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     David Fürle Mitglied Benutzername: Fad Nummer des Beitrags: 111 Registriert: 08-2003 |
Hallo, da Oliver im Thread "koreanische Wasserrakete" mal vorgeschlagen hat einen Thread für die Berechnung von Wasserraketen zu eröffnen, dachte ich ich fange einfach mal an. Also es gibt ein super Programm, dass einem anhand von vorgegeben Daten (sehr umfangreich) Graphen (sogar animierte) über Flüghöhe Geschwindigkeit etc. geben kann. Ist auf englisch und sehr funktional. Hier zwei Bilder: Das Programm selber:  Hier ein Graph (im Vollbildmodus)  und nun das wichtigste: wo gibt es das Programm ??? hier: http://www.grosse.freeserve.co.uk/wrcm.zip gibts leider nur für Windoof. Aber wozu hat man denn virtual PC  Gruß David | ||
| Oliver Missbach Forum-Administrator Benutzername: Oliver Nummer des Beitrags: 5213 Registriert: 01-2000 |
Danke für den Hinweis, muß ich doch gleich mal in die Computerprogramm-Übersicht auf modellraketen.info einfügen! Die Stabilität kann das Programm aber nicht berechnen? | ||
| David Fürle Mitglied Benutzername: Fad Nummer des Beitrags: 114 Registriert: 08-2003 |
kein Problem, Also das mit der Stabilität ist ja bei Wasserraketen nicht so genau zu nehmen, wie bei "echten " Raketen. Das größte Problem ist dieser imens große Lastwechsel. Mit dem ganzen Wasser im Heck beim Start müssten die nach normalen Rechnungen eigentlich mit dem Heck voran fliegen, da es so schwer ist. Ich denke die Startphase ist einfach nicht zu berechnen. Nachdem das Wasser draussen ist ändern sich dann ja nichts mehr. Könnte man dieses leere Modellnicht in Space CAD durchrechnen lassen ??? Ich habe das Programm leider nicht, kann also nichts dazu sagen. Aber solche Daten wie Gewicht, Länge usw. sollte man doch eingeben können oder ??? Gruß David | ||
| Sly Wartmann Moderator Benutzername: Sly Nummer des Beitrags: 1548 Registriert: 10-2002 |
Grundsätzlich kann Spacecad das schon. Sowohl das leere Modell als auch das volle. Da ich (als eher unerfahrener in Sachen WR) mal meine, daß die Rakete schon noch einiges an Wasser drin hat, wenn sie über das Leitsystem hinaus ist, sollte man sie vielleicht vorsichtshalber auch noch halbvoll berechnen? Solange du bei einfachen Formen bleibst, bekommt SC das schon einigermaßen hin. Vernunft annehmen kann niemand, der nicht schon welche hat. Gruss, Sly | ||
| Jörn Martens Moderator Benutzername: Joern Nummer des Beitrags: 869 Registriert: 12-2000 |
Also das mit der Stabilität ist ja bei Wasserraketen nicht so genau zu nehmen, wie bei "echten " Raketen. Doch, sicher muß man das. Wasserraketen unterliegen schließlich genau den gleichen physikalischen Gesetzen und müßen also auch genauso berechnet werden. Da ich (als eher unerfahrener in Sachen WR) mal meine, daß die Rakete schon noch einiges an Wasser drin hat, wenn sie über das Leitsystem hinaus ist, sollte man sie vielleicht vorsichtshalber auch noch halbvoll berechnen? Solange du bei einfachen Formen bleibst, bekommt SC das schon einigermaßen hin. Ich denke auch, dass sich mit SpaceCAD schonmal eine Menge machen läßt. Wenn man allerdings die Rakete halbvoll berechnen würde, dann bräuchte man riesige Flossen und oder Ballast. Und das ist bei käuflichen Raketen beides nicht der Fall. Mit welcher Zwischenstufe bei den käuflichen Raketen gerechnet wurde wird man aber nur durch das durchrechnen einer käuflichen Rakete herausfinden können. Das hier auch ganz gut reinpasst mein Posting zur Theorie des SP- gegenüber dem Wassermotor : In beiden Fällen brauchen wir einen Impuls, der sich aus dem Produkt von Masse und Geschwindigkeit (der ausströmenden Materie) berechnet: p = m * v Will man nun den Impuls erhöhen, so kann man einen der (oder beide) Faktoren erhöhen. Bei den SP- (und Composite-)Treibsätzen wird eine vergleichsweise geringe Masse (bei einem D7er gerade mal 20g) ausgestoßen, dafür mit sehr hoher Geschwindigkeit. Bei der Wasserrakete dagegen ist es genau umgekehrt, es wird eine vergleichsweise hohe Masse (hier ~460g) ausgestoßen, dafür entsprechend langsamer. In beiden Fällen resultiert daraus ein Impuls, und den wollen wir schließlich, sonst hebt die Rak nicht ab. Während bei der SP-Rakete aber der Schwerpunkt annähernd konstant bleibt (Massenverlust max. 20g) wandert er bei der Wasserrakete gleich gewaltig (Massenverlust ~450g). Da der Schwerpunkt aber ja eine entscheidenden Einfluss auf die Stabilität hat, muß dies natürlich bei der Gestaltung berücksichtigt werden. Legt man die Rakete so aus, dass sie mit vollem Wassertank stabil fliegen würde, dann bräuchte man jede Menge Gewicht in der Spitze bzw. riesige und weit hinten angebrachte Flossen. Vernachlässigt man aber die Wasserfüllung komplett, baut sie also so, dass sie nur im leeren Zustand stabil fliegen würde, dann ist zwar der Flug stabil, aber während der (relativ kurzen) Beschleunigungsphase ist sie eben instabil. Bei einer Berechnung hat man eben genau das Problem, welchen Mittelwert man nun betrachtet. Könnte man die Wasserrakete während der kompletten Beschleunigungsphase führen, dann könnte man sich an dem zweiten Extremfall richten. Diese Führung wird einem aber kaum gelingen. Legt man aber den ersten Extremfall zu Grunde, dann ist die Rakete nach der Beschleunigungsphase sehr stark überstabil und somit extrem windanfällig, außerdem brauchts sehr viel Ballast und oder große Flossen. In der Realität wird vermutlich durch Experimente ein gutes Mittelmaß zwischen den beiden Extremfällen bestimmt, wo die Rakete schon ausreichend stabil beschleunigt, aber eben möglichst kleine Flossen/wenig Ballast braucht. Man müßte also mal eine käufliche Wasserrakete durchrechnen, um mal abschätzen zu können, welchen Wert die Hersteller zu Grunde legen und analog auf andere Modelle übertragen. | ||
| Sly Wartmann Moderator Benutzername: Sly Nummer des Beitrags: 1552 Registriert: 10-2002 |
Ja, da sich auch ein Schwingtest(mit bißchen Übung lässt er ja bekanntlich einige Aussagen mehr zu als nur Stabil oder nicht) sich bei einer WR mit Wasser drin eher schlecht machen lässt, da das Wasser sich dabei anders verteilt als im Fluge. Daß sich eine (noch) gefüllte WR trotzdem leidlich stabil verhält, obwohl sie es eigentlich nicht ist, denke ich, liegt auch an der Masseträgheit des Wasserstrahls. Immerhin hat Wasser eine sehr hohe Dichte im Gegensazu zu Luft, und die hohe Ausströmgeschwindigkeit dürfte die Rakete gewissermaßen mechanisch stabilisieren. Vernunft annehmen kann niemand, der nicht schon welche hat. Gruss, Sly | ||
| Jörn Martens Moderator Benutzername: Joern Nummer des Beitrags: 871 Registriert: 12-2000 |
Ja, da sich auch ein Schwingtest(mit bißchen Übung lässt er ja bekanntlich einige Aussagen mehr zu als nur Stabil oder nicht) sich bei einer WR mit Wasser drin eher schlecht machen lässt, da das Wasser sich dabei anders verteilt als im Fluge. Theoretisch möglich wäre das natürlich auch, aber mit entsprechendem Mehraufwand verbunden. Und letztendlich ist das Ergebnis durch die oben und unten genannten Fakten nicht sehr aussagegräftig. Daß sich eine (noch) gefüllte WR trotzdem leidlich stabil verhält, obwohl sie es eigentlich nicht ist, denke ich, liegt auch an der Masseträgheit des Wasserstrahls. Stimmt, die Massenträgheit spielt auch noch eine Rolle. In der kurzen Beschleunigungsphase ist kein allzugroßes Abkippen möglich und anschließend wandert der SP soweit bis die aerodynamische Stabilisierung greift. | ||
| David Fürle Mitglied Benutzername: Fad Nummer des Beitrags: 115 Registriert: 08-2003 |
@Jörn klar das war von mir etwas überspitzt formuliert, aber die lassen sich eben nicht so einfach berechnen wie echte Raketen. Zudem fliegen die immer ziemlich stabil. Das wasser ist übrigens sehr schnell raus. Schau dir mal das Prog an das kann dir sagen wann das wasser raus ist teilweise im millisekundenbereich. Dein Vergleich mit den echten Motoren finde ich sehr anschaulich. Gruß David | ||
| Jürgen zur Horst Neues Mitglied Benutzername: Jogi Nummer des Beitrags: 19 Registriert: 03-2004 |
Ich kenne SpaceCad nicht und habe mich bislang nur lesend an Euren Diskussionen der Raketen mit Brennstoffmotor beteiligt. Ergänzend zu den Ausführungen von Jörn möchte ich noch anmerken, dass der Düsendurchmesser einen Einfluss darauf hat wie lange die Beschleunigungsphase ausfällt. Bei großer Öffnung rotzt der Luftdruck die Ladung sofort heftig raus. Bei kleiner Öffnung dauert die Beschleunigungsphase wesentlich länger. Viele experimentieren mit Additiven wie Spüli oder Gelantine (das gibt einen Sound der an Diarhoe erinnert) um die Antriebsphase zu verlängern. Eine leere Rakete kann man auspendeln und stabil konstruieren. Um diesen Zustand dann schnell zu erreichen könnte man mit viel Druck und wenig Wasser und einer großen Öffnung einen kurzen heftigen Impuls erreichen der die Rakete antreibt. Eine solche Rakete kann man in der Startphase aber kaum noch verfolgen. Ich wünsche mir aber eine längere, kontinuierliche Beschleunigung. Vielleicht sollte man mal diskutieren, wie es sich auswirkt, wenn man den Wasservorrat in einem Tank weiter Richtung Spitze verlagert und per Schlauch/Rohr zur Düse führt. Dann hätte ich in der Startphase eine sehr stabile Rakete oder? Wenn man dann noch die leere Rakete auspendelt sollte doch alles in Butter sein? Ich stelle mir vor dass man eine PET Flasche am Hals mit einem Rohr versieht und daran die Gardenkupplung setzt. Die Flossen können dann auch an dem Verlängerungsrohr angebracht werden. Ich hoffe das ist jetzt nicht zu wirr, ich schreibe diesen Beitrag mit 10 Unterbrechnungen und hoffe, dass ich mich nicht verzettelt habe. Tschüß jürgen | ||
| Sly Wartmann Moderator Benutzername: Sly Nummer des Beitrags: 1554 Registriert: 10-2002 |
Theoretisch müsste es sogar möglich sein, den Wasservorrat im Schwerpunkt (annähernd) zu platzieren, auf diese Weise ist das Flugverhalten sogar konstant zu bekommen. Allerdings hätte die Methode einen Nachteil: Das Wasser müsste einen längeren Weg im Rohr zurücklegen-aus Erfahrung (Wasser-Jettriebwerke)kann ich sagen, daß dabei der Reibungswiderstand sehr hoch wird dabei-die Effizienz des Antriebes verschlechtert sich wieder. Vernunft annehmen kann niemand, der nicht schon welche hat. Gruss, Sly |
