Lieber Reinhard,
Raketen brauchen aufgrund ihrer kleinen Flossen, Gesamtgeometrie und des geringen Gewichtes eine extreme Anfangsbeschleunigung- stimme ich mit Dir voll überein- aber ein Space Shuttle ist ein Delta Flugzeug, welches von sich aus schon hohe Trägheitsmomente hat und bereits bei ca 12m/s durch die hohe Flächentiefe (Delta) bereits aerodynamisch gesunde Steuerungsmöglichkeit zeigt.
Drallstabi fällt wegen Komplexität und negativer Flugbahnbeeinflussung im Gleitflug aus, kreiselstabilisierte Motorsteuerung müßte die ersten 6-10m überbrücken, wobei eine Startführung von 3m sicherlich angebracht wäre.
Der Druckbehälter einer Wasserdampfrakete muss sicher druckgeprüft werden, das könnte ich uU auf die Reihe kriegen.
Die Komplexität des Shuttles hält sich für einen Flugmodellbauer relativ in Grenzen. Die Festigkeit ist einfach beherrschbar, je nach Scaleaufwand mehr oder weniger Bauzeit. Aerodynamisch hat sie auch keine Tücken, ist halt ein fliegender Widerstand und Thermikkreisen möchte ich sowieso nicht damit.
Danke für Deine Vorschläge.

Lieber Markus,

Die Schwerpunktbeeinflussung ist sicherlich enorm, weshalb der Tank ziemlich im SP (leicht dahinter) liegen müsste. Das wiederrum bedingt eine spezielle Form des Tanks, damit das Wasser hauptsächlich im SP sitzt.

Ich glaube auch dass der Wirkungsgrad (auf lange "Brennzeit") sehr schlecht sein muss ,da einfach viel Masse im Vergleich zum Shuttle mitgehoben wird. Aber ohne überschlagige Berechnung kann ich auch nur raten.
Die Schubwirkung sollte auch nur im senkrechten Steigflug genutzt werden, dafür aber eine Geschwindigkeit von geschätzt nur 50m/s aufgrund des hohen Luftwiderstandes bei Brennschluss um am Ende der "Bogenlampe" im Horizontalteil ca 15-20m/s aerodynamisch in den Gleitflugteil einsteigen zu können.

Lieber Neil,

Es gibt nur wenige Harze die überhaupt bis 300°C mitmachen und die müssen sorgfältigst getempert werden. (Auspuffe für Rennmotorräder), haben aber bei diesen Temperaturen auch keine ausreichende Festigkeit mehr. Hartalu müsste gehen, Stahl ist auch eine (schwere) Alternative.
Muss mich mal rechnerisch spielen, wie/ob man max 25kg Startmasse mit einer Wasserrakete 300m hoch kriegt.
Die Kreisel habe ich selber schon mit locker 10 g belastet + Vibrationen vom Einzylinder 2 Takter Marke Dampfhammer, haben immer klaglos funktioniert. (Elektronische- keine alten mechanischen Kreisel). Ich weiß das 10 g für einen Raketenmodellbauer nicht viel ist- aber ein Shuttle dieser Größe/Gewichtsklasse würde auch nicht mehr überleben.

Turbinen habe ich schon in den verschiedensten Schubklassen gehabt. Um 1g Nettobeschleunigung zu bekommen, dürfte das Shuttle bei einem 180N Triebwerk so ca. 8kg Gesamtgewicht haben wobei die Antriebseinheit mit ca 0,5l Sprit so um die 2500g hat. Da wäre eine Spannweite des Shuttles von ca 140 cm möglich. Hört und fühlt sich aber irgendwie falsch an. Cheaterholes für Luft usw.

Hybrid ist für mich auch denkbar. Regelbar ist ok aber nicht unbedingt Vorraussetzung, den gesamten Motor um ca 5° in allen Achsen schwenken ist eine Frage der Motorbefestigung und lösbar. Schub von ca 700N bei einer Brenndauer von 10 sec und sicheres Startverhalten für mich schon etwas anderes!
Wenn Du in dieser Hinsicht etwas brauchbares hast (vergleichbar mit existierenden funktionsfähigen Systemen) könnte ich Dich unterstützen, da ich einige Drahterodiermaschinen (Charmilles von 310, 440cc bis 510), normale Erodiermaschinen (King Spark), Elektroerosive Bohrmaschine King Spark), 3-achs Fräsen (MCV 10 + MCV 100 plus einige Mahos bis 600M) und 5-achs Fräsen (2x Hermle) und zwei Flächenschleifmaschinen (Blohm und Proth) zur Verfügung habe.

mfg
Wolfgang

Zitat:

---

Wenn Du in dieser Hinsicht etwas brauchbares hast (vergleichbar mit existierenden funktionsfähigen Systemen) könnte ich Dich unterstützen, da ich einige Drahterodiermaschinen (Charmilles von 310, 440cc bis 510), normale Erodiermaschinen (King Spark), Elektroerosive Bohrmaschine King Spark), 3-achs Fräsen (MCV 10 + MCV 100 plus einige Mahos bis 600M) und 5-achs Fräsen (2x Hermle) und zwei Flächenschleifmaschinen (Blohm und Proth) zur Verfügung habe.

---

Hoho, das klingt doch mal ordentlich. Da ich zur Zeit nur eine Drehbank habe, ist meine Konstruktion auch in diese Richtung ausgelegt. Wenn es denn aber mal nicht mehr ohne Fräsbank auskommt, dann werde ich mich mal melden

Ich würde dir zu einem Hybriden empfehlen. Da gibt es einfach mehr Erfahrung in der Szene als mit Heißdampftriebwerken. Im englisch sprachigen Bereich gibt es sogar einige Programme oder Excel-Sheets mit denen man Hybride berechnen kann. Man manipuliert ein bißchen an Schub und Brenndauer herum, und bekommt dann Angaben für die Düse und den Injektor sowie Tankvolumen und Graingröße. Das ganze hat sich auch schon in der Realität bewehrt. Ein bißchen testen bleibt aber nicht aus.

Wie genau soll das Shuttle bestückt werden? Es hat im Original ja 2 Booster und drei Triebwerke im Heck.

Gruß

Neil

High Neil,

Bin kein Träumer und verfolge eigentlich das KISS Prinzip (Keep it simple stupid!) Also ein Treibsatz im Heck ist mir ausreichend- multi Zündungen muss ich nicht haben. Probleme quadrieren sich normalerweise! Also drei Motoren 9fache Problematik.
Habe bei den Turbinen auch gelernt, dass man umso mehr Probleme mit Betriebsicherheit und Wirkungsgrad bekommt je kleiner die Dinger werden. Ist bei Flugzeugen genau so. Ein 3-4m Spannweite Gerät fliegt einfacher als ein kleines mit hoher Flächenbelastung.
Also müßte ein Treibling den geforderten Schub erreichen.

mfg
Wolfgang

Hi,

ich denke schon das du bei so einem Projekt etwas Wert auf Scale legst. Hast ja selber geschrieben das du keine Luftlöcher für Turbinen haben möchtest. Also sollte das Shuttle komplett mit Tank und Boostern starten. Das Problem bei der Konfiguration ist der gemeinsame Schwerpunkt und der Druckmittelpunkt. Der Schubvektor sollte immer durch den Schwerpunkt gehen, sonst wird das Objekt in Rotation versetzt. Richtig scale sieht es aus wenn die beiden Boostern feuern. Das ist ja auch das was man beim Shuttlestart sieht. Die Flamme und den rauch der beiden Booster. Die drei Wasserstoffflammen des Shuttle selber, fallen kaum auf. Erst bei einem Nachtstart kann man diese erahnen. Die Booster übertönen alles. Daher wäre es doch Schade, wenn das Gesamtbild durch nur eine Flamme getrübt wird.
Hybride clustern kann schwierig sein, da sind Feststoffmotore sicherlich einfacher, aber für unmöglich halte ich das nicht. Werden diese regelbar, so kann man den unterschiedlichen Schub und das seitliche Kippen ausgleichen. Schwierig wird das nicken des Ganzen. Mit steigender Geschwindigkeit steigt der Luftwiderstand des Shuttles und das Ganze beginnt einen Bogen zu fliegen. Okay, das macht das Original aber auch. Den Schwerpunkt könnte man mit Ausgleichsgewicht im Tank gegenüber dem Shuttle wieder in die Mitte bekommen. Dann bräuchte man nur zwei Triebwerke.

Gruß

Neil

Hallo Neil,

hast schon recht, das Shuttle soll möglichst scale werden (nicht wettbewerbstauglich aber doch stimmig).
Wenn die Booster (nicht angetrieben) aus Styro geschnitten werden, haben sie ungefähr 10% Gewicht vom Shuttle. Somit ist das Moment durch Beschleunigung relativ gering und sollte durch anstellen der Düsen ausgeglichen werden.
Das zunehmende Luftwiderstandsmoment sollte durch die Höhenruderfunktion in den Griff zu kriegen sein.

Wenn aber die beiden Booster feuern, der Wasserstofftank leer ist und das Shuttle selbst keinen Antrieb hat, dann gibt es gewaltige Festigkeitsprobleme, da das Shuttle in diesem Falle mindestens 50% des Gewicht ausmacht und die Hebel dann sehr ungünstig sind. Auch die Verbindungen müssen 700N Schub aushalten und das wird schon eine Aufgabe. Ausserdem treten Schwingungen auf, die die notwendigen Festigkeiten um ein vielfaches steigern und somit wieder das Gewicht.

Da zünde ich lieber Rauchpatronen in den Boostern, dürfte auch gut aussehen.

mfg
Wolfgang

Jo,
Zwei Hybriden in den Boostern so abzustimmen, daß das System nicht giert, halte ich für extrem aufwendig bis unlösbar. (Oszillationen der Motoren)

Ein zentraler Hybridmotor. Hat sogar (bei richtigem Treibstoff) die korrekte Flammenfarbe und keinen Rauch. Fette Rauchladungen in den Boostern plus Halogenspots nach unten, die den Rauch von innen beleuchten, sollten für den Booster-Effekt reichen.

50m/s Vertikal mit der aerodynamischen Katastrophe ist schon abitioniert Kenne das nur von extrem motorisierten und gleichzeitig sehr schlanken Hotlinern.

Steuerung des kompletten Motors ist bei der Größe recht unpraktisch, würde eher über Strahlruder nachdenken. Weniger Aufwand (Aufbau, Wege, Stellkraft), mehr Effekt.


Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 11. Oktober 2007 um 19:57

Zitat:

---

Original geschrieben von hybrid

Jo,
Zwei Hybriden in den Boostern so abzustimmen, daß das System nicht giert, halte ich für extrem aufwendig bis unlösbar. (Oszillationen der Motoren)

---

Wie waere es mit zwei Hybrid-Brennkammern in den Boostern und einem zentralen N2O Tank.
Wenn beide Motoren dieselbe Brennkammergeometrie aufweisen und durch den selben Tank gespeist werden sollten sie zumindest gleich osszilieren.

mfG
Roman

Zitat:

---

Zitat:

---

Original geschrieben von hybrid

Jo,
Zwei Hybriden in den Boostern so abzustimmen, daß das System nicht giert, halte ich für extrem aufwendig bis unlösbar. (Oszillationen der Motoren)

---

Wie waere es mit zwei Hybrid-Brennkammern in den Boostern und einem zentralen N2O Tank.
Wenn beide Motoren dieselbe Brennkammergeometrie aufweisen und durch den selben Tank gespeist werden sollten sie zumindest gleich osszilieren.

mfG
Roman

---

Nette Idee.
Ich tendiere immer dazu zu schauen was es denn schon so gegeben hat. Mir fällt da spontan der Raketenrucksack ein. Der hatte eine Reaktionskammer und eine "Y-Düse". Das war da nur möglich, weil die Temperatur unter 1000°C lag und hochwarmfester Stahl verwendet wurde. Diese Kontruktion hatte keine Probleme mit gieren.
Ich denke man muss das System rückkoppeln. Eine Elektronik mit Servo wird wohl zu langsam sein. Wenn ich richtig gemessen habe, schwang der Westcoast mit 180Hz.
Wie wäre die Idee mit einem Druckausgleichsrohr von Motor zu Motor. Diese wäre oben am Einspritzkopf. Das Rohr könnte man thermisch so gestalten, das es in der Brennzeit nicht zu heiß wird.

Gruß

Neil

Morgen Malte,

Hast recht, das fliegende Scheunentor hat Widerstand ohne Ende. Wenn die Booster und der Tank weg sind, beginnt sich das ganze zu normalisieren. Ein Racer wird es trotzdem nicht. Dafür ein Schub/Gewichtsverhältnis von mehr als 4/1 nach dem Abwurf, da kenne ich keinen Hotliner der da mithalten kann. Bin meine Jets mit ca 0,8/1 geflogen und da bin ich gerne vom Gas gegangen. Ausserdem hat der Brummpeller einen gewaltigen Schubverlust bei Geschwindigkeit, aufgrund der hohen Ausströmgeschwindigkeit im Vergleich zur Fluggeschwindigkeit bei Raketen/Turbinen, ist fast kein Verlust vorhanden.
Wenn die Abmessung klar ist, werde ich kurz mal drüberrechnen, es dürfen auch nur 35 m/s sein.

Morgen Roman,

Aufgrund diverser Bauungenauigkeiten und sonstigen Befindlichkeiten der Triebwerke wird nie auch nur annähernd der gleiche Schub vorhanden sein. Die Differenz mal dem Hebelarm gibt schon ordentliche Differenzen, die dann mit dem Seitenruder ausgeglichen werden sollten. Da glaube ich auch, dass es nicht funktioniert. Wovon Oszillationen in Triebwerk abhängen - obs nur der unterschiedliche Tankdruck ist- kann ich nicht beurteilen, da bin ich einfach zu "frisch" in dieser Materie.

mfg
Wolfgang

Hi,

die Oszilation kommt meiner Meinung nach durch die Eigendruckförderung. Die geförderte Lachgasmenge bestimmt den Brennkammerdruck und dieser wiederum die Fördermenge. Da ist kein dämpfendes Glied eingebaut. Da die meisten Hybriden mit einem Tankschlauch betankt werden, herrscht am Anfang ein sehr großer Druckunterschied was zu einer viel zu großen Fördermenge führt. Diese wiederum erzeugt dann einen viel zu hohen Druck in der Brennkammer was dann zu einem Minimum der Fördermenge führt. Dann geht alles von vorne los. Die Frequenz wird stark vom Brennkammervolumen abhängen. Versuche mit einem stättig steigenden Lachgasstrom haben gezeigt, das ab einem bestimmten Punkt eine Oszilation einsetzt. Nimmt man den Strom zurück, so hört auch die Oszilation auf.
Das Problem mit den unterschiedlichen Schubvektoren sollte kein Problem darstellen. Bei einem Cluster sollten alle Vektoren durch den gemeinsamen Schwerpunkt gehen. Das allerdings würde bei den Boostern einen zu starken Winkel nach sich ziehen was dann wiederum nicht scale aussieht.

Gruß

Neil