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

  • From: "Troy Prideaux" <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 29 Jul 2020 10:17:32 +1000

Robert,

  What you’re describing is exactly what I do. Use a tiny latch for the gas 
device and a beefed up latch to hold the main chute back. Where I’d use the 
motor’s 3mm shaft for the gas device latch, I’d use a 6mm shaft for the beefier 
latch. I’d either mill that shaft from stainless rod or from annealed silver 
steel then harden to about 55-60 HRC. I still make the bearing holding piece 
that slips in out of aluminium, but you could make it out of hardened material 
if you really needed super heavy ratings. I’ve tested my device with >220lbF 
loads and I’m sure it’s good for much more than that. Saying that, the weight 
of rockets I generally fly with these devices are much lighter than your 
project.

 

http://www.propulsionlabs.com.au/Pyroless_Release/page12.html

 

www.propulsionlabs.com.au/Heavy_Latch 
<http://www.propulsionlabs.com.au/Heavy_Latch

 

 

Troy

 

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Robert Watzlavick
Sent: Wednesday, 29 July 2020 2:15 AM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx; Troy Prideaux <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
Subject: [AR] Re: Modeling liquid engine aft body in OpenRocket

 

I'm using tubular nylon for shock cords.  At apogee, the pyroless system pops 
the nose cone and pulls the drogue out.  A separate main deployment mechanism 
(derived from the pyroless release) holds the main in its bag inside the 
airframe and releases it at the main deployment altitude.  I think I need to 
beef up the strength on that mechanism though.  Have you done any load testing 
of your mechanism?  I proof tested the mechanism at 100 lbf but OSCALC says a 
drogue deployment at 120 fps will generate 168 lbf of force.  When the main 
releases, the load will only be the weight of the rocket (50 lbm) as it 
descends under the drogue.  So it just has to statically survive the drogue 
deployment.  I was thinking of keeping the same gear motor and adding a second 
stage using gears with a larger double-D flat and bearings since the motor 
likely has plenty of torque.  It's shaft bending and bearing load I'm mostly 
concerned with.  For deploying the nosecone and drogue, the pyroless system has 
proved to be very reliable as I've had no failures in 25+ ground tests.

What I'd really like is one of these but I'm running out of enthusiasm to build 
new stuff:
http://www.cooperindustries.com/content/public/en/wiring_devices/interconnect/products/non_explosive_actuator1.html
https://cms.nacsemi.com/Images/FeaturedProducts/Eaton_Non-Explosive%20Actuators.pdf

An alternative of course is a pyro-actuated cable cutter to hold the main in 
place.

-Bob



On 7/28/20 12:51 AM, Troy Prideaux wrote:

The more I think about my suggestion, the less enthusiastic I am about its 
utility. Scrub all that :)

 

Interesting analysis on the horizontal velocity issues. I’ve never done that. 
What kind of material are you looking at using for shock cords? 

 

Troy

 

From:  <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx [ 
<mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxxmailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Robert Watzlavick
Sent: Tuesday, 28 July 2020 3:18 PM
To:  <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx> arocket@xxxxxxxxxxxxx; Troy Prideaux  
<mailto:troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx> <troy@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx>
Subject: [AR] Re: Modeling liquid engine aft body in OpenRocket

 

Troy,
The size of the fins was a concern for me too, especially when I compared them 
to similarly sized vehicles.  The long moment arm makes them more effective but 
at some point I would think the boundary layer gets thick enough that a minimum 
fin span would be required.  I hadn't run any aero sims in a while so I took a 
look at them in more detail today.  Aside from the issues mentioned below, I 
need to keep a reasonable horizontal velocity at apogee so the drogue doesn't 
rip out.  More stable equates to more horizontal velocity at apogee.  Even at 
just 10 mph of wind and a 10 second burn, I get a horizontal velocity of 80 
ft/s at apogee for a reasonable stability margin at launch.   A 15 second burn 
is way worse.  I recently completed some dual deployment parachute testing 
using my truck, driving down the street with the rocket forebody strapped to 
the back.  I only tested the drogue deployment up to 50 ft/s (and that was 
assuming vertical velocity, not 50 ft/s into the wind) but it looks like I need 
to go higher based on what I'm seeing in the simulations (and test deployment 
into the wind).  Launching downwind should help somewhat but it would be 
helpful to know the wind profile aloft.  This vehicle may have to be restricted 
to low winds and shorter burns.  The long-term goal is to launch it passively 
then add active stabilization later, assuming I get it back in one piece.

I'll think about additional fins - thanks for the idea.

-Bob

On 7/27/20 10:34 PM, Troy Prideaux wrote:

Robert,

This is not my area of expertise so consider these suggestions to be worth what 
you’re paying for them.

 

Looking at the illustrations you sent through: the fins (to me) look a touch on 
the small side for a large heavy rocket that’s expecting a slow acceleration 
profile. The issue for me isn’t so much the stability towards the end of the 
burn (highest velocity) but more at the start. From my understanding, fins 
basically serve 2 primary purposes: (1) is to provide aerodynamic stability by 
shifting the Cp aft of the Cg but (2) they keep the rocket pointed in the same 
direction. They do that via correcting forces from aero lift on the frontal 
face in non zero AOA shifts and drag (normal to the face) on the opposite side 
in such conditions. 

 Obviously (for given atmospheric conditions) the correcting force provided is 
proportional to the fin area and speed of the rocket.

  Yes, increasing the fin area will likely produce more susceptibility to 
flutter, but such can be overcome with fin design without significant mass 
penalties. It will also produce more stability margin and hence more leverage 
for cross-winds to weathercock the rocket into it at low speeds. Yes, there’s a 
trade there, but one thing you can (perhaps) do to offset that is to add some 
smaller fins on the opposite side of the Cg to assist offsetting the leverage 
the main fins have at the base from cross-winds. Obviously you would size them 
to achieve the desired stability margin of the rocket. You could even slide 
them on with sliding lugs to allow for varying fin areas for various different 
cross-wind conditions.

 

Anyway… just some ramblings from the peanut gallery.

 

Carry on…

 

Troy

 

 

 

Other related posts: