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AchimO

Wasserratte

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Beitrag 7637842 , Vierstaber [Alter Beitrag18. April 2016 um 12:23]

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Bei der Beschäftigung mit dem Bau der Magdeburger Piloten(wasser)rakete stieß ich auf den Vierstaber. Nach den nicht sehr erfolgreichen Tests in Mose bei Magdeburg experimentierte die Truppe um Rudolf Nebel - das war neben ihm vor allem auch Klaus Riedel - mit diesem Raketentyp, wobei der Motor der Pilotenrakete offenbar beibehalten wurde.

Zum Vierstaber gibt es eine Webseite mit einem sehr guten Foto und einer Abhandlung über dessen (mangelnde) Stabilität. In dem Buch über die Magdeburger Pilotenrakete findet man auch Skizzen des Vierstabers. Das Problem bestand auch hier vor allem in der Gewichtsverteilung durch die Ausführung als "Zugrakete" mit dem Raketenmotor im Oberteil und den schweren Tanks in den vier "Stäben" im Unterteil der Rakete.

Darum dachte ich mir: Wenn man die vier Stäbe hohl macht, müsste solch eine "Zugrakete" doch auch stabil hinzubekommen sein. Es gibt ja auch Raketen mit Ringfinnen. Ich beschloss also - abweichend von meiner normalen Profession als Wasserraketenbauer - diese als Raucherversion zu bauen. Mir war aber klar, dass eine vorherige Simulation mit den gängigen Programmen nicht möglich sein würde. Aber als "Nicht-Inhaber" eines P2-Scheins oder irgendwelcher Level darf ich ja noch dilettieren.

Der Bau erfolgte überwiegend aus Raketen-"Halbzeugen", also
- 60 mm Körperrohr für den Rumpf
- 60 mm Spitze
- 60 mm Spanten
- 18 mm Körperrohr für die "Stäbe"
- 18 mm Motorrohr
- und last not least Vierkantstäben durch Recyclingteile von Feuerwerksraketen

Für weiteren Zierat wie die quadratische Verstärkung und die Modellierung der Rohrleitungen wurde noch ein Stück Installationskabel geschlachtet.

Da das Raketentriebwerk einen Durchmesser von 30 cm hatte, ergibt sich durch das 60 mm Körperrohr ein Maßstab von 1 : 5.

Schneiden, schleifen, schrumpfen, kleben: das ist Wara-Bauers Leben,
Danach schleifen, laminieren: So kann dem Drucktank nichts passieren!

Oder wie die Lateiner sagen: laminare necesse est!
AchimO

Wasserratte

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Beitrag 7637843 [Alter Beitrag18. April 2016 um 12:26]

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Noch unlackiert sieht das Ganze so aus:

Schneiden, schleifen, schrumpfen, kleben: das ist Wara-Bauers Leben,
Danach schleifen, laminieren: So kann dem Drucktank nichts passieren!

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AchimO

Wasserratte

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Beitrag 7637844 [Alter Beitrag18. April 2016 um 12:31]

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Da eine Berechnung mit den gängigen Tools nicht machbar ist, musste natürlich noch ein Schwingtest gemacht werden. Der verlief erfolgreich.

Auf dem RJD wird man ja dann sehen, wie das Teil sich dann verhalten wird.

Gruß Achim

Schneiden, schleifen, schrumpfen, kleben: das ist Wara-Bauers Leben,
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Oliver Arend

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Oliver Arend

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Beitrag 7637845 [Alter Beitrag18. April 2016 um 13:24]

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> Mir war aber klar, dass eine vorherige Simulation mit den gängigen Programmen nicht möglich sein würde. Aber als "Nicht-Inhaber" eines P2-Scheins oder irgendwelcher Level darf ich ja noch dilettieren.

So würde ich das nicht formulieren. Auch mit P2-Schein und Level darf man noch "experimentelle" Raketen bauen.

Viel wichtiger ist Dein Ansatz: Ein kleines, leichtes, zerbrechliches Modell, und möglichst viele Vorversuche (Schwingtest). Wenn das alles funktioniert kann man immer noch hochskalieren.

Werde leider nicht dabei sein können, aber ich vermute dass die Rakete relativ wackelig, aber stabil fliegen wird. Die Rückstellkräfte sind nicht so hoch wie bei richtigen Flossen, und die Anströmung der hinteren Rohre wird durch die Streben gestört.

Oliver
thomasm

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Beitrag 7637846 [Alter Beitrag18. April 2016 um 15:59]

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Als ich das Bild gesehen hab hab ich erst gedacht die Motoren wären unten in den Röhren, dann würde das sicher nicht fliegen. Aber ich denke auch dass die so gut fliegen wird.
Repulsor

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Beitrag 7639288 [Alter Beitrag07. Dezember 2016 um 17:04]

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wie ist das Ding den geflogen? Wir im Oberth-Museum haben übrigens einige Bilder zu den verschieden Ausführungen des Vierstabers. Selbst einige Zeichnungen vom "Ofen" und den Tanks sind vorhanden. Deiner ist gut getroffen.

Das schlechte flugverhalten ist vor allem dem ungenügenden Startschub geschuldet. Die Rakete soll nach Rolf Engel ca. 50 kg gewogen haben und der Motor vom Typ 1,7/200 erreichte nach Diagrammen folgende Daten:

Schubdiagramme Nr. 31-33. Von den Brennversuchen am 13.04.1933 um 10 00 Uhr (Pmax = 121 kg, PØ = 100 kg, Verb. 45 kg= 1,53 kg/sec), und 17 30 Uhr (Pmax = 160 kg, PØ = 100 kg, Verb. 35 kg = 1,32 kg/sec) und 14.04.1933 um 11 00 Uhr (Pmax = 230 kg, PØ = 146 kg, Verb. 35 kg = 1,59 kg/sec). Insgesamt sind die Schubdiagramme Nr. 31-34 erhalten geblieben. Das Kurzzeichen H im oberen Diagramm steht für Hans Hueter.

bzw.

Schubdiagramme Nr. 34 vom Brennversuch am 15.04.1933 um 12 00 Uhr (Pmax = 215 kg, PØ = 165 kg, Verb. = 2,04 kg/sec). Das Kurzzeichen H steht wiederum für Hans Hueter.

Übrigens sind diese großen Motoren alle weder von Rudolf Nebel, noch von Klaus Riedel, sondern von Hans Hueter konstruiert.

Damit zeigt sich, dass bei einer Startmasse von 50 kg wohl nur 100 kg Schub das Teil weggezogen haben. Damit war es sehr Seitenwindanfällt. Weiterhin hat auch die kurze Führung dem Vierstaber kaum für Flugstabilität sorgen können.

Im Vergleich hat Karl Poggensee seine Raketen von 1930 bis 1932, dank seiner stärkeren selbst hergestellten Feststoffraketen, seine Raketen direkt vom Boden weg, ohne jede Führungsschiene, senkrecht aufsteigen lassen. Zwar lagen hier über den Motoren noch die "Geräte" und der Fallschirm, und noch unten hin lange Stäbe an den die Flossen befestig waren.

Ungenügender Schub war immer ein Problem, dass eine aufwendige Steuerung nötig machte.

Karlheinz

PS. von der bemannten Pilotenrakete gab es zwei Versionen.

KR
AchimO

Wasserratte

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Beitrag 7639290 [Alter Beitrag07. Dezember 2016 um 20:09]

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Das Modell des Vierstabers ist recht gut geflogen. Hier ein Video vom P1-Flugtag im September:

Vierstaber

Ich fand an dem Tag nur mein kleines Kevlar-Tuch nicht und mit dem großen ist der Fallschirm prompt im Rohr steckengeblieben. Ist aber dabei nichts weiter passiert.

Für den Bau hatte ich leider nur die Bilder auf der Webseite von Daedalus zur Verfügung, von denen ich mir eines etwas vergrößert habe; immerhin ein echtes Foto.

Bei Modellbauern geht man allgemein von Stabilität aus, wenn der Gewichtsschwerpunkt (Center of Gravity CG) ausreichend weit vor dem Druckschwerpunkt (Center of Pressure CP) liegt. Dabei setzt man i. A. auch das Vorhandensein von Flossen voraus.

Bei dem originalen Vierstaber hätte ich daher einige Zweifel an der Stabilität, zumindest so lange die vier Stäbe noch mit den Treibstoffen gefüllt sind. So habe ich auch die Ausführungen auf der Daedalus-Webseite zum Vierstaber verstanden. Daher habe ich bei meinem Modell die "Stäbe" als offene Rohre ausgebildet, die allerdings etwas von den schräg verlaufenden Stäben abgedeckt sind.

Schon klar, wenn in der Startphase der Schub zu gering ist und Flossen noch nicht stabilisieren können, braucht man weitere Mittel.

Einen Besuch des Hermann-Oberth-Museums habe ich mir schon fest vorgenommen. Für mich wären dann Informationen zum "Zweistaber" interessant. Den kannte ich bisher noch gar nicht.
Vielen Dank schon mal für das Informationsangebot!

Gruß
Achim

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