[AR] Re: Modeling liquid engine aft body in OpenRocket

  • From: Carl Tedesco <ctedesco@xxxxxxxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Mon, 27 Jul 2020 13:25:48 -0700

Robert,



I have no experience with OpenRocket. I use RASAero2
<http://www.rasaero.com/dl_software_ii.htm>.  Regarding your fin mounts… in
RASAero they allow you to enter the frontal area of a launch shoe (think
launch lug). Does OpenRocket have an option like this? If so, maybe you
could model the fin mount as additional launch shoe frontal area. It does
not let you tell it where the launch shoe is (i.e. how far aft), so it
probably will not accurately predict CP, but it may be useful for drag (CD).



Our liquid rockets that have performed nominally have never achieved the
sim results. Our last rocket sim’d at ~17 kft but achieved 13.2 kft. This
is probably because the complex liquids have features that don’t make it
into the simplistic sims (like your motor exposed to the free stream). I
had always hoped some college team/student would compare the freeware
rocket sims aerodynamic modeling modules and report on which is the most
accurate (hint, hint if any of my students read this). Chuck Rogers who
created RASAero has (or use to have… I have not checked in a while) some
case studies that compare wind tunnel based aerodynamic data with the data
predicted from his software, but I believe they were all 1950’s-70’s solid
rockets which are a lot closer to the simplistic rockets that can be input
and not like the liquid rockets we build.



--- Carl





*From:* arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> *On
Behalf Of *Robert Watzlavick
*Sent:* Monday, July 27, 2020 11:14 AM
*To:* arocket@xxxxxxxxxxxxx
*Subject:* [AR] Modeling liquid engine aft body in OpenRocket



I'm using OpenRocket to predict the Cp of my fin configuration but I could
use some advice with the configuration of the aft body.  This is for the
rocket using my 250 lbf LOX/kerosene engine.  The engine (
http://www.watzlavick.com/robert/rocket/regenChamber3/photos/dsc_0749m.jpg)
sticks out from the aft body without a shroud.  I modeled it three ways
getting varying Cp locations.  The components are all zero weight so there
is a lumped mass in the fwd section corresponding to the empty weight with
the "engine" located at the aft face of the fwd body tube.  The CG shifts
about 4 inches forward as the tanks burn down.

Method 1 - Actual engine geometry, not sure how well OpenRocket handles
that:





Method 2 - Modeled as a boat tail:



Method 3 - Straight tube - probably not correct:



The fact that Method 1 and 3 have essentially the same Cp tells me that
OpenRocket probably isn't modeling the actual engine geometry very well.  I
could create a shroud for it as the boat tail configuration has higher
performance but I'd rather just leave it as-is as I'm not too worried about
performance for the first flight.  Max expected altitude depends on the
propellant load (10 vs. 15 sec) but should be between 10k and 17k ft.  I've
seen other liquids that had similar arrangements with the engine hanging
out so how were they modeled for fin placement purposes?

One other issue is the interaction of the fin mounts.  The fin mounts are
adjustable on the body and the fins are also adjustable within the fin
mounts, with a slot down the middle:
http://www.watzlavick.com/robert/rocket/rocket1/photos/dsc_8310m.jpg.  I
finally got access to AeroFinSim and realized the original fin design was
flutter prone (and way too stable).  The span of the fins is 5 inches but
only 4 inches extend beyond the fin clamps so for flutter purposes, the fin
span is 4 inches.  However, the fin mounts must contribute something to
stability so in OpenRocket, I made a freeform fin that combines the mounts
and fin.  The body diameter is 6 inches.  I was targeting 2-3 cal of
stability, mainly because the Cp seems overly sensitive to fin height.

Any advice would be appreciated.

Thanks,
-Bob

PNG image

PNG image

PNG image

Other related posts:

  1. Home
  2. arocket
  3. Archive
  4. 07-2020