[AR] Re: Calculating CDs (was Re: In praise of Open Rocket)

  • From: crogers168 <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "crogers168" for DMARC)
  • To: "mark.spiegl@xxxxxxxxx" <mark.spiegl@xxxxxxxxx>, "arocket@xxxxxxxxxxxxx" <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Mon, 4 Jan 2021 16:23:20 +0000 (UTC)

Mark:
I'd previously posted an example, which is attached, which was a long burn 
Aerotech N1048 motor (16 sec burn time) rocket which burned out at 20K ft.  The 
data from the thrustcurve.org web site (TC on the plot, the original rasp.eng 
motor data used by RASAero II) is shown, and the thrust curve from the RASAero 
II trajectory output (RA on the plot) which includes variation of thrust with 
altitude is shown.  (Thrust on the plot is in lbs.)
As was shown on the thrust curve plot (which is attached), for the last thrust 
data point there was a straight line drop to zero thrust.  At the last point on 
the sea level thrust curve, lets say 0.01 lbs at sea level, the pressure 
difference at altitude is applied to the nozzle exit area and you get the last 
thrust value, then zero thrust.

What happens with more detailed modeling is that as the chamber pressure tails 
off the motor nozzle will unchoke at different chamber pressures because of the 
different atmospheric pressures.  The motor nozzle will stay choked longer at 
higher altitude (the nozzle is choked [Mach 1 at the throat] at chamber 
pressures greater than twice atmospheric pressure), so with more detailed 
modeling you don't get an abrupt shutdown, but a longer tail-off.

Again, taking the thrust curve data from the thrust stand, correcting it for 
sea level, and then using the pressure difference between sea level and 
atmospheric pressure as the rocket ascends is a good simple model.
Note that this simplified model works only if it is assumed that the chamber 
pressure time history stays the same.  The chamber pressure can vary, but it 
has to always vary the same with time with the same chamber pressure/time data 
points.

<<  Is there ever a case where site altitude 0 yields a higher max altitude 
than site altitude 1000? (assume everything else is equal)  >>

See my previous post on the launch site temperature inputs.  If the launch site 
altitude of 0 ft is in a very hot area, and the launch site altitude of 1,000 
ft is in a very cold area, maybe.  RASAero II will model this effect.


Charles E. (Chuck) RogersRogers Aeroscience



-----Original Message-----
From: mark.spiegl@xxxxxxxxx
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Sent: Sun, Jan 3, 2021 6:46 pm
Subject: [AR] Re: Calculating CDs (was Re: In praise of Open Rocket)

#yiv2676323622 -- filtered {}#yiv2676323622 filtered {}#yiv2676323622 
p.yiv2676323622MsoNormal, #yiv2676323622 li.yiv2676323622MsoNormal, 
#yiv2676323622 div.yiv2676323622MsoNormal 
{margin:0in;font-size:11.0pt;font-family:sans-serif;}#yiv2676323622 
span.yiv2676323622EmailStyle20 
{font-family:sans-serif;color:windowtext;}#yiv2676323622 
.yiv2676323622MsoChpDefault {font-size:10.0pt;}#yiv2676323622 filtered 
{}#yiv2676323622 div.yiv2676323622WordSection1 {}#yiv2676323622 >> For the 
Coast aero database (Step 5) you set the nozzle exit diameter to zero.  
(Power-Off.)  A question about nozzle diameter…  Hypothetically assume a nozzle 
attitude correction of +1000 lbf. If the motor outputs 0.001 lbf measured on 
the test stand at msl, is the total thrust really 1000.001 lbf?   This effect 
leads to a strange jump discontinuity at the end of boost. (Possibly related to 
the site altitude bug)  Is there ever a case where site altitude 0 yields a 
higher max altitude than site altitude 1000? (assume everything else is equal)  
   --MCS  

Attachment: N1048 Thrust with Altitude.jpg
Description: JPEG image

Other related posts: