[sugpro] Re: End Burner

  • From: Kenneth Irving <kenneth.irving@xxxxxxxxx>
  • To: sugpro@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Wed, 6 Sep 2017 15:07:03 -0300

Openrocket: http://openrocket.info/

It's excellent and free!

One observation: a 2mm throat is quite small... solid residues formed
during the burning could possibly block the exit and... CATO...

2017-09-06 14:52 GMT-03:00 Nikolai Nielsen <nielsen.nikolai86@xxxxxxxxx>:

do you have a flight simulator that you could recommend?

Nikolai Nielsen

On Wed, Sep 6, 2017 at 7:50 PM, Steve Peterson <
dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:

That's the general idea. A larger diameter core will give you more
initial thrust which you may want depending on the mass of the rocket. A
rule of thumb (if memory serves) is a thrust to weight ratio of 5:1 to 8:1
(both in lbs) to get off the launch rail at a speed that will allow the
fins to do their job. So you'd want to design the rocket and then go back
and recalculate your core.

Have you done a flight sim to see if 7N will keep the thing flying
decently?

--Steve


On 09/06/2017 10:33 AM, Nikolai Nielsen wrote:

this is what im going for pretty much



​

Nikolai Nielsen

On Wed, Sep 6, 2017 at 5:25 PM, Steve Peterson <
dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:

On 09/06/2017 08:16 AM, Ayson Baxter wrote:

Cored end burner? Cored partway and the rest solid? I imagine that would
allow it to cruise.


Correct. You can play with the dimensions of the core. Keep in mind that
the rocket gets lighter the longer it flies, so you need a diminishing
amount of burn area to keep the velocity constant (should that be your
goal). You want to keep the velocity from going too high because then you
just get into high-drag situations which lessens your efficiency.

You can also play with burn rates (with additives) to keep the velocity
where you want it. As I said, there are lots of things to tweak.

There is no reason that the entire grain must be of the same formulation
(and most of the time, I found, you don't want it to be).

--Steve


On Wed, Sep 6, 2017 at 10:10 AM, Steve Peterson <
dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:

I have done so fairly extensively.

There are some key observations:

1. In accordance with Mr. Newton's law, an object in motion takes less
force (in the presence of gravity and air) to keep it moving than it does
to get it moving in the first place.
2. Estes routinely made end-burning motors that had a small and short
core to provide more burn area at the beginning of the burn. This served to
boost the thrust at takeoff when you need it and "throttle back" after
that. We can do the same.
3. If you're going to burn propellant for more than a second or two,
insulating the casing becomes the central problem. This isn't so big a deal
with BATES grains since the grains (for the most part) burn from the inside
out and the propellant itself acts as an insulator until the very end of
the burn.
4. The area of greatest heat intensity is just forward of the
converging section of the nozzle. It helps tremendously to over-insulate
that area whereas you can use "minimal" insulation from there forward.
"Minimal" is still more than you'd need with BATES grains, however.
5. Traditionally in amateur/hobby rocketry, motors have been
short-burn, high thrust; to achieve high altitudes with such a scheme
incurs very high drag penalties because the initial velocity has to be very
high in order to coast to a high altitude.
6. Drag goes up with the square of velocity whereas gravity losses are
proportional to time and mass. Consideration of this leads to the
conclusion that one can trade drag against gravity losses and find a sweet
spot where, for a given target altitude with a given rocket design, a
longer but lower thrust burn will be far more efficient (in terms of
propellant mass used to achieve that altitude). It turns out that this is
not very relevant for altitudes less than about 25K feet, but above that
one can (in theory) use far less fuel with a cored end-burner (and some
other tricks) if one can make the rocket light enough. Please note the
qualifications in that statement: "for a given altitude" and "for a given
rocket design". You have to do a complete re-design for each target
altitude since there is an optimum rocket design for a given altitude.
7. Most amateurs do not know how  to build extremely light rockets.
Which is understandable because below about 25K feet, rockets have to be
heavier than minimal in order to  coast the maximum distance. I spent a
*huge* amount of time learning how to build crazy-light rockets.
8. I also spent a huge amount of time on flight simulations--probably
on the order of man-weeks, perhaps even man-months. You'll need a great
deal of patience to get very far--there are a lot of variables to tweak.
9. I have yet to actually fly one of these things, but static tests
have been very promising. Haven't done much with it over the past several
years, however.

There are some other considerations, but this was the essence of what I
was up to.

--Steve

On 09/06/2017 06:14 AM, Nikolai Nielsen wrote:

has anyone dabbled with end burner motors? i know that it would cripple
the thrust that the quantity of fuel could produce but it seems like it
should work.
Nikolai Nielsen










-- 
Kenneth

JPEG image

JPEG image

PNG image

PNG image

Other related posts:

  1. Home
  2. sugpro
  3. Archive
  4. 09-2017