Hat sozusagen keine Veranlassung sich NACH OBEN zu drehen... )

Darum sind Zugraketen stabil!

Demnach muß lediglich der Schubvektor in Flugrichtung vom Schwerpunkt wegzeigen und schon hat man eine flossenlose und stabil fliegende Rakete! (zumindest während der Schubphase...nach ihr wird die Rakete um ihren Schwerpunkt torkeln...)

Viele Grüße,

Hendrik

Zitat:

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Original geschrieben von Hendrik
Raketen, die ihre Motoren oberhalb des Schwerpunktes haben (Zugraketen), stabilisieren sich von alleine! Da wirkt der Stab einer Sylvesterrakete nicht als Leitwerk oder sowas!
Die Unterstützung erfolgt von oben. Der unterhalb angesiedelte Schwerpunkt will nach unten...und schon ist die Rakete gerade! (Versuch: Halte eben angesprochenen Holzstab am oberen Ende fest....er zeigt in Richtung Erdmittelpunkt und bleibt in dieser Lage stabil. Hat sozusagen keine Veranlassung sich NACH OBEN zu drehen...

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Hmmmmm........

Und ich sage, der Leitstab ist doch das Leitwerk : !

Deine Beispiele gelten IMHO nur am statischen Objekt. Es gibt eine Untersuchung eines Luft- und Raumfahrtingenieurs zu dieser sog. Pendulum Fallacy. Sowas wie eine stabil fliegende Zugrakete gibt es nur theoretisch, da doch jeder Punkt an der Rakete mit der gleichen Kraft in Richtung Erdmittelpunkt angezogen wird. Spitze und Ende der Rakete fallen also mit 9,81m/s2 und werden nicht von der Schwerkraft stabilisiert. Man muß also den Motor genau in die Mitte der Rakete bringen, sonst gibt's die Bogenlampe par excellence.

Ich muß den bericht mal raussuchen, ich habe den irgendwo auf meiner Festplatte rumliegen, weil die ganze Chose schon mal in der Arocket-mailing list diskutiert wurde.

Gruß,

Tom aus Gö

Zitat:

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Original geschrieben von Tom Engelhardt
Und ich sage, der Leitstab ist doch das Leitwerk : !

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Das das nicht sein kann beweißt Achim's Posting:
...warum nur fliegen dann die Sylvesterraketen so wunderbar stabil. ... Sie fliegen auch dann stabil, wenn man das Ende des Stabes stark beschwert. Beschwert man die Treibsatzhülse, oder verkürzt man den Stab zu sehr, fliegen sie nicht mehr stabil.
Erklär mir doch bitte mal wie das zu deiner Theorie past

Zitat:

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Original geschrieben von Tom Engelhardt
Es gibt eine Untersuchung eines Luft- und Raumfahrtingenieurs zu dieser sog. Pendulum Fallacy. ...

Ich muß den bericht mal raussuchen, ich habe den irgendwo auf meiner Festplatte rumliegen, weil die ganze Chose schon mal in der Arocket-mailing list diskutiert wurde.

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Da bin ich aber gespannt. Bitte mit deutscher Übersetzung, damit ich's auch verstehe!

Zitat:

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Original geschrieben von Erwin Behner Erklär mir doch bitte mal wie das zu deiner Theorie past

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Gerne !

Nachdem ich mal eine Silvesterrakete simuliert habe (nach einem "Muster", welches bei mir noch rumliegt), kam ich bzw. das Programm zu dem Ergebnis, daß Silvesterraketen überstabil gebaut sind - in diesem Falle betrug das Verhältnis annähernd 3 Kaliber (2,98). Man kann also den Stab beschweren und somit den SP and den DMP annähern - kein Problem, solange man den magischen 1 Kaliber nicht unterschreitet. Die Rakete fliegt deshalb stabil, weil das Verhältnis SP zu DMP stimmt, und nicht etwa, weil das Gewicht am Leitstab die Rakete nach unten zieht.

Läßt man den Stab weg, und verlängert statt dessen das Rohr um die Länge des Leitstabes (und läßt den Treibsatz vorne drin, wo er hingehört), stimmt das Verhältnis SP zu DMP nicht mehr - die Rakete ist instabil. Jetzt hilft auch kein Gewicht im Heck mehr. Ergebnis: Bogenlampe, Absturz, Bruch .

Den Aufsatz des Ingenieurs habe ich gefunden, Übersetzung folgt nach'm Examen (Ende nächster Woche!!)...

Gruß,

Tom aus Gö

Hi Oliver,

Deine vorn eingebauten Motoren sind doch (im Prinzip) relativ einfach 'sicher' zu machen:

In den Bild mit dem CG/CP ist der CG schon direkt im MM der oberen Treibsaetze.
Wenn Du ihn noch etwas nach vorn bringst (so ca 2 Caliber), dann kannst Du problemlos den Schubvektor der Helden durch den CG legen und alles ist (theoretisch) ok.
Wenn z.B. 3 Ausfallen, dann versetzt der radiale Anteil deiner Heldenkraft die Rakete etwas seitlich waehrende der axiale noch zum Vortrieb beitraegt (Wie Du Den Vektor aufloest weisst Du wahrscheinlich besser als ich ). (Wenn ich richtig (im Kopf) gerechnet hab) Das ist dann bei 12,5 Grad 1/8 der Gesamtlschubes, also (wenn ich den Helden mit 1.3 N annehme) 0,16 N.
So weit so schoen - Jetzt kommt das:

ABER dein CG ist in der Antriebsphase nicht fest.
Er wandert nach vorn. Daraus ergibt sich ein immer groesser werdender Hebel fuer die 0,16 N deines wackeren (uebriggebliebenen, unermuedlich schiebenden) Helden.

Geh einfach mal in Gedanken die Flugphasen durch Beispiel mit dem G80:

Hoehe 2 Meter:
Hauptmotor 80 N in axialer Richtung und Vektor geht durch den CG.
Held: 1,2 N axial, 0,16 N quer Vektor geht duch CG.
Wind: Fast direkt von vorn (bei V 100 Km/h und Wind 2 m/s: 28 m/s zu 2 m/s)
Auswirkung Held: Keine

Hoehe 200 Meter (Brennschluss):
Hauptmotor: 0.0
Held: 1,2 N axial, 0,16N quer, Hebel 2 Kaliber (Wanderung des Schwerpunktes).
Wind: Noch mehr von vorn (bei V 300 Km/h und Wind 2 m/s: 75 m/s zu 2 m/s)
Auswirkung Held: gering, die Windkraefte bestimmen das Bild. Der Held kann wie ein schwacher Seitenwind eingerechnet werden

Kurz vor Apogee (Rakete mit V=2 m/s):
Hauptmotor: 0.0
Held: 1,2 N Axial, 0,16N Quer, Hebel 2 Kaliber (Wanderung des Schwerpunktes).
Wind: 45 Grand von vorn (V=2 m/s, Seitenwind auch)
Die Rakete dreht deutlich ein (der Wind hat einen grossen Hebel (projezierter Abstand CG/CP aus Vektor Wind gesehen) der Held unterstuetzt diese Drehung oder verzoegert (verhindert) sie je nach dem welche Richtung der Vektor des Helden in Bezug auf den Seitenwind hat.

Fazit: Der Held gewinnt ab Start langsam steigenden Einfluss (CG-Wanderung).
Nach Brennschluss nimmt dieser Einfluss mit fallender Fluggeschwindig stark zu, bis dann die 5 Sekunden um sind.
Wie ist die Sache 'sicher' zu machen: Flossen anschleifen (in Tragflaechenform) so dass sich ein Drall ergibt.
Damit ist dann der Queranteil des Helden nicht immer in einer Richtung (von aussen gesehen). Deine Bogenlampe wandelt sich in eine (harmlose) Wendel (Korkenzieher) um.
Der Drall muss nicht sehr stark sein. Wenige Umdrehungen genuegen um die Bogenlampe zu verhindern z.B. 1 U/sec = 60 U/min (5 Umdrehungen auf die Brenndauer des Helden) reicht voellig aus.

Gruss Johannes

Leute, irgendwie war das alles ja gar nicht mein Problem, sind aber interessante Diskussionen hier gelaufen (das mit der Silvesterrakete werden wir irgendwann nochmal auflösen).

Und Axe, ich glaube auch nicht dass großzügig gerechnet so'n halbes Newton (entspricht 50 g) meine wohl knapp 1 Kilo schwere Rakete großartig um irgendwelche Achsen drehen wird, zumal wir ja hinten Flossen dran haben die das ganze noch stabilisieren (bei wenigen Grad Anstellwinkel schon mehrere Newton korrigierende Kraft).

Oliver