Rakiety High Power

2011.04.10 RTP3

Rocket Team Poland 3 to rakieta zbudowana w celu przekroczenia prędkości dźwięku i kolejny etap przygotowań do lotu na 10km. Nieudany próba przekroczenia "Macha" przez RTP2 wskazała nam słabe punkty amatorskiej konstrukcji, zweryfikowała założenia projektowe oraz dostarczyła wielu cennych informacji. Bogatsi o tą wiedzę, zbudowaliśmy nową rakietę, wykorzystując najlepsze posiadane materiały i sprawdzone rozwiązania. W pierwszej kolejności powstał nowy projekt zoptymalizowany pod kątem aerodynamicznym. W tym celu skorzystaliśmy ponownie z programu RASAero. Przekonstruowanie kształtu stateczników oraz kilka innych zmian pozwoliło zmniejszyć symulowany współczynnik Cx (0,34 – 0,44) oraz zmniejszyć jego około-dźwiękowe zmiany.

Korpus RTP3 wykonany został z rury papierowej fi – 100mm zalaminowanej tkaniną węglową. Zrezygnowano z wszelkich klapek dostępowych czy zbędnych wystających elementów. W tym celu komora na elektronikę zintegrowana została z głowicą wykonaną przez Kacpra, pozostały jedynie niewielkie otwory dla kamery pokładowej i lepszej wentylacji czujników ciśnienia. Dostęp do aparatury możliwy był po wyjęciu głowicy z korpusu.

Stateczniki wykonane zostały z laminowanej tkaniną węglową balsy. Zamocowane zostały zarówno do łoża silnikowego jak i korpusu rakiety. Miejsca wklejenia zostały dodatkowo wzmocnione paskami maty węglowej. Silnik, który stanowił jednocześnie punkt mocowania spadochronów zawierał 3kg paliwa Cold Flame i ważył 5,6kg. Rakieta gotowa do startu ważyła 8,8kg, z czego 0,5kg stanowił balast (torebka z piaskiem) umieszczony w głowicy dla wyważenia modelu.
Na pokładzie oprócz kamery pokładowej znalazły się:

GPS Tracker z możliwością wysłania pozycji przez sms.
Ciśnieniowy układ odzysku (Błażej) ze zmodyfikowanym oprogramowaniem.
Układ odzysku na KMZ51 (Jaskiniowiec).
Radionamiar (Adam).
Prototyp nowego rejestratora parametrów lotu z funkcją odzysku (Arek).


Eksperyment przeprowadzony został 10 kwietnia 2011 podczas spotkania LRE na poligonie wojskowym w Toruniu zorganizowanym przez Polskie Towarzystwo Rakietowe. Nadleśnictwo Gniewkowo wyraziło zgodę na skorzystanie z terenów leśnych poligonu. Władze poligonu zarezerwowały przestrzeń powietrzną w Agencji Żeglugi Powietrznej, zapewniły również zabezpieczenie P-poż i wsparcie organizacyjne.

Rakieta wystartowała o godz. 14:15. przy bardzo silnym wietrze, który oceniamy na 80km/h. Dynamiczne zejście z wyrzutni, prosty lot i po kilku sekundach obserwatorzy stracili rakietę z oczu. Wyglądało na to, że wszystko poszło zgodnie z planem. Grupa poszukiwawcza wyruszyła niezwłocznie podążając za wskazaniami radionamiaru. Po kilku minutach straciła jednak sygnał nadawany przez opadającą na spadochronie rakietę. Poszukiwania trwały kilka godzin i pomimo uzyskania współrzędnych miejsca lądowania z pokładowego GPS’a zakończyły się niepowodzeniem. Po dokładnej analizie wszystkich sms-ów zwracanych przez pokładowy GPS ustalono, że jest on uszkodzony i podaje z dużym błędem dochodzącym do 2,2km jedną współrzędną. Dzięki temu po 4 dniach od startu udało się w końcu odnaleźć górny człon rakiety, niestety człon silnikowy nie znajdował się nigdzie w pobliżu. Dopiero analiza danych z rejestratora i filmu z kamery pokładowej pozwoliła ostatecznie odtworzyć przebieg całego eksperymentu. Na skutek błędu w oprogramowaniu nowego rejestratora, pół sekundy po wyjściu ze strefy naddźwiękowej doszło do wyzwolenia spadochronu pilota i destabilizacji rakiety przy prędkości około 1300km/h. Spowodowało to zerwanie liny łączącej oba człony oraz wyrzucenie głównego spadochronu. Dlatego górna część rakiety wylądowała spokojnie 8km od miejsca startu na skraju poligonu i nie udało się zlokalizować jej za pomocą radionamiaru, którego zasięg dochodzi do 5km. Człon silnikowy odnaleźli żołnierze, 2km od miejsca startu, podczas oczyszczania poligonu. Po upadku człon silnikowy nie nadaje się do ponownego lotu, choć sam silnik nie ucierpiał w najmniejszym stopniu.

Start modelu RTP3 miał na celu:
1. Przekroczenie prędkości dźwięku i kilku sekundowy lot naddźwiękowy.
2. Porównanie przebiegu współczynnika Cx z symulacją w ShizoRocketApplication.
3. Zbadanie działania nowego rejestratora parametrów lotu.
4. Zbadanie działania radionamiaru oraz GPS Trackera do odnalezienia modelu.
5. Jak zwykle nagranie filmu OSZ z pokładu rakiety :)

ad1. Według danych z rejestratora rakieta przekroczyła prędkość dźwięku po 1,2s lotu. Po 2,7s po zakończeniu pracy silnika poruszała się już z prędkością ponad 600m/s (1,77Ma), aby po 6,1s opuścić strefę naddźwiękową.

ad2. Otrzymane prędkości oraz czasy ich uzyskania pokrywają się z danymi uzyskanymi w symulacjach w programie ShizoRocketApplication. Zatem należy przyjąć, że przebieg współczynnika Cx uzyskiwany w programie RASAero dobrze symuluje przebieg rzeczywisty.

ad3. Lot rakiety RTP3 był pierwszym testem w locie nowego rejestratora przy prędkościach naddźwiękowych.
Niestety podczas testów naziemnych oraz dwóch lotów w rakiecie testowej nie udało się wyeliminować wszystkich błędów nowej konstrukcji. Zapisywanie danych z pokładowych czujników przyspieszenia i ciśnienia przebiegło bez problemów z szybkością 100 próbek/s. Podobnie prawidłowo zapisany został log stanów rejestratora. To właśnie dzięki niemu udało się znaleźć przyczynę przedwczesnego wyzwolenia pierwszego spadochronu. Układ posiadał zaprogramowaną dziewięciosekundową zwłokę wyzwalania spadochronów, która miała ignorować wahania ciśnienia podczas lotu naddźwiękowego. Miała ona być odliczana po wykryciu przez układ startu rakiety przyspieszenia 2g przez co najmniej 0,5s. Przed startem w układzie wymieniona została bateria na nową. Przetwornica napięcia zareagowała na zwiększone napięcie zasilania zmianą trybu pracy a co za tym idzie zwiększeniem napięcia wyjściowego o około 0,1V. Skalibrowany na starej baterii układ wykrył po włączeniu przyspieszenie właśnie rzędu 2g i odliczył zwłokę. Lot RTP3 odbył się więc bez zabezpieczenia i układ wyzwolił spadochron wykrywając chwilowy wzrost ciśnienia podczas opuszczania strefy naddźwiękowej.

ad4. Niestety nie udało się w pełni przetestować przydatności radionamiaru. Rakieta wylądowała o wiele dalej niż się tego spodziewaliśmy i gdzie jej szukaliśmy. Po wylądowaniu rakiety warunki propagacji fal radiowych pogarszają się w zależności od ukształtowania terenu i innych warunków np. zalesienia. Pomimo że podczas opadania rakieta była dobrze widoczna przez odbiornik, po wylądowaniu, ściana lasu skutecznie ograniczyła zasięg urządzenia.

ad5. Film z pokładu rakiety tym razem nagrał się bez problemów. Mała kamerka, aby pozbyć się wystających elementów umieszczona została w komorze z elektroniką i "patrzała" prostopadle do osi rakiety przez niewielki otwór w kadłubie. Film oprócz wartości "artystycznych" dostarczył wielu cennych informacji o zachowaniu rakiety w różnych fazach lotu. Kamera zarejestrowała przykładowo nagłą zmianę kierunku obrotów rakiety po zakończeniu pracy silnika, która najprawdopodobniej jest efektem skokowej zmiany współczynnika Cx w tym momencie.
Nagrały się też charakterystyczne syknięcia towarzyszące wchodzeniu i wychodzeniu ze strefy naddźwiękowej. Co ciekawe podczas wychodzenia ze strefy naddźwiękowej trzask słychać wyraźnie dwa razy. Dopiero skorelowanie filmu i przebiegów rejestratora pozwoliło wysnuć hipotezę, że wychodzenie z macha odbyło się na dwa razy. Skokowe zmniejszenie Cx spowodowało zmniejszenie oporów i rakieta pomimo braku napędu przyspieszyła na chwilę osiągając prędkość dźwięku ponownie na krótką chwilę.

na początek strony 

2009.09.20 RTP2

Rocket Team Poland 2 to wyremontowany i odchudzony model RTP1. Spalona górna część rakiety została wykonana od nowa, zaś z członu silnikowego częściowo wycięto łoże na silnik, w celu zmniejszenia masy modelu. Całkowicie od nowa wykonaliśmy zasobniki na elektronikę i kamerę, wykorzystując balsę oraz włókno węglowe. Zrezygnowaliśmy przy tym ze stalowych prętów na rzecz rurek aluminiowych. Zrezygnowaliśmy także z ciężkich osłon na spadochrony i nadmiarowego olinowania. Wszystkie te zabiegi spowodowały obniżenie masy rakiety prawie o kilogram.
Odchudzeniu uległ także silnik startowy, w którym zmieniliśmy ciężką zatyczkę testową na nową o masie 130g. Silnik zawierał 2,1 kg paliwa ANAPAL11DESMO oraz 30g zapłonnik z paliwa żywicznego. Kompletny silnik gotowy do odpalenia ważył 4370g, zatem stosunek paliwo/korpus wyniósł 49/51.
Rakieta gotowa do startu ważyła 7390g z czego należy odliczyć 10g na odrzucany przewód i opornik zapłonowy.
Porównując obydwa modele można powiedzieć że rakieta przytyła o 200g ale zawierała o 800g paliwa więcej.
Zgoda na przeprowadzenie lotu rakiety eksperymentalnej od AGENCJI ŻEGLUGI POWIETRZNEJ nadeszła trzy dni przed planowanym startem.
Przestrzeń powietrzna została zarezerwowana na czas 30 minut do wysokości 3,8km w pionie i w promieniu 1,7km w poziomie.
Wieża kontroli lotów Rębiechowo oraz Gdynia Oksywie wyraziły zgodę na start.
Rakieta wystartowała o godzinie 12:01 w swój ostatni lot.
Po dynamicznym ale zrównoważonym starcie i płynnym wspinaniu się w górę z przyspieszeniem dochodzącym do 17 g, rakieta rozbiła się o "barierę" dźwięku w 2,7 sekundzie lotu na wysokości 420m.
Po rozłamaniu się modelu na pół, zerwaniu liny łączącej obie części rakiety i wyłamaniu się stateczników, człon silnikowy wpadł w korkociąg. Gdy ruch wirowy ustał, silnik z resztkami korpusu, wypalając do końca paliwo zatoczył na niebie łuk oddalając się kilkaset metrów od reszty elementów.
Rakieta spadła w kawałkach na pobliskie pole kilkaset metrów od miejsca startu. Szczęście miał tylko człon z elektroniką który wraz z głowicą opadł na spadochronie głównym.
RTP2 zyskała w śród obserwatorów miano Challengera...
Z wyjątkiem fragmentów korpusu oraz spadochronu pilota, wszystkie części rakiety udało się odnaleźć.

Drugi start modelu RTP miał na celu:

1. Przekroczenie prędkości dźwięku i kilku sekundowy lot naddźwiękowy.
2. Porównanie przebiegu współczynnika Cx z symulacją w ShizoRocketApplication.
3. Zarejestrowanie rozkładu temperatury otoczenia do wysokości 3,6 km
4. Zbadanie działania radionamiaru konstrukcji Tomasza
5. Jak zwykle nagranie filmu OSZ z pokładu rakiety :)

ad1. Czytając o zjawisku "bariery dźwięku" lub obserwując symulacje przebiegu współczynnika Cx dla prędkości okołodźwiękowych doszliśmy do wniosku że to właściwie nic takiego.
Lot rakiety RTP1 pokazał że model wytrzymuje osiowe przyspieszenia rzędu 50g, zaś zbliżając się do prędkości dźwięku na 80km/h, nic drastycznego się nie dzieje. Dlatego optymistycznie podchodziliśmy do tego eksperymentu. Tymczasem dostaliśmy srogą nauczkę. Jak widać rakieta po prostu rozbiła się o niewidzialną przeszkodę. Wzmacniany włóknem szklanym na żywicy epoksydowej papierowy korpus po prostu zamienił się w konfetti. Nie pomogło spore przyspieszenie, pancerna ostrołukowa głowica i duży silnik w klasie L. Eksperyment nie powiódł się. Zlekceważyliśmy prawa fizyki, o lotach naddźwiękowych wiemy tylko tyle, że nie są dane papierowym konstrukcjom...

ad.2 Według symulacji przed startem spodziewaliśmy się że do przekroczenia prędkości dźwięku dojdzie w czasie 3,7 sekundy od startu.
Rakieta miała osiągnąć prędkość w granicach 1,1 do 1,2 Ma zależnie od uzyskanej masy startowej. Symulacja zdawała się w miarę dokładna skoro dysponowaliśmy przebiegiem ciągu silnika startowego. Charakterystykę silnika HP47 można obejrzeć w dziale z testami silników.
Do symulacji przyjmowaliśmy stały Cx = 0,43 do 0,95Ma; liniowy wzrost Cx do 0,63 dla 1Ma; liniowy spadek Cx do 0,2 dla 10Ma. Jest to poglądowy, bardzo uproszczony przebieg, jednak wartości podstawione były z programu RASAero. Skoro katastrofa nastąpiła już w 2,7 s lotu, Cx dla naszej rakiety musiał mieć znacznie niższą wartość i skoczyć gwałtownie dopiero bardzo blisko prędkości dźwięku np. w 0,99 Ma. Uzyskanie prędkości dźwięku nastąpiło o 1s prędzej niż w symulacji, co stało się przedmiotem spekulacji czy przyczyna katastrofy jest inna. Pewność dało scałkowanie przebiegu przyspieszenia. Rakieta uzyskała prędkość 343 m/s czyli prędkość dźwięku n.p.m.
Przed nami zaimplementowanie obliczania oporów z ciśnienia dynamicznego w miejsce uproszczonej metody podstawiania Cx.

ad.3 Na pokładzie rakiety zamontowaliśmy czuły termistor. Był on umieszczony w klapce przykrywającej elektronikę która w momencie katastrofy zerwała się z dwóch trzymających ją wkrętów. Na wykresie widać zarejestrowany stopniowy wzrost temperatury spowodowany tarciem powietrza, który urywa się w momencie katastrofy. Klapka nie została odnaleziona.
Wykreślenie rozkładu temperatur poligonu miało nastąpić podczas lotu powrotnego na spadochronie. Być może kolejnym razem się uda.

ad.4 Radionamiar został zaprojektowany przez Tomka Cegielskiego i stanowi temat pracy dyplomowej Adama Magiery, studenta WSM w Gdyni, w ramach której ma zostać rozbudowany o nowe funkcje i profesjonalnie zmontowany.
Obecny stan projektu został zaprezentowany 18 września 2009 r. na konferencji KSTiT w gmachu Politechniki Warszawskiej. Radionamiar w stanie prowizorycznym poleciał w rakiecie. Okazało się, że obecnie nie nadaje się on do poszukiwania modelu, ponieważ jego zasięg w gęstych krzakach wyniósł zaledwie 50m. Należy zaznaczyć przy tym, że antenę nadawczą stanowił jedynie odcinek przewodu, zaś odbiorcza antena kierunkowa była krótka i miała zysk jedynie 6dB.
Prace nad radionamiarem są kontynuowane.

ad.5 Kamerka pokładowa nie wytrzymała przeciążeń towarzyszącym katastrofie. Od momentu startu czyli oderwania się rakiety od ziemi kamera zarejestrowała 80 klatek. Daje to czas 2,66s który pokrywa się z innymi materiałami filmowymi. Człon kamerowy oderwał się od korpusu i spadł bez spadochronu na ściernisko. Na szczęście kamera opatulona była w pianki i nadaje się do ponownego użycia.

na początek strony 

2009.03.30 RTP1

Rakieta HP o nazwie Rocket Team Poland 1 jest następczynią Strieły i została skonstruowana w celu przetestowania silnika startowego i innych podzespołów dla projektu lotu na 10 km.
Przy budowie rakiety i realizacji lotu uczestniczyło kilka osób którym serdecznie dziękujemy.
Ponownie uzyskaliśmy zgodę na przeprowadzenie lotu rakiety eksperymentalnej od AGENCJI ŻEGLUGI POWIETRZNEJ.
Przestrzeń powietrzna została zarezerwowana na czas 30 minut do wysokości 3,2km w pionie i w promieniu 1,5km w poziomie.
Kontrolerzy lotów lotniska w Gdańsku Rębiechowie oraz lotniska w Gdyni Oksywiu także potwierdzili możliwość wykonania startu.
W ostatniej chwili dołączył do nas kolega Jaskiniowiec aż z Krakowa! Rakieta wystartowała o godzinie 18:04. Dynamika startu wprawiła wszystkich obserwatorów w osłupienie. Niestety na pułapie nie udało się zaobserwować spadochronu pilota ani dymku z ładunku rozłączającego człony rakiety. Nerwowa atmosfera trwała jeszcze kilka minut aż w końcu Błażej zauważył opadający model, który po chwili rozwinął spadochron główny.
Rakieta opadła na pole niecałe 1100m od miejsca startu.
Uzyskana wysokość lotu na podstawie altimetru wyniosła 2800m !

Pierwszy start modelu miał na celu:

1. Przetestowanie w locie największego jak dotąd silnika własnej konstrukcji.
2. Przetestowanie świec dymnych do obserwacji lotu rakiety.
3. Potwierdzenie skuteczności oprogramowania V4 ciśnieniowego układu odzysku.
4. Zbadanie jakości symulacji w programach RASAero i naszym ShizoRocketApplication.
5. Zbadanie zachowania się rakiety przy prędkościach bliskich 1Ma.
6. Nagranie filmu OSZ z pokładu rakiety :)

ad1. Silnik startowy o masie 3200g zawierał 1260g paliwa ANAPAL w siedmiu blokach po 180g odpalanych 30g zapalnikiem z paliwa żywicznego ZPAM.
W teście statycznym silnik przy zacisku Kn=400 przesterował hamownię na poziomie 105 kG, manometr zanotował gwałtownie narastające ciśnienie do poziomu 250 atmosfer a 1,3 kg paliwa spłonęło w 2s... Nakładając wykres ciśnienia na obcięty wykres ciągu i skalując odpowiednio tak, aby impuls właściwy paliwa wyniósł 204 s, okazało się że silnik mógł wygenerować nawet 390 kG ciągu (w piku).
Dlatego na potrzeby lotu zmniejszono zacisk do wartości 300, zmniejszono zawartość AD do 1% (pozostały procent zastąpiono węglem). Dla poprawienia zapłonu w czoła bloków wgnieciono termit Mg-CuO. Wszystkie te zabiegi nie przyniosły jednak znaczącego efektu w postaci wydłużenia czasu pracy silnika i wypłaszczenia charakterystyki ciągu. Wykres przyspieszenia w osi rakiety potwierdza że silnik spalił się w identyczny sposób jak na hamowni a ciąg w piku osiągnął 350 kG przyspieszając model o masie startowej 7,17 kg do 53 g.

ad.2 Całkowitą pomyłką okazało się zastosowanie świec dymnych wewnątrz korpusu rakiety.
Zawiodło zabezpieczenie termiczne z wełny mineralnej i malowanie komory szkłem wodnym. Zawiodło także opóźnienie zapłonu kolejnych świec za pomocą lontu - trzy świece odpaliły prawie na raz. Pomimo to lot na pułap był ledwie widoczny, a podczas opadania rakiety dymu nie było widać. Efektem zastosowania świec jest zniszczona górna część korpusu rakiety. Model nie rozpadł się tylko dlatego że korpus był laminowany włóknem szklanym.

ad.3 Niezawodnie zadziałały natomiast układy odzysku, zarówno układ UUWS Jaskiniowca jak i układ ciśnieniowy z nową wersją oprogramowania V4 Błażeja. Dzięki nowemu oprogramowaniu układ odzysku pamięta ciśnienie na poligonie oraz najniższe zarejestrowane ciśnienie podczas lotu, nawet po utracie zasilania.
Na wykresie lotu widać jak precyzyjnie działa układ ciśnieniowy. Dokładnie na 150m prosta opadania zmienia nachylenie. To efekt zadziałania głównego spadochronu.

ad.4 Dosyć sceptycznie podchodziliśmy do wyników symulacji w programie RASAero. Współczynnik oporu powietrza Cx o wartości 0,43 dla prędkości poddźwiękowych wydawał się wartością trudną do uzyskania. Samo przekroczenie "bariery" dźwięku nastąpiłoby przy Cx=0,63. Dla prędkości 10Ma (ha ha ha) opory modelu opisuje Cx=0,2. Dlatego w zgłoszeniu uczestnictwa w ruchu powietrznym (do AŻP) podaliśmy wysokość lotu 2,8km jako najbardziej optymistyczny wariant.
Pułap osiągnięty przez rakietę według altimetru wniósł 2820m licząc z grubsza (różnica ciśnień razy 10).
Pewność przyniósł dopiero zapis z rejestratora kolegi Knoda. Urządzenie to potrafi z częstotliwością 250 próbek na sekundę zapisać w pamięci sygnały dla czterech niezależnych kanałów.
Do celów projektu ustawiliśmy częstotliwość próbkowania 100 Hz i czas zapisu 10 min. Rejestrator zapisywał przyspieszenia w osi Y (oś rakiety) i w osi X, oraz ciśnienie i temperaturę. Dzięki rejestratorowi wiemy np. że ładunek miotający do rozpołowienia rakiety na pułapie (w postaci 2g prochu czarnego) jest zbyt mocny - wygenerował w osi Y i X przeciążenie ponad 10 g. Z powodzeniem wystarczy 1g prochu.
Wykres po prawej stronie przedstawia zapis wysokości na podstawie pomiaru ciśnienia. Do przeliczenia zastosowaliśmy wzór barometryczny z liniową zależnością temperatury od wysokości. Pułap 2800m faktycznie został przekroczony. W symulacji (przyjmując dla paliwa Isp = 200s) nie pomyliliśmy się nawet o 100 m ! Dlatego wiemy że połączenie symulacji oporów w RASAero z obliczeniami lotu w naszym ShizoRocketApllication to bardzo udane połączenie :).

ad.5 Na filmie ze startu widać pewne dziwne zachowanie się rakiety. Dokładnie po 1 s pracy silnika, przy największym ciągu, silnik przygasa aby następnie ponownie odpalić i dokończyć pracę. Po tym zdarzeniu wyraźnie zachwiało rakietą, a na filmie OSZ widać zmianę kierunku osiowych obrotów rakiety. Rejestrator potwierdza takie zachowanie się modelu - na wykresie przyspieszenia wyraźnie widać krótkotrwałą, ale niemal całkowitą utratę ciągu. Takiej pracy silnika nie zarejestrowaliśmy nigdy na hamowni. Musiał być to jednak jakiś defekt silnika a nie jak pierwotnie myśleliśmy efekt przekraczania bariery dźwięku. Jaskiniowiec zauważył że na wykresie ciśnienia nie widać żadnej anomalii, której należy się raczej spodziewać. Wątpliwości rozwiało dopiero przeliczenie danych. Pierwsza całka z przyspieszenia daje nam przebieg prędkości modelu, druga całka przebieg drogi jaką przebyła rakieta. Osiągnięta przez rakietę prędkość maksymalna to 320 m/s a droga przebyta na pułap to 3060 m. Do przekroczenia prędkości dźwięku brakuje już całkiem niewiele :).

ad.6 Udało się! Tym razem kamerka pokładowa do końca nagrywała materiał. Okazuje się że w momencie przyziemienia na dolny człon rakiety zadziałało przeciążenie 30g. To było bezpośrednią przyczyną zawieszenia się kamery i film z pokładu rakiety musieliśmy odzyskiwać. Do tak dużego modelu trzeba koniecznie zwiększyć główny spadochron hamujący.

na początek strony 

2008.12.31 Strieła8

Strieła od samego początku pomyślana była jako tester dużych silników.
Model powstał specjalnie dla rozwijania współpracy z Arkadiuszem Okupskim który pracował nad dużym silnikiem zawierającym kilogram paliwa żywicznego ŻPP. Wspólnie mieliśmy na tym silniku przekroczyć wysokość 1km. Niestety projekt nie został dokończony a Arek całkowicie wycofał się z hobby rakietowego kasując swoją stronę domową oraz inne prezentacje w sieci.

Za nami ósmy start modelu. Tym razem projekt wykraczał nieco poza ramy modelarskie.
Strieła8 napędzana potężnym silnikiem w klasie K470 naszej konstrukcji, stała się prawdziwą rakietą dużej mocy. Test statyczny tej jednostki napędowej można zobaczyć w dziale z testami silników.
Planowany pułap miał wynieść około 1700 m. To poważne wyzwanie, dlatego tym razem postawiliśmy na współpracę z AGENCJĄ ŻEGLUGI POWIETRZNEJ a konkretnie ze specjalistami Ośrodka Planowania Strategicznego.

OPS koordynuje różne zdarzenia w przestrzeni powietrznej kraju tak, aby nie doszło do kolizji, niezależnie czy z nieba korzysta samolot, balon czy też odbywa się pokaz sztucznych ogni.
Projekt spotkał się ze zrozumieniem a proponowany przez nas termin lotu został zaakceptowany. Na czas 25 minut zarezerwowano dla nas przestrzeń powietrzną na wysokość 2km w pionie i promieniu 1km w poziomie. W tym krótkim czasie, w uzgodnionym rejonie, obowiązywał całkowity zakaz lotu wszelkich innych statków powietrznych.
Kilka minut przed startem wykonane zostały telefony do wież kontroli lotów lotniska w Gdańsku Rębiechowie oraz wojskowego lotniska w Gdyni Oksywiu.
Kontrolerzy lotów potwierdzili możliwość wykonania startu. W samo południe pomimo ujemnej temperatury było słonecznie a co najważniejsze całkowicie bezwietrznie.
Napięcie sięgnęło zenitu gdy po odliczaniu startowym i naciśnięciu "czerwonego guzika" zamiast startu nastąpiła kilku sekundowa zwłoka w zapłonie :).
A jednak! Punktualnie o 12:00 rakieta wzniosła się w przestworza.
Silnik spłonął z potężnym hukiem w 3,08 s, zamieniając kilogram paliwa w wyraźny słup białego dymu na niebie. Według symulacji po startowej rakieta wzbijała się na pułap około 20 s. Po 22,4 s pierwszy obserwator zauważył pomarańczowy spadochron pilot.
Po raz kolejny bezbłędnie zadziałał Uniwersalny Układ Wyzwalania Spadochronu Jaskiniowca oraz ciśnieniowy odzysk/altimetr Błażeja. Po około 115s od uzyskania pułapu otworzył się spadochron główny 100m nad ziemią.
Rakieta opadła na pole około 700m od miejsca startu.

Uzyskana wysokość lotu na podstawie altimetru wyniosła 2200m !

Rakieta gotowa do startu ważyła 6,00 kg. Silnik startowy o masie 2470g zawierał 1045g paliwa ANAPAL11. Według danych z testu statycznego, impuls właściwy paliwa nie powinien był przekroczyć 181s. W tej sytuacji brany do symulacji współczynnik oporu aerodynamicznego Cx = 0,70 jest wartością znacznie zawyżoną.
Aby wysokość zgadzała się z symulacją należy uznać, że opór aerodynamiczny rakiety Strieła opisuje Cx = 0,41. To nadspodziewanie dobry wynik, którego powodem mogła być minimalna (w ujemnej temperaturze) wilgoć w powietrzu. Prawdopodobnie jednak silnik uzyskał lepsze parametry pracy ponieważ pracował prawie sekundę krócej niż w teście statycznym (3,97 s).

Nie obyło się jak zwykle bez kłopotów. Kamera pokładowa wyłączyła się podczas wkładania do rakiety...

Głównym celem dzisiejszego eksperymentu był test prototypu REJESTRATORA PARAMETRÓW LOTU. Układ został wykonany i oprogramowany w ramach pracy grupowej, przez studentów Politechniki Gdańskiej, panów Bartosza Jaszula, Adama Koszarowskiego, Michała Czubenko oraz Filipa Kaczmarskiego.
Rejestrator wykonany został specjalnie dla projektu lotu na 10 km.
Urządzenie z prędkością 5 próbek na sekundę zapisuje w pamięci pomiary temperatury, ciśnienia i przyspieszenia w kilku osiach rakiety.

Wykres po prawej stronie przedstawia zapis wysokości na podstawie pomiaru ciśnienia.
Jak widać przekroczenie wysokości 2200m zostało potwierdzone. Pomiar ciśnienia był z zasadzie identyczny ze wskazaniami altimetru - liczba 847 na wyrzutni i 622 na pułapie (623 - altimetr). Dzięki przeliczeniom podanych liczb na ciśnienie a następnie na wysokość okazało się że nieco mniej dokładną natomiast błyskawiczną metodą znalezienia wysokości lotu jest pomnożenie różnicy liczb przez dziesięć metrów
(847-622) x 10m = 225 x 10m = 2250m.

Wielką zaletą rejestratora jest znajomość czasów z dokładnością do 0,2 s. Stąd wiemy że lot na pułap trwał dokładnie 20 s. Aby zmieścić się w zarejestrowanym czasie i przestrzeni w symulacji należy podstawić Cx = 0,44 oraz Isp = 188s. Inna para liczb nie pasuje!
Skoro malowany farbą olejną model z papierowej tuby od dokumentów spisuje się tak doskonale niebo staje przed nami otworem :)

na początek strony