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Feigl
Aktives Mitglied
Benutzername: Feigl

Nummer des Beitrags: 147
Registriert: 04-2004
Veröffentlicht am Dienstag, 30. Januar 2007 - 12:49 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo an alle,

daß heir ist im Prinzip einen Anfängerfrage die mich aber schon ewig beschäftigt: Wie berechne ich das maximale Startgewicht das ein Motor hebt?

Folgende Daten sind bei den meisten Motoren bekannt: Total Impuls, Max Thrust, Brenndauer, evtl. Verzögerung und Eigengewicht.
Wie kann ich mit diesen Daten mein max. Startgewicht ermitteln, also Rakete mit Motor und Bergunssystem, startbereit.

Bei der Rakete gehe ich von einem einfachen Rumpf aus ohne Verjüngung, "normale" Spitze, keine besondere Flossenform.

Hier mal zwei Motoren die mich zu der Frage bewegten:

Estes D12-3, 20Ns Total Impuls, 32,9N max Thrust, 1,6sec. Schubdauer, 3sec Verzögerung.
Max Startgewicht ( Angabe Estes ) 396 Gramm.


Aerotech E30-4T, Total Impuls 40Ns, Keine Angabe für max Thrust, Schubdauer ca. 1,3sec, Verzögerung 4sec. Max. Startgewicht
( Händlerangabe) 454 Gramm.

Warum bekomme ich mit doppeltem Impuls nur ca. 15% mehr Startgewicht.

Gibt es eine einfache Formel in die ich meine Motordaten eintragen und damit das Startgewicht errechnen kann?
Gruß Feigl
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Arnd
Senior Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 942
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Dienstag, 30. Januar 2007 - 13:29 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Moin Feigl,

leider ist es so, um die doppelte Gewschwindigkeit zu erreichen vervierfacht sich jeweils der Engeriebedarf. Das selbe gilt für den Fall wenn man das Gewicht verdoppelt.

Der Energieaufwand steigt also nicht linear sondern zum Quadrad an.

Wieviel ein Treibastz sicher heben kann hängt auch maßgeblich auch von dessen Verögerungzeit ab.
Je länger die Verzögerung ( Freiflugphase des Modells )um so weniger kann der Treibsatz heben da der Treibsatz das Modell auf höhere Endgeschwindigleit beschleunigen muß.

Beispiel:

D12-3 max. 396 Gramm
D12-5 max. 283 Gramm
D12-7 max. 226 Gramm

Um jetzt den Aerotech E30 mit einem D12 vergleichen zu können ,müßte man erstmal die beiden Treibsätze bei gleicher Verzögerungszeit betrachten.


Cu


Arnd
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Lunte
Gold Mitglied
Benutzername: Lunte

Nummer des Beitrags: 1060
Registriert: 03-2006
Veröffentlicht am Dienstag, 30. Januar 2007 - 13:59 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

moin arnd,

wieder was gelernt. danke.
grüße von der küste und von lunte
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Feigl
Aktives Mitglied
Benutzername: Feigl

Nummer des Beitrags: 149
Registriert: 04-2004
Veröffentlicht am Dienstag, 30. Januar 2007 - 14:20 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Arnd,

mir geht es nicht primär darum Treibsätze zu vergleichen, sondern darum, den richtigen Treibsatz für meine Rakete auszuwälen, wenn der Händler oder Hersteller keine Angabe zum max. Startgewicht macht. Die Motoren die man bei uns frei kaufen kann sind ja hier im Forum in Tabellen zu finden. Mich interessiert aber was man z.B. Bei Caveman Rocketry angeboten bekommt. Das die Motoren in Deutschland keine Zulassung haben ist mir klar, es geht ja erst mal nur darum ob da Leistungsmäßig was dabei ist das es möglich macht mit nur einem Motor zu arbeiten und nicht clustern zu müssen und dabei nicht auch noch übermotorisiert zu sein.



Z.B.:

Caveman B7-4 Caveman BLack powder engines 50 2.75EUR
Caveman B7-5 Caveman BLack powder engines 38 2.75EUR
Caveman B9-2 Caveman BLack powder engines 50 2.75EUR
Caveman B9-3 Caveman BLack powder engines 50 3.28EUR
Caveman B9-4 Caveman BLack powder engines 50 3.28EUR
Caveman C12-3 Caveman BLack powder engines 24 3.28EUR
Caveman C15-2 Caveman BLack powder engines 16 3.19EUR
Caveman E30-3 Caveman BLack powder engines 44 6.90EUR
Caveman F50-2 Caveman BLack powder engines 10 11.60EUR
Caveman F50-3-2 Caveman BLack powder engines 12 11.60EUR
Caveman G50-4-3 Caveman BLack powder engines 11 15.55EUR
Caveman H100 Caveman BLack powder engines 5 30.67EUR
Gruß Feigl
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Arnd
Senior Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 944
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Dienstag, 30. Januar 2007 - 15:13 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Moin Feigl,
Gibt es von den oben aufgefühten Treibsätzen überhaupt irgendwelche Daten ? Schub/Zeit Diagramme oder Tabellen ?

---Zitat Feigel----------
Folgende Daten sind bei den meisten Motoren bekannt: Total Impuls, Max Thrust, Brenndauer, evtl. Verzögerung und Eigengewicht.
Wie kann ich mit diesen Daten mein max. Startgewicht ermitteln, also Rakete mit Motor und Bergunssystem, startbereit.
-----Zitat Ende----

Ganz ohne Eckdaten geht es leider nicht.

Im Prinzip brauchst Du nur die mittlere Beschleunigung m/s2 ausrechnen.

G = m/s2 geteilt 9,81m/s2

Damit eine Modellrakete sicher startet, benötigst Du erfahrungsgemäß mind. 4-6 G an Beschleunigung. Wobei 4 G nur bei Windstille wirklich zu empfehlen ist.

Die mittlere Beschleunigung ergibt sich

am= Fs*g geteilt durch Fb + 0,5 *Ftr

Fs = Schub in N
G = Erdbeschleunigung 9,81m/s2
Fb = Gewichtskraft des Modells nach Brennschluß
in N
N = 1kg*m/s2
Ftr = Gewichtskraft des Teibstoffes

Beispiel.
Dein Modell wiegt 320 Gramm incl. Treibsatz. Die Gewichtskraft beträgt ca. 3,20 N.
Hier von mußt Du noch die Gewichtskraft des Treibstoffes abziehen. Bei einem Estes E9 wären das ca. 35 Gramm an Treibmittel = 0,35 N Die Gewichtskraft des Modells beträgt also 3,20 N - 0,35 N = 2,85 N


Cu


Arnd

(Beitrag nachträglich am 30., Januar. 2007 von arnd editiert)
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Feigl
Aktives Mitglied
Benutzername: Feigl

Nummer des Beitrags: 150
Registriert: 04-2004
Veröffentlicht am Dienstag, 30. Januar 2007 - 16:30 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Wie gewünscht mal exemplarisch 2 Daten:


Caveman D16-0 6.76EUR





D16-0

Dia 23mm

length 80 mm

impulse 18.85N/sec

peak trust 15.92N

Trust time 5sec

Delay time 0 sec

fuel mass 23 gram

These engines are made in Poland for many years.

And now Cavemanrocketry will take them to the rest of europe.

The engines come in two types black powder and composite. Both types wil be avialeble in the near future.


These engines will give you the best bang for the buck you can imagine.
___________________________________



Caveman F50-3-2 11.60EUR



Click to enlarge



F50-3-2

Dia 33mm

length 105mm

impulse 67.84 N/sec

peak trust 58.85 N

Trust time 2.4sec

Delay time 2.2 sec

fuel mass 60 gram

These engines are made in Poland for many years and now Caveman rocketry will take them to the rest of europe.

The engines come in two types, black powder and composite. Both types wil be avialable in the near future.


These engines will give you the best bang for the buck you can imagine.






This product was added to our catalog on Thursday 31 August, 2006.
Gruß Feigl
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Feigl
Aktives Mitglied
Benutzername: Feigl

Nummer des Beitrags: 152
Registriert: 04-2004
Veröffentlicht am Mittwoch, 31. Januar 2007 - 13:51 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Arnd,

um Dein Beispiel nochmal aufzugreifen:

Beispiel.
Dein Modell wiegt 320 Gramm incl. Treibsatz. Die Gewichtskraft beträgt ca. 3,20 N.
Hier von mußt Du noch die Gewichtskraft des Treibstoffes abziehen. Bei einem Estes E9 wären das ca. 35 Gramm an Treibmittel = 0,35 N Die Gewichtskraft des Modells beträgt also 3,20 N - 0,35 N = 2,85 N

Verstehe ich es richtig das ich die Gewichtskraft des Modells nun mit 6 multplizieren muss ( 6G ) um so den Schub in Newton zu errechnen den ich für einen sicheren Start brauche? In dem Fall also 2,85N * 6 = 17,1 N.

Der E9 hat max. Trust von 25N wäre für dieses Beispiel also mehr als ausreichend.

Kann man die Berechnung so angehen oder hab ich da was total falsch verstanden?
Gruß Feigl
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Reinhard
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Benutzername: Reinhard

Nummer des Beitrags: 43
Registriert: 02-2006
Veröffentlicht am Mittwoch, 31. Januar 2007 - 17:23 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hi,

der Treibstoff verbrennt erst während des Fluges, es ist also nicht sinnvoll die Treibstoffmasse von der Raketenmasse zu subtrahieren. Man muss auch mit den Spitzenschüben von SP-Motoren aufpassen, weil die nur für sehr kurze Zeit wirken. Um einigermaßen vernünftig abschätzen zu können ob der Motor die Rakete in die Luft bringt, ist es am besten nur den Durchschnittschub der ersten halben Sekunde anzusehen. Wers ein wenig genauer haben möchte, berücksichtigt den Schub erst ab dem Zeitpunkt, an dem er größer ist als die Gewichtskraft der Rakete, weil sich bis dahin sowieso nichts tut.

Zum Vergleich D12-E30. Zuerst einmal ist für das Startgewicht der Schub ausschlaggebend, nicht der Impuls. Dann muss man sich noch den Schubverlauf ansehen. SP Motoren haben am Anfang einen Peak, um "hohe" Massen schnell auf die Startgeschwindigkeit zu bringen. Die meisten Composite haben den nicht. Die Zahl in der Motorbezeichnung gibt immer den Durchschnittsschub an. Das Verhältnis von Startschub zu Durschnittschub ist also beim D12 größer als beim E30, weshalb dieser relativ viel Gewicht in die Luft bringt.

Noch eine Kleinigkeit: Es gibt sehr viele Motoren die ein maximales Startgewicht von 454gr. haben. Das hat einen einfachen Grund: Die kommen ja alle aus dem amerikanischen Raum und dort ist das genau ein Pfund. Wie man an der Schubkurve des E30 gut sieht, könnte der durchaus 700gr heben. Vermutlich ist dazu aber sein Delay nicht lange genug.

Gruß
Reinhard
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Arnd
Senior Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 961
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Mittwoch, 31. Januar 2007 - 21:39 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Moin Feigl,
beim Durchschnittschub mußt Du noch die Brenndauer des Treibsatzes mit berücksichtigen. Ein E9 hat eine Brenndauer von ca, 2,97 Sekunden. Bei 25 N geteilt durch 2,97s kommst Du auf einen Durchschnittsschub von etwa 8,33 N

@ Reinhard,

danke für deinen Beitrag. Natürlich hast Du Recht, am sinnvollsten wäre es die gesamte Schub/Zeitverlauf des Treibsatzen mit zu berücksichtigen. Ich denke aber , um sich ersteinmal näherungsweise ein Bild von dem Treibsatz zu bekommen ist die Formel durchaus geeignet.


Cu


Arnd

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