[sugpro] Test stand thrust measurement and the power of a CATO

  • From: "Rick Maschek" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> ("rickmaschek")
  • To: SugPro <sugpro@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 1 Jun 2022 17:58:20 +0000 (UTC)

Here's a question that may have been previously answered.
The easiest way to test a motor is verticle with nozzle up.  You could simply 
dig a hole, and drop in a load cell with the rocket on top.The problem with 
that is you are also measuring the changing mass of the propellant as the motor 
is thrusting at the same time.Another problem with sugar motors is the 
accumulation of KCO3 slag on the bulkhead that doesn't get blown out of the 
nozzle...We had nearly 4" of hot molten slag on our bulkhead after our 12" 
motor tests.
Testing horizontally does not measure the weight of the rocket, only thrust but 
also has the issue of slag build up on the bottom side of the motor. Not an 
issue provided your liner is able to take the heat. We have in the past 
experienced burn-throughs when doing horizontal testing and nearly always on 
the bottom side of the motor where slag accumulates. Also, Tripoli does not 
like horizontal testing because the motor can fly cruise missle style is 
something does wrong as shown in the video:
Eric Beckner 4 17 21 APCP CATO





|  |  |

 |

 |

|  | 
Eric Beckner 4 17 21 APCP CATO


 |

 |

 |



I try to do all my testing of motors (solid, liquid, and hybrids) in-flight 
orientation vertically with the nozzle down. For sugar motors, this also helps 
blow out the slag that would otherwise accumulate in the motor case. In such an 
orientation, the motor would not move until enough thrust overcomes the weight 
of the motor. We have thought about 'hanging' the motor on a 
tension/compression load cell and thus seeing the amount of thrust used to 
overcome the weight of the motor. After the burn the reading would return to 
the weight of the motor minus the weight of the load cell.
We had not yet tried that method for recent testing and were simply using a 
vertically mounted single BATES grain J-impuse sugar motor with a 65/20/15 
KNO3/SB/SU formula nozzle down against a top mounted load cell. After a dozen 
or so successful tests with various propellant formulas this one CATOed. The 
load cell was mounted on a 1/2" thick angle iron support bolted to an Ibeam. 
About two feet above that was a 1/4" angle iron support botted to the I-beam 
used for testing hybrid motors. The nozzle blew out shearing off the bolts to 
both supports.
The steel nozzle was found 7 feet away from the test stand after striking the 
deflector shield and the concrete foundation. The 1/2" angle iron support was 
found 40' away and the 1/4" angle iron support about 20 feet in the opposite 
direction. The motor case took flight after taking out the angle iron supports 
and was found about 200 feet away. The load cell has still not been found.
I'm including this as a precaution when testing motors of how much power a CATO 
contains. Any of the four large pieces striking a person could easily have 
caused injury or...and I've seen some people in videos testing motors in back 
yards or even in the front yard with traffic driving by. Please exercise 
caution and in a safe place when doing motor testing.

Other related posts: