První raketové odpoledne v roce 2002.


Napřed krátký dovětek k poslednímu odstavci na předchozí stránce. Potěšující (alespoň doufám) skutečnost pro příznivce mých stránek : Ještě před změnou mého zaměstnání na přelomu roku a nutností uvolnit prostor na serveru bývalého zaměstnavatele se mi podařilo získat prostor pro své stránky na jiném serveru, a to dokonce bez nutnosti nějakých reklam, které živelně nenávidím. Takže stránky žijí a s jejich postupným rozšiřováním se pokračuje...:o)

Účast byla, jak už je ostatně dobrým zvykem, opět překvapivě hojná. I když, tentokráte byla většina příznivců jen v roli diváků, jak se ostatně v začátku roku, kdy jsou všichni po Silvestru materiálově vyčerpáni, dalo očekávat. Takže jsem to zachraňoval já, ale hlavně jeden kolega, který posunul pomyslnou laťku technologické úrovně raketových modelů dramaticky vysoko. Počasí se skutečně vydařilo, na začátek února rekordní teploty až kolem 15°C a jen mírný vítr, který umožnil i lety lehkých leteckých modelů. Vzpomenuli jsme našeho posledního prosincového setkání, které bylo vzhledem k mrazu a větru jen pro nevytrvalejší a z kterého ani není žádná obrazová dokumentace. Jasná obloha byla ale místy pokryta průsvitnou vysokou oblačností, která značně zhoršuje pozorování i natáčení letu raket.

Hned na klasickém úvodním obrázku, zabírajícím zdálky naše startoviště, je zachycen charakteristický kouřový útvar po rychle startující raketě s kanálovým motorem. No a jedná se o nejzajímavější model, který byl tentokrát k vidění.

Kolega, který tento model přinesl, již připravil vlastní stránku o jeho konstrukci a vybavení, takže já jej zde popíši jen stručně. Délka modelu je 800mm, průměr trupu 31mm, startovní hmotnost 321g, hmotnost motoru 110g, TPH SX-81 64g. Trup je ze skelného, stabilizátory z uhlíkového laminátu, hlavice vysoustružena ze dřeva. Elektronika snímá atmosférický tlak a ukládá do paměti, odkud se po skončení letu stáhne do počítače a přepočte na výšku letu.
Nyní několik obrázků:
  
  
Na prvním obrázku je rozložená raketa. Trup je dělený zhruba ve třetině, v první je elektronika, v zadní části je před motorem padáček, spojení je dřevěným válečkem. Na druhém obrázku je připravena ke startu z dotykové rampy. Třetí obrázek je "přistání" po neotevření padáku při druhém letu a konečně čtvrtý obrázek zachycuje situaci, která mě trochu irituje: Počítač na poli, na něj se připojí raketa, stáhnou a zpracují se data a pak skupina nadšenců nad tím půl hodiny mudruje. (Bože, kam to spěje...)
Oba dva starty jsem sledoval ze vzdálenosti asi 200m na plochém kopci, abych viděl, kam dopadla, kdyby zaletěla za něj. Starty byly krásně svislé, rychlé a ostré, motor má maximální tah kolem 100N. V obou případech jsem ji stihnul vyfotografovat, ale pak už jsem ji na obloze nenašel. Trup je průsvitný, pouze přelepený hnědými a zelenými pásky, takže dokonalé maskovací zbarvení... První přistání na padáku jsem zpozoroval až těsně nad zemí, daleko po větru do rozbahněné oranice. Druhé, na opačnou stranu než jsem stál a bez otevření padáku, jsem nezpozoroval vůbec. Je docela štěstí, že nedošlo ke ztrátě, naštěstí tam bylo dost jedinců a někteří nejspíš vynikají orlím zrakem.
Tady jsou grafy průběhu výšky v závislosti na čase letu:

Z grafů jsou odstraněny tlakové špičky, způsobené výmetem. První let je červeně, je na něm dobře vidět výmet padáčku těsně za vrcholem dráhy a bržděný sestup. Druhý let je modře, při něm zřejmě došlo k pokusu o výmet ještě před vrcholem dráhy, ale asi byl slabý a nestačil na rozpojení trupu za dané rychlosti. Výsledkem byl klasický balistický let a půlmetrová díra v poli. Přes určité zkrácení rakety a podrcení elektroniky se podařilo data z paměti stáhnout.
Jinak změřená data dobře odpovídají počítačové simulaci letu kromě úseku vzestupné fáze letu vysokou rychlostí, kdy ale není možné citlivě měřit statický tlak okolní atmosféry. Ale i tak jsou tyto první výsledky příjemným překvapením.
Instruktážní video (2.2M) i s jedním startem a následky druhého "přistání".

Tentýž kolega přinesl i několik zkušebních raketek se shodnými motory, vybavené dvojicí kratších stabilizačních lišt přilepených trochu do spirály, aby udělovaly raketce rotaci. Hlavice dlouhé duté sádrové, odlévané do silikonové formy, uvnitř světlice a trochu prachu.
Obrázky a video (2.6M) devíti (!) startů.
U videa je pěkný zvuk, stojí za to ho zesílit a dobře poslouchat. U druhého startu je po skončení běhu motoru slyšitelné hvízdnutí.
Raketky jsou vypouštěny zevnitř trubkové rampy, upnuté ve stojanu. Na druhém obrázku jsou vidět "nožičky" - stabilizační lišty raketky, zasunuté do trubky zespoda. Kolega tento způsob stabilizace upřednostňuje, mě se ale jevila jako trochu sporná. Pokud raketka dostane tu správnou rotaci, letí nádherně rovně, ale někdy to nevyjde a zahne nebo letí spirálovitě, jak je zachyceno na třetím obrázku. Dostup je pak citelně menší. Ukázalo se ale, že kolega jednak zkoušel použít až příliš krátké lišty, což je vidět na obrázku zcela vlevo. Posléze jedna z jeho raketek měla místo lišt plastikové laboratorní pipety... Pak se není čemu divit. Dle jeho zkušeností vede použití dvou půlmetrových lišt místo jedné metrové k výrazně lepším výsledkům.
Duté hlavice byly vybaveny světlicí, teď nevím, jestli jednou nebo několika tabletami, a trochou prachu. Jeho zážehem se křehká hlavice rozpadne, což je z bezpečnostního hlediska výhodné, a světlice by se měly rozlétnout. Pohříchu zážeh světlic se moc nevede, viděl jsem jen jednu pěknou červenou. Já tento problém nespolehlivého zážehu světlic řeším dutými světlicovými tabletkami, v centrálním otvoru o průměru 4mm je natlačena dvojmo stopina a zážeh je pak bezproblémový. Zase to vyžaduje pomaleji hořící světlicovou směs.
Na posledním obrázku je přiblížen efektní obláček po zážehu hlavice.


Vaškova plochodrážnice je pěkný termín, kterým označil tuto raketu další kolega. Video (1.75M) ze čtyř startů a nejzajímavější obrázky:
 
Let, zachycený na videu jako první, dal této raketě její legrační jméno. Ostatní lety skončily přemety a kličkováním ve vzduchu a posléze i na zemi. Raketa je zhotovena z plastových dílů, získaných zřejmě někde na skládce domovního odpadu, takže žádná škoda a navíc takovéto zacházení přežije bez úhony. Důvodem její nestability je příliš malá plocha stabilizátorů, raketa se pak po startu, na rozdíl od přestabilizovaných modelů, odkloní po větru a začne dělat ve vzduchu přemety. Byla poháněna motorky s čelním odhoříváním jádra o průměru 19mm, zhotovených pouhým stisknutím konce plechové trubičky ve svěráku v přípravku, aby vznikla "tryska". No, na vyvolání všeobecného veselí to bohatě stačí. Jinak má ale Vašek dost smůlu, kdykoliv předvádí nějaké výtvory většímu publiku, skončí to haváriemi. Sám jsem viděl dva lety "plochodrážnice" do několikanásobné dálky, nízko nad zemí krásným vodorovným letem.

Ke startům pro obveselení publika bezesporu patří i lety PET lahve, poháněné tímtéž typem motoru. Na videu (740k) jsou zachyceny tři lety, a nichž zvláště poslední s "mezipřistáním" si zaslouží pozornost.


Moje klasické, již několikrát popisované raketky s čelním odhoříváním jádra:

První dvě shora jsou z hliníkové trubičky 22/19mm, získané rozřezáním konstrukcí skládacích lehátek, získaných ve šrotu. Trysky keramické, případně z krátkého šroubku M6 plus sádra nebo dřevo, průměr hrdla 2.5mm. U první je pouze přilepena světlicová tableta s centrálním otvorem a provlečenou stopinou. U motoru s nízkým tahem po delší dobu ani moc nevadí, že "hlavice" není zrovna aerodynamicky výhodná.
 
Druhá raketka má hlavičku ze světlicové směsi, vytvarovanou do lukoprenové formy. Doletí dál, ale výroba hlaviček je problematičtější z hlediska použití vhodného pojiva, jeho nutného vyššího procentuálního obsahu ve směsi a možnosti brzkého vyklopení z formy bez jejího zalepování. Let světlicové hlavičky je přiblížen na obrázku vlevo.
Poslední je ze světlicové patrony, což je tenkostěnná hliníková trubička o průměru 26/25mm s dýnkem. Malé světličky nebo jiná vhodná náplň je zhruba v první třetině, uprostřed je epoxidem vlepena zátka dlouhá cca 20mm s centrálním kuželovým otvorem, otevřeným ve směru k trysce a vyplněným TPH. Zátky odlévám z hořlavého epoxidového tmelu do lukoprenové formičky, ale mohou být i vytočené dřevěné. Následuje zalepení papírové trubičky o průměrech 25/24mm, musí být dost přesná, těsně zasunutelná, ve funkci tepelné izolace. Bez ní se tenkostěnná hliníková trubička rychle propálí. Po vytvrzení TPH v zátce i epoxidu se motor doplní TPH kromě posledních 20mm. Lehké zalisování je dobré. Po vytvrzení se jádro v ose opatrně navrtá vrtákem o průměru 5mm do hloubky cca 5-8mm a do otvoru se natlačí kousek přehnuté stopiny. Nakonec se zalepí tryska, zhotovená z dřevěného válečku, získaného odpíchnutím z násady na koště o průměru 24mm, v ose válečku je zalepeno hrdlo z krátkého šroubku M8 o průměru 3mm. Já ale v tomto případě použil hrdla 3.5mm a delší (10-12mm) navrtání jádra, tím se zvýší počáteční tah motoru.
V těchto motorech jsem z největším úspěchem použil malé lisované světličky o průměru 10mm s centrální dírkou 4mm, v ní dvojmo kousek stopiny ve tvaru závlačky. Světliček se tam vejde 10-15 a efekt je krásný, jako malá silvestrovská kulová puma. Po vznícení se patrona roztrhne a světličky se rozlétnou. Chce to ale v noci, přeci jen jsou maličké. Na tomto setkání jsem měl takto naplněný motor jen jeden, za silného světla nejsou světličky vidět. Jejich výroba je pracná a zdlouhavá. Rychle, ručně bez lisování, vyrobené světličky tvaru kuliček nebo destiček nevydrží tlak, nutný k roztržení patrony, a jde spíš jen o záblesk a zajiskření, za dne neviditelné.
Na motory z Al trubek je třeba stabilizační lištu po přilepení ještě zajistit lepicí páskou, odolnou vyšší teplotě, jinak lišta předčasně odpadne. Obyčejná hnědá papírová páska je spolehlivá.
Na videu (2.4M) je zachyceno šest letů těchto raketek. Jsou to raketky pro noční lety, takže už ani nepřikládám žádné obrázky, jejich kouřová stopa je nevýrazná.

Motor s dvojvrstvým jádrem je další můj rozpracovaný projekt. Cílem je zvládnout rychlou výrobu motorů s vysokým počátečním tahem, který něco unese a rychle odstartuje, ale pak s dlouhým menším tahem aby letěl efektně a vysoko. Malý motor s odhoříváním jádra z centrálního kanálku na sorbitolovou TPH je na můj vkus příliš rychlý a rasantní, s čelním odhoříváním jádra moc neunese a udělat velký je technologický i hmotnostní problém.
Již dříve jsem vyzkoušel nanést na vnitřní stěnu pláště motoru napřed vrstvu vytvrditelné kompozitní TPH a poté motor doplnit klasicky sorbitolovou TPH. Po zjištění, že to vede minimálně k zajímavým efektům, jsem vyzkoušel mnoho směsí a nakonec jako nejvhodnější a hlavně dostupnou a levnou použil směs, kde oxidační složkou je dusičnan sodný, mletý s přídavkem oxidu železitého, a palivovou složkou je směs epoxidu, metanolu a práškového hořčíku. Bližší údaje zatím neuvádím, směs je ve stádiu zjišťování nejvhodnějších poměrů, stability a vlivu dalších komponent.
Konstrukce motoru je navržena dle mé oblíbené zásady, že v jednoduchosti a účelnosti je krása a s ohledem na co nejjednodušší formy pro odlévání tablet TPH. Motor je v podstatě složen z trysky a několika shodných, za sebou slepených tablet, z nichž poslední vepředu nemá centrální vývrt a funguje jako zpožďovací. Slepený celek je nakonec olaminován. Vnitřní kuželové plochy vnější vrstvy TPH jsou důležité z několika důvodů. Jednak kvůli snadnému vyklepnutí vnitřního dílu odlévací formy, ale hlavně z důvodu spolehlivého a plynulého zážehu. Kompozitní TPH se dost obtížně zapaluje a v případě hladké válcové plochy by vůbec nemusela chytnout nebo až se zpožděním. Takto, ať už se jedná o jeden dlouhý kužel nebo kaskádu kratších, tak plocha odhořívání rychlé vnitřní TPH plynule klesá a povrch vnější vrstvy se obnažuje postupně. Tím je simulován efekt kokonylu pro vyrovnání nerovnoměrného zahrazení u kanálového motoru s kruhovým centrálním vývrtem a vnější vrstva se může postupně prstencovitě zažehnout, čemuž napomáhají obnažující se hrany u motoru složeného z tablet tak, jak je na obrázku. Pro "zátkovou" tabletu je použitelná tatáž formička, může to být tatáž tableta, pouze bez vývrtu. Lze do ní předem zaintegrovat zážehovou směs, třeba zatlačením ploché tablety ze zážehové směsi do čerstvě naplněné zátky. Vnější průměr tablet je v mém případě 28mm a délka 20mm, ale pro zátkovou je to málo, prohoří dřív, než dohoří vnější vrstva TPH. To je ale zase vhodné pro světlicovou hlavici.
Nejjednodušší formička na odlévání vnější kompozitní vrstvy TPH, nákres v částečném řezu. Na vnější plášť formičky jsem použil odřezky silnostěnných PVC vodovodních trubek, které měly požadovaný vnitřní průměr 28mm a krásně hladkou vnitřní stěnu. Trubku stačí nařezat, jde to třeba pilkou na železo, na potřebné kousky a ty orovnat na soustruhu. Jádro formičky je z polykarbonátové tyče o průměru 30mm, zakoupené ve Feroně. Stačí z tyče odpíchat válečky, osadit je na průměr 28mm a vytočit kužel.
Vnitřní díl formy je vlevo dole, pohled do kousku trubky vlevo nahoře, vpravo nahoře je sesazená forma. (Vpravo dole je moje původní lukoprenová formička se strmějším kuželem na zátkové tablety.) Konec kužele vnitřního dílu lehce přesahuje přes konec trubky, to na obrázku není vidět, ale je to důležité. Nyní stačí sestavené formy postavit, na konec kuželu kydat směs a poklepáním jí sklepat do formy. Po vytvrdnutí se forma postaví na kus trubky a paličkou se vyrazí vnitřní díl formy ven. Pak se nasadí váleček a lisem se jádro vylisuje z pláště formy. Pokud se rovnou vyrazí jádro nalepené na vnitřním díle formy z pláště formy, stačí rána dřevěnou paličkou na maso kalibrovanou silou do konce kužele a vlivem pružnosti materiálu jádro z formy seskočí. Takže výroba rychlá a jednoduchá.
Dalším krokem je orovnání čel jader na soustruhu, ostrým nožíkem a malou řeznou rychlostí. Hotová jádra se předehřejí a postupně se postaví na kousky igelitu nebo alobalu a kuželová dutina se vyplní sorbitolovou TPH. To je jednoduché a rychlé. Po vytuhnutí se projede centrální vývrt vrtákem, což při malé délce tablet je snadné a rychlé. Vrtat je třeba novým, tence tukem potřeným vrtákem malými otáčkami, napřed zhruba do poloviny a pak z druhé strany, jinak se křehká sorbitolová TPH vyštípne. Hotové tablety se překontrolují, jestli na sebe dobře dosedají, a případně se ještě provede orovnání.
Obrábění je nutno dělat ostrými nástroji a malou rychlostí. Obě TPH se obtížně zapalují, ale přesto je nenulová pravděpodobnost vznícení tablety, raději být na tuto možnost připraven.
Na obrázku vlevo jsou odlité kompozitní části jader, vpravo hotové tablety.
Jádra s tenkou hrankou jsou původně zátky, odlévané do výše zmíněné lukoprenové formy. Je na nich vidět, že směs je odlitelná i do vrstvy tloušťky pouhé 2mm. Masivnější jádra jsou odlita do forem z PVC trubky. Taky jsem zkoušel odlévat jádra délky 50mm, ale už je to obtížnější a jsou větší potíže při rozebírání formy a stahování vytvrzených jader a jejich plnění sorbitolovou TPH a vyvrtávání dlouhého kanálku, lepší je více krátkých forem. PVC trubku vodovodní netřeba separovat, polykarbonátové jádro formy stačí separovat tenkým potřením voskovou pastou.
Na obrázku hotových jader je vlevo nahoře pohled na dvouvrstvé palivové tablety ze strany silnější vrstvy vnější kompozitní TPH, uprostřed pohled zboku, dole ze strany silnější vnitřní vrstvy rychlé sorbitolové TPH aditivované elektronovými šupinkami. Vpravo nahoře pohled na zátky z vnější strany, t.j. ke hlavici, rychlejší centrální směs poněkud vyčuhuje. Uprostřed zboku delší a kratší zátka, dole pohled z vnitřní strany na zalitou zážehovou tabletu.
Příklad motorů a raketek z dvojvrstvých jader:
Tablety jsou mezi sebou i s keramickou tryskou slepeny epoxidem. Slepená sestava se otočně upne mezi hroty a provede se olaminování, v mém případě s použitím rowingu. Na hotové motory se přitmelí hlavice a stabilizační lišty, nainstaluje se zápalnice a tím jsou raketky připraveny k letu.
Všechny tři raketky letěly úspěšně. Lišily se pouze délkou části s kanálkem, tu měly 40, 50 a 60mm. U nejkratší byl tah vnější vrstvy TPH vlivem nedostatečného zahrazení slabý, zato nejdelší letěla excelentně. Doba zpoždění zážehu hlavice, daná délkou přední tablety, se ukázala jako příliš krátká pro hlavici s petardou. Raketky se však nedají za slunečního svitu a světlé oblohy pozorovat, vnější vrstva TPH neprodukuje viditelnou kouřovou stopu. Zato produkuje výrazný oranžový plamen, za šera nebo v noci svítí jak světlice, ale za slunce proti přesvětlené obloze snadno zmizí z dohledu. Zato je slyšet výrazný hukot. Všechny tři starty jsou na videu (1M), na němž je ale zajímavý hlavně ten zvuk.

"Kilovka", další velká atrakce raketového odpoledne, byla poháněna prozatím nejmohutnějším motorem, který jsem kdy dělal. Takovýchto motorů připravím jenom několik málo do roka, přeci jenom je jejich materiálová náročnost a pracnost větší.
Základem motoru je PVC trubka o průměru 64/60mm. Tryska je dřevěná, průměr hrdla 17mm, délka 50mm. Jádro ze základní sorbitolové TPH má celkovou délku 150mm, centrální kanálek o průměru 22mm a délky 100mm. Zátka je dřevěná délky 50mm s centrálním vývrtem o průměru 4mm, ve kterém je dvojmo napasován kousek stopiny. Tato konstrukce je nejjednodušší a spolehlivá. Jako zpoždění funguje část jádra pod zátkou bez vývrtu, která odhořívá čelně. TPH produkuje výraznou kouřovou stopu, takže je raketa dobře pozorovatelná i ve značné výšce. Hotový motor je vybaven pevnostní vrstvou pláště tak, že se otočně upne, natře epoxidem a navine se na něj skelná tkanina. V tomto případě to bylo 5 vrstev tkaniny o gramáži kolem 130g/m2. Tkanina se nechá na koncích přesahovat a zalemuje se na trysku i zátku.
Aby raketa na tento motor dosáhla velké výšky, musí mít nějakou hmotnost nebo těžší hlavici. Do této hmotnosti se naakumuluje kinetická energie a raketa pak setrvačností vystoupá do značné výšky. Samotný motor jen s lehkou hlavicí nevyletí tak vysoko. Jakmile motor doběhne, odpor vzduchu nyní již velmi lehkou raketu rychle zabrzdí. Je nutno si uvědomit, že létáme v husté atmosféře a naším stěžejním nepřítelem je aerodynamický odpor, v řídké atmosféře nebo dokonce ve vakuu by tomu bylo samozřejmě jinak. Problém ale je, že na takovýto motor je třeba pro velký dostup dát tak kilovou hlavici a to samozřejmě z bezpečnostních důvodů nemohu.
Celková délka motoru je čtvrt metru, hmotnost cca 1kg.

Konkrétní raketa měla asi tu nejjednodušší možnou konstrukci. Na stabilizaci byla použita kvalitní lišta, přilepená na plášť epoxidem. Jako velmi důležité se u rychlých raket ukázalo přilaminování lišty páskem skelné tkaniny napříč u okraje motoru, zabrání jejímu odštípnutí. Páska je na obrázku trochu vidět, uprostřed má červenou vodicí niť. Přes motor s lištou byla ještě navléknuta válcová část PET lahve a opatrně smrštěna horkovzdušnou pistolí. Smrštění i jeho síla jsou značné. Hlavice byla taktéž zhotovana z PET lahve vhodného průměru a opatrně smrštěna. Je nutno velmi opatrně a s rozmyslem, proud horkého vzduchu z pistole nesmí zasáhnout snadno vznětlivou část! Vnitřek hlavice z PET lahve se musí něčím vypěchovat, jinak se dynamickým tlakem za letu zbortí. V mém případě byl uvnitř souose s motorem těsně napasovaný váleček získaný slepením světlicových tablet o průměru 32mm s centrální dírkou 4mm. Stopina, dvojmo natlačená do zátky motoru, pokračovala dopředu skrz světlicové tablety.
Let byl, jako ostatně vždy, úchvatný. Tah motoru je doprovázen silným hukotem a za raketou je hustá kouřová stopa.
Video (1.84M) ze dvou kamer, z první bez přiblížení dá představu o výšce, z druhé s přiblížením ukazuje zážeh hlavice, který ale nebyl pro silně přesvětlenou oblohu moc vidět, a vybrané obrázky:
Další série obrázků je pořízena mým present fotoaparátkem...:
Komentář si zasluhuje zakončení letu. Hlavice a obalení motoru z PET lahví bylo strženo zážehem světlic, takže dolů padal jen samotný motor s přilepenou lištou. Jeho prázdná hmotnost je nízká, je bez hlavice a při dopadu se snadno zbortí, neboť vnitřní vrstva pláště z PVC trubky je v tu chvíli teplem změklá. Nicméně i tak přisviští z oblohy se svistotem značnou rychlostí a zaryje se hezky hluboko do ornice. Nějaká myšlenka, že kdyby náhodou padal na hlavy přihlížejících, tak že by uskočili nebo že by prázdný motor, neobsahující žádnou těžkou součástku, vážně neublížil, je očividně zcela lichá.


< < Předchozí Rakety hlavní stránka Další >>