Sonic Boomer - mała rakieta ponaddźwiękowa

Piszemy tylko o własnych konstrukcjach modeli - ale nie o silnikach!
Awatar użytkownika
lagozaur
***
Posty: 74
Rejestracja: piątek, 23 sie 2019, 19:56
Kontakt:

Sonic Boomer - mała rakieta ponaddźwiękowa

Post autor: lagozaur »

Cześć
Chciałbym troszkę bardziej szczegółowo opisać moją konstrukcję która poleciała w sobotę na FM2024. Od razu wielkie podziękowania dla BartkaM, Flyingbanana, KubyK, Olgierda "duże rakiety", Oxygena, Pirana, Redlabsa, Tadeusza i innych którzy pomogli w łapaniu błędów, poprawkach, przygotowania rakiety do lotu, oraz nagrania i fotografowania lotu o czym kompletnie z emocji zapomniałem.
rakieta.jpg
rakieta.jpg (79.83 KiB) Przejrzano 409 razy
Sonic Boomer (SU-1) jest rakietą typu "subminimum", czyli krok dalej niż rakieta "minimum-diameter". Tutaj dedykowany korpus rakiety nie istnieje, to silnik stanowi korpus rakiety. Taka konfiguracja pozwala na mocne zejście z masą, i osiągnięcie wysokich przyspieszeń i prędkości, bez zaliczenia wysokiego pułapu.

Cele projektu
- Pobić mój rekord 700m z meteora 2021
- Przekroczyć macha
- Odzyskać rakietę
Na projekt i budowę rakiety miałem około miesiąc czasu.

Projekt ogólny
Rakieta składa się z 3 modułów: przedział elektroniczny, silnik oraz lotki. Przedział elektroniczny to rura szklana z koszem na elektronikę w środku i głowicą. Tam też jest wklejony łącznik z rury fenolowej co pozwala na połączenie z silnikiem. Silnik ma lekko wydłużony korpus, żeby mógł się tam wsunąć łącznik. Lotki są 1 elementem który można nasunąć na silnik. Przy dyszy znajduje się pierścień który podtrzymuje lotki. Masa startowa rakiety to 430g, długość 508mm, średnica 31mm.
image.png
image.png (55.81 KiB) Przejrzano 409 razy
Elektronika
Moduł elektroniki zawiera Tracker PTR, UWS oraz akumulator 80mah do zasilania trackera. Na górze modułu wystaje antena trackera, oraz patyczek z 3 przełącznikami połączonymi równolegle które uzbrajają UWSa. Dzięki temu można włączyć całą elektronikę, skręcić całość 6 śrubami M3 i zanieść rakietę na wyrzutnię. Dopiero wtedy uzbrajamy, i zakładamy głowicę za pomocą już tylko 2 śrub M3. Tracker i UWS są przykręcone do drukowanego elementu, do którego również jest wklejony łącznik, i przywiązana jest lina główna. Łącznik działa na zasadzie armatki.
PXL_20240723_191426480.MP.jpg
PXL_20240723_191426480.MP.jpg (274.08 KiB) Przejrzano 409 razy
Silnik
Silnik jest konstrukcją w pełni kompozytową. Korpus jest nawinięty na mojej nawijarce CNC z włókna szklanego. Kompozyt ma 2 warstwy nawijane pod kątem 55 stopni. Daje to grubość ścianki 1.5mm, co według wyliczeń daje ciśnienie maksymalne prawie 7MPa. Dysza jest odlana z mojej mieszanki ablacyjnej do dysz na bazie żywicy fenolowej, korka i pyłu grafitowego, a zatyczki są z żywicy epoksydowej zaczernionej 5% sadzy. W górnej zatyczce zatopiłem supełek z pętelką, gdzie można przywiązać linę główną. Najpierw do korpusu wkładam drukowany dysk, dzięki czemu mogę od góry wlać zatyczkę bez ryzyka wlania żywicy do silnika, zatapiam też oczko do liny. Po związaniu, obracam siilnik dołem do góry, i wkładam ziarna z dystansami. Na koniec wkładam dyszę, wlewam żywicę do pełna, i wkładam pierścień. Geometria pierścienia sprawia że żywica zostaje kapilarnie "wessana" między zewnętrzną ściane korpusu a pierścień co dodatkowo zwięsza wytrzymałość, ponieważ ta część może być wykorzystana jako główny element przenoszący siły na korpus rakiety. Tutaj jednak tylko podtrzymuje lotki. Silnik generuje około 200N ciągu przez 1s. Masa silnika to 279g, a masa paliwa to 182g 4x ziarna dobrze znanego nam paliwa które daje ok 120s ISP ;) Konstrukcja oczywiście jednorazowa.
Screenshot 2024-09-09 165611.png
Screenshot 2024-09-09 165611.png (204.9 KiB) Przejrzano 409 razy
PXL_20240905_211611253.MP.jpg
PXL_20240905_211611253.MP.jpg (216.75 KiB) Przejrzano 409 razy
Podczas testu statycznego użyłem niepomalowanego korpusu. Można było przez przeźroczysty korpus zobaczyć jak spala się paliwo.
Screenshot 2024-09-11 192330.png
Screenshot 2024-09-11 192330.png (664.5 KiB) Przejrzano 409 razy
Lotki
Lotki są wykonane z drukowanego 1-częściowego rdzenia, a następnie laminowane w stylu tip-to-tip. Grubość druku to 0.8mm, a kompozytu 2mm, co daje całkowitą grubość lotek 2.8mm. Konstrukcja jest bardzo mocna i sztywna, i waży 55g. "Moduł" jest nasuwany na silnik przed przywiązaniem liny głównej. Od spodu jest podrzymywany przez pierścień. Lotki mogą przesuwać się wzdłuż silnika i obracać, ale nie ma to znaczenia. Jest to dość popularne i sprawdzone rozwiązanie w tego typu rakietach.
PXL_20240812_135913970.jpg
PXL_20240812_135913970.jpg (266.54 KiB) Przejrzano 409 razy
PXL_20240814_125257625.jpg
PXL_20240814_125257625.jpg (212.84 KiB) Przejrzano 409 razy
Lot
Rakieta wystartowała około godziny 17:40 w sobotę. Osiągnęła przyspieszenie maksymalne 50G, prędkość około mach 1.5, oraz apogeum 1785m. Silnik sie zapalił, i rakieta zniknęła zostawiając tylko smuge dymu. Nikt nie widział co się z nią stało, tylko tyle że poleciała bardzo stabilnie w odpowienim kierunku. Sygnał z trackera był dobry, i na podstawie danych można było stwierdzić że odzysk zadziałał. Odpaliłem nawigacje w telefonie i udałem się do współrzędnych lądowania. Tam znalazłęm rakietę w idealnym stanie. Jedynie farbe zdarło ze stateczników od efektów ponaddźwiękowych :D
Screenshot_20240907-174632 (1).png
Screenshot_20240907-174632 (1).png (734.59 KiB) Przejrzano 409 razy
PXL_20240907_154900132.MP.jpg
PXL_20240907_154900132.MP.jpg (1.78 MiB) Przejrzano 409 razy
6121d815-fb52-449d-b8c3-53e7bb2d0c42.jpg
6121d815-fb52-449d-b8c3-53e7bb2d0c42.jpg (196.54 KiB) Przejrzano 409 razy
Wnioski
Wszystkie założenia projektu zostały spełnione. Jestem bardzo zadowolony z lotu, robił wrażenie. Jedyne co mnie lekko zaniepokoiło to malutki przeciek silnika, jednak nie wpłynęło to na jego osiągi czy wytrymałość korpusu. Rakieta może polecieć drugi raz, koledzy kuszą żeby wykorzystać jako górny stopeń na LRE. Tutaj zmontowany film z nagraniami z lotu, budowy i testów statycznych: https://www.youtube.com/watch?v=AHmck9pb-ro
Na pewno będę w przyszłości budował więcej rakiet w tym stylu. Kopyta do nawijarki pod większe silniki już mam :)
tadeusz
PROFI
Posty: 408
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:31
Lokalizacja: Poznań

Re: Sonic Boomer - mała rakieta ponaddźwiękowa

Post autor: tadeusz »

Moje gratulacje.Taka mała a osiągi wielkie i nie zginęła.A jak tracker monitorował położenie i wysokość?
Awatar użytkownika
lagozaur
***
Posty: 74
Rejestracja: piątek, 23 sie 2019, 19:56
Kontakt:

Re: Sonic Boomer - mała rakieta ponaddźwiękowa

Post autor: lagozaur »

Dzięki! Tracker zachował się dość ciekawie. Odczyty z GPS były "opóźnione", ale moduł GPS nie stracił fixa. Na logach widać że nagle zaczął tracić sygnał, i ilość satelitów spadła od 15 do 3. Ale dopiero kilka sekund później widać jak wysokość rośnie. Bartek stwierdził że to filtry modułu - zarejestrował nagle wznoszenie jako szum i odfiltrował. Ale przez cały lot moduł GPS miał sygnał od satelitów i się nie wyłączył
Awatar użytkownika
verex
Supersonic PROFI
Posty: 743
Rejestracja: poniedziałek, 25 lip 2011, 19:38
Lokalizacja: Tczew/Kingston upon Thames
Kontakt:

Re: Sonic Boomer - mała rakieta ponaddźwiękowa

Post autor: verex »

Cześć,

Przeglądałem forum i zalogowałem się specjalnie żeby wyrazić szacun za klapki z Lidla na fotce w wątku :) Przez kilka sezonów sam uzbierałem całą kolekcję tych wspaniałych klapków :lol: :D

Gratuluję udanego lotu. Podoba mi się jakie rozwiązania użyłeś. 50G to mega sporo, rakieta dumnie wzięła to na klatę :D. Fajnie że pułap poniżej 2 km, w sumie idealna konstrukcja na Meteora.

Przypomina mi to o czymś podobnym co mi siedzi w szafie i czeka na start od długiego czasu, ale kiedy będzie okazja to ho, ho...

Dobra robota i powodzenia w następnych startach!

Pozdrawiam,
Damian
Zapukaliśmy nieśmiało do bram kosmosu...
ODPOWIEDZ