[AR] Re: HPR trim tabs

  • From: "Richard Hagensick" <r.hagensick@xxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Sun, 17 Jul 2016 11:56:01 -0500

Don't know if attachments work.  If not we used "Handbook Development for 
Astrobee F AIAA-25865-264.  Our BALLS rocket this year required a cant of .383 
degrees.  You really can't get that kind of accuracy unless you CNC the fin 
can.  In fact, it is quite difficult to get 0 degree cant by any manual method. 
 Bill, if you want to try CNC I have a contact for a CNC guy in WY that does a 
great job.  He did both my 4" and 6" fin cans for me.  I can sent you a pic of 
the 6" if you want to see what we are using.

Richard Hagensick
 
-----Original Message-----
From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Wyatt Rehder
Sent: Sunday, July 17, 2016 11:34 AM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [AR] Re: HPR trim tabs

A supersonic speeds trailing edge tabs can lose effectiveness. This was a huge 
problem in the early days of supersonic flight, as the planes would suddenly 
lose control-ability when the plane went trans-sonic. It was found a vortex 
would form from the wings that would sit on-top of the control surface making 
it not effective anymore. They solved the problem by making the entire surface 
move instead of just a small one on the rear end. This is why if you look at 
any modern fighter jet the whole elevator surface will move.

You should be able to get around that problem and make the tabs work depending 
on how you design your fins, but it is a problem to be aware of.

Also canted fins, airfoils, and spin-tabs are all using basically the same 
mechanism.

I cant remember the equation for determining the optimal spin rate for rockets. 
I do remember one of the major factors in the equation was the diameter, pretty 
sure this is because larger diameter rockets have more rotational inertia and 
so they get a larger stabilizing force for the same rotation rate. Though there 
are other factors that change the exact spin speed you should use.

I'll find the paper that described it when I get a chance and forward it.



On Sun, Jul 17, 2016 at 7:59 AM, Zachary Martinez <znm3m8@xxxxxxx> wrote:



Zachary Martinez
Aerospace Engineering | Missouri S&T


On Sun, Jul 17, 2016 at 11:44 AM, Wyatt Rehder 
<wyatt.rehder@xxxxxxxxx>
wrote:

Design/modify your fins so they generate lift. Airfoil to me always 
implied airplane wing, but you are correct. If you generate lift in 
the same direction on all the fins it should induce a roll without 
having to cant the fins. You might be able to do this by gluing a 
foam/wood/composite attachment to one side of each fin. It probably 
wouldn't be the simplest method since you have to do a bit of design 
calculations, but it should work.


The airfoil idea has the same limitations as a spin tab. You can 
actually think of the fin-spin tab combination as an airfoil itself. 
The spin tab-fin has an optimal thread angle through the air that it 
will always be trying to match which corresponds to the angle of 
attack at zero lift. An airfoil will also have this optimal thread 
angle corresponding to the angle of attack at zero lift. The spin rate 
of the rocket is always trying to approach the point where the fins 
are at zero lift and the only thing slowing them down is the inertia 
of the rocket. This will mean that as the rocket gains speed the spin 
rate will continue to increase and as it loses speed it will continue 
to decrease. The only benefit of using a "classic" airfoil is that you would 
get less drag out of it as it would probably be more streamlined.
In all other ways an airfoil and spin tabs are identical.

Since the optimal roll rate for roll
stabilization is mostly determined by the diameter of the rocket,


Can you elaborate on this? I am having trouble visualizing and 
understanding why this is the case.


you
shouldn't need adjust the lift force from launch to launch unless you 
are drastically changing the speed profile, mass or the shape of the 
rocket.

On Sun, Jul 17, 2016 at 7:08 AM, Ben Brockert <wikkit@xxxxxxxxx> wrote:
Every fin is an airfoil, by definition. You're going to have to be 
more specific.


On Sunday, July 17, 2016, Wyatt Rehder <wyatt.rehder@xxxxxxxxx> wrote:

You could make your fins airfoils, glue something to the side of 
the fin to have them make lift. Wouldn't need to cant the fins in 
that case. Or just make your fins airfoils from the start.

On Sun, Jul 17, 2016 at 3:55 AM, Ben Brockert <wikkit@xxxxxxxxx> wrote:
If you assume a spherical cow then there is no fin setup that 
can give a constant roll rate other than 0 for any accelerating 
rocket. An ideal fin tab or canted fin will spin the rocket 
through the air at a constant "thread pitch", nominally with 0 
spin rate at launch and apogee and maximum spin at maximum 
velocity, though in reality inertia would slow the spin up and 
spin down.

On Sun, Jul 17, 2016 at 1:29 PM, William Claybaugh 
<wclaybaugh2@xxxxxxxxx> wrote:
Yep, supersonic.  Still interested in a non-canted fin solution 
theory, if any one knows of one.

Bill

On Saturday, July 16, 2016, Ben Brockert <wikkit@xxxxxxxxx> wrote:

I imagine your rockets go supersonic, so you'd be better off 
with a canted fin (or a trim fin at the end of a fin)  than a 
trailing edge fin tab due to the change in behavior of a 
trailing edge control surface in the transonic and supersonic 
regimes.

On Sat, Jul 16, 2016 at 11:37 PM, William Claybaugh 
<wclaybaugh2@xxxxxxxxx> wrote:
I'd be interested in a theory to describe this problem.  My 
own interest is in using fin tabs to assure spin at a 
specific rate (9-10 hertz), which appears--to me--to be 
cheaper and more reliable than trying to carefully align the 
fins to just the correct offset. Aligning them dead straight 
and using a fin tab appears to be much simpler....

Does anyone know of such an analysis?

Bill


On Saturday, July 16, 2016, Ben Brockert <wikkit@xxxxxxxxx>
wrote:

Gary Cooper posted this to the FAR facebook page, though 
he's flying in northern California:

https://youtu.be/I-FhXvLtk-U

A homebuilt motor that appears quite reliable, and trim 
tabs on the fins to get rid of the tiny amount of roll the 
rocket was doing.










Attachment: Handbook Development for Astrobee F AIAA-25865-264.pdf
Description: Adobe PDF document

Other related posts: