[AR] Re: Sounding Rocket Fin Analysis

  • From: Craig Fink <webegood@xxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Sat, 13 Jul 2019 19:15:22 -0500

Hi Charlie,

Thanks for share, beautiful rocket red, White and blue.

I find your recovered data really interesting, hopefully you will be able
to recover the rest of it.

All Speculation on my part follows, but is the White color on your rocket
Frost?

To me, the data kind of looks like what one might expect if Hydrogen began
flowing at 2.3 seconds when the Pressure Altitude has an unexpected rise
which goes away after the failure at 6.1 seconds.

The Tilt Angle is also extremely interesting at 3.7 seconds, Mach 1 maybe.
The large increase in your tilt angle (11 degrees) over such a short time
span would indicate an angle of attack of 11 degree at this point.  If this
is where the rocket went supersonic, it would be entering the weird regime
where the fins are flying subsonically near the base, transsonic in the
middle and supersonic at the tips. Or, flying with Hydrogen on one side and
air on the other side of the same fin. The fins became ineffective and the
rocket diverged until the rocket body hit the supersonic dense air wall of
the hydrogen tube.  It stabilized out with supersonic air on one side of
the rocket, and all the hydrogen on the other. The rocket body slamming up
against the dense wall.

A different type of fin might be required. You could try pushing on the
supersonic tunnel walls with leaf springs fins. This is what the Russia's
Underwater Rocket the VA-111 Shkval did. It flew in a tube of gas and had
fins that pushed off and centered the rocket in the underwater tunnel. The
spring-out skids in the image
https://www.tonyrogers.com/weapons/shkval_torpedo.htm

Congratulations on being the first to remove the Sound Barrier.

-- 
Craig Fink
WeBeGood@xxxxxxxxx

On Fri, Jul 12, 2019 at 6:46 PM Charlie Garcia <dragonrider.hhcc@xxxxxxxxx>
wrote:

@Carl It was indeed last Saturday.
We have also used FinSim to estimate our flutter velocity, and we should
have had significant margin, unless the fins significantly softened due to
aeroheating. Thanks for the link, I'll read up! Tapered fins are an
interesting suggestion, possibly more doable than ever thanks to
CNC/Additive

@Ben We pulled values from a Monte Carlo run of OpenRocket (not great, not
terrible) and used 3 degrees at M3.5 as our design case. I believe we did
supersonic thin airfoil estimation of the C_L and then integrated over the
span of the fin. Our data shows very dynamic responses, it's already a
target for improvement. I'm not sure what our solution will be, spin
stabilization is unpopular since it wrecks the video. Control systems are
challenging, but maybe a single axis reaction wheel is doable?

Here's our tilt angle and roll rate, salvaged from the dead telemetrum
chip (Huge shout out to Bdale for making his source public so we could make
sense of the raw chip dump). We've got a few SD cards getting x-rayed now
to see about salvaging them. The memory chip on our MARSA is left somewhere
in the desert, so we are regrettable out of information there.
[image: image.png]

On Fri, Jul 12, 2019 at 1:27 PM Ben Brockert <wikkit@xxxxxxxxx> wrote:

How did you choose the AoA to base your structural analysis on? The USC
rocket had what looked like fairly aggressive inertia coupling, so if you
had a similar L:D and no roll control I'd expect you to get it as well.

On Thu, Jul 11, 2019 at 2:53 PM Charlie Garcia <
dragonrider.hhcc@xxxxxxxxx> wrote:

Hi All!
I'm a member of a student engineering team. We recently launched a 'P'
motor powered rocket that (probably) lost a fin at about Mach 3 around
10,000 ft. We did some analysis on the expected fin loads before flight,
and added a healthy safety factor to account for the admittedly lackluster
composites manufacturing quality control process we have in place. Our
design was based off the one that USC's Rocket Propulsion Lab recently flew
to space.
We've been reading up on load analysis and design load cases for
sounding rocket fins, and we were wondering if anyone on this list has
expertise or favorite texts in this area that they'd be willing to share.
Sincerely,
Charlie Garcia
[image: Screen Shot 2019-07-08 at 12.23.00 AM.png]


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