updating for aj
[web/gag.com] / rockets / airframes / Goblin10 / index.html
1 <html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=ISO-8859-1"><title>Goblin 10</title><meta name="generator" content="DocBook XSL Stylesheets V1.78.1"></head><body bgcolor="white" text="black" link="#0000FF" vlink="#840084" alink="#0000FF"><div class="book"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idm15495832"></a>Goblin 10</h1></div><div><h2 class="subtitle">A NAR L3 Certification Rocket</h2></div><div><div class="author"><h3 class="author"><span class="firstname">Bdale</span> <span class="surname">Garbee</span></h3></div></div><div><p class="copyright">Copyright © 2008 Bdale Garbee</p></div><div><div class="legalnotice"><a name="idp109064"></a><p>
2         This document is released under the terms of the 
3         <a class="ulink" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/" target="_top">
4           Creative Commons ShareAlike 3.0
5         </a>
6         license.
7       </p></div></div><div><div class="revhistory"><table style="border-style:solid; width:100%;" summary="Revision History"><tr><th align="left" valign="top" colspan="2"><b>Revision History</b></th></tr><tr><td align="left">Revision 1.0</td><td align="left">15 November 2008</td></tr><tr><td align="left" colspan="2">Successful certification flight at Hudson Ranch</td></tr><tr><td align="left">Revision 0.2</td><td align="left">28 October 2008</td></tr><tr><td align="left" colspan="2">Revising during flight to DC</td></tr><tr><td align="left">Revision 0.1</td><td align="left">23 October 2008</td></tr><tr><td align="left" colspan="2">Initial content, derived from YikStik</td></tr></table></div></div></div><hr></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl class="toc"><dt><span class="chapter"><a href="#idp112680">1. Introduction</a></span></dt><dt><span class="chapter"><a href="#idp2161264">2. Design</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#idp1850344">Overview</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2704224">Rocksim File</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2161528">Drawing from Rocksim</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2305928">Motor Retention</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2452064">Nose Cone Electronics Bay</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2439640">Electronics</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#idp2461808">Avionics</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp3312136">Stability Evaluation</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2033792">Expected Performance</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp3384200">Recovery System</a></span></dt></dl></dd></dl></dd><dt><span class="chapter"><a href="#idp1515616">3. Construction Details</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#idp2928992">Airframe</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp1978904">Nose Cone</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp47048">Avionics Bay</a></span></dt></dl></dd><dt><span class="chapter"><a href="#idp48792">4. Recovery Systems Package</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#idp49112">Recovery System Description</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp52136">Recovery Initiation Control Components</a></span></dt></dl></dd><dt><span class="chapter"><a href="#idp749288">5.  Checklists </a></span></dt><dt><span class="chapter"><a href="#idp201568">6. Flight Summary</a></span></dt><dt><span class="chapter"><a href="#idp58192">7. Analysis and Conclusions</a></span></dt></dl></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp112680"></a>Chapter 1. Introduction</h1></div></div></div><p>
8       This is a rocket I'm building for my second attempt at a NAR Level 3 
9       certification flight.  It's basically a Polecat Aerospace Goblin 10 kit
10       augmented with an additional electronics bay in the nose cone, some
11       structural reinforcement, and incorporating a few personal build 
12       preferences.
13     </p><p>
14       Preliminary analysis suggests that it should reach just under 7k feet
15       on the Aerotech M1297W reload, and could break two miles on the
16       Cesaroni M795W moon-burner.  This means that a certification flight can
17       be supported at Hudson Ranch with the standing 8k waiver, at the Tripoli
18       Colorado site under their higher-altitude window, or at either of the 
19       NCR launch sites under their standing waivers.
20       The smallest reasonable motor for this rocket would be a Cesaroni
21       K445 or equivalent, which would yield an apogee of about 2300 feet.
22     </p></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp2161264"></a>Chapter 2. Design</h1></div></div></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl class="toc"><dt><span class="section"><a href="#idp1850344">Overview</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2704224">Rocksim File</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2161528">Drawing from Rocksim</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2305928">Motor Retention</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2452064">Nose Cone Electronics Bay</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2439640">Electronics</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#idp2461808">Avionics</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp3312136">Stability Evaluation</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp2033792">Expected Performance</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp3384200">Recovery System</a></span></dt></dl></dd></dl></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp1850344"></a>Overview</h2></div></div></div><p>
23         The Goblin 10 kit is a simple "four fins and a nose cone" rocket 
24         that is short and squat, with a 98mm motor mount.  
25         It supports dual-deploy by
26         using the forward end of the long motor mount tube to hold the main.
27         The primary electronics bay is between the forward two motor mount
28         centering rings, accessed by a side hatch.  An additional payload bay
29         will be built inside the nose cone to carry experimental altimeters,
30         a tracking beacon, and possibly a GPS position reporting system.
31       </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp2704224"></a>Rocksim File</h2></div></div></div>
32       This is the original working design in Rocksim format, 
33       <a class="ulink" href="Polecat_Goblin_10.rkt" target="_top"> Polecat_Goblin_10.rkt </a>,
34       and this is the final design file as the airframe existed before
35       burning up with our house in June of 2013:
36       <a class="ulink" href="Polecat_Goblin_10+MonkeyBay+ARRD.rkt" target="_top"> Polecat_Goblin_10+MonkeyBay+ARRD.rkt </a></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp2161528"></a>Drawing from Rocksim</h2></div></div></div><span class="inlinemediaobject"><img src="Polecat_Goblin_10.jpg" height="450"></span></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp2305928"></a>Motor Retention</h2></div></div></div><p>
37         I will include 8-24 T-nuts in the aft centering ring spaced to allow
38         the use of an Aeropack 98mm retainer and associated 75mm adapter.  
39       </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp2452064"></a>Nose Cone Electronics Bay</h2></div></div></div><p>
40         Instead of using the supplied nose cone bulkhead, I intend to cut a
41         custom one that would support installing a length of 98mm motor mount
42         from the tip of the nose to the bulkhead.  With a plate cut to cover
43         the aft end of the airframe tube, this would form an electronics bay
44         capable of holding a beacon transmitter, GPS system, or other custom
45         electronics.
46       </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp2439640"></a>Electronics</h2></div></div></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="idp2461808"></a>Avionics</h3></div></div></div><p>
47           The recovery system will feature dual redundant barometric altimeters
48           in the main avionics bay between the two forward motor mount 
49           centering rings.
50         </p><p>
51           A PerfectFlite MAWD will be flown as the primary altimeter and to 
52           record the flight altitude profile.
53           A MissileWorks Mini-RRC2 will fly as backup altimeter and to 
54           directly capture max velocity.
55         </p><p>
56           Each altimeter will have a separate battery and rotary power switch.
57           A third rotary switch will be used as a SAFE/ARM switch configured 
58           to interrupt connectivity to all ejection charges in accordance with
59           NAR certification requirements.
60         </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="idp3312136"></a>Stability Evaluation</h3></div></div></div><p>
61           The Goblin 10 kit designers indicate
62           that the rocket is unconditionally stable with all motors that fit
63           the motor mount geometry.  Since we're adding mass at both ends, by
64           putting a payload in the nose cone and by glassing the fins, the
65           overall stability of the design should be retained, but simulation
66           to confirm that seems prudent.
67         </p><p>
68           Thorough analysis using 
69           <a class="ulink" href="http://www.apogeerockets.com/rocksim.asp" target="_top">
70             RockSim
71           </a>
72           with various motors ranging from the Cesaroni K445 through the 
73           Aerotech M1939W always shows the stability as marginal.
74           This is typical of short fat rockets that don't meet normal length
75           to airframe diameter ratio expectations.  
76           Given this, I take the fact that RockSim shows the stability as 
77           marginal instead of unstable as strong evidence that the rocket 
78           will in fact be stable in flight.
79           I also note that the simulated margin of stability
80           in my as-built configuration is fairly close to the margin of
81           stability of the as-designed model.  
82         </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="idp2033792"></a>Expected Performance</h3></div></div></div><p>
83           The Aerotech M1297W reload should carry this vehicle to just under
84           7000 feet AGL from Colorado Front Range launch sites.  It 
85           should reach just over 2 miles on a Cesaroni M795 moon burner 
86           or equivalent.
87         </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="idp3384200"></a>Recovery System</h3></div></div></div><p>
88           The recovery system will use dual redundant barometric altimeters 
89           firing 4F black powder charges using commercial e-matches. 
90           At apogee, a drogue chute will deploy with separation of the nose 
91           cone.  A Giant Leap TAC-1 36 inch chute already in hand will serve
92           as the drogue.
93           At a preset altitude, a main chute will be deployed from the forward
94           end of the motor mount tube to achieve recovery of the bulk of the 
95           rocket at approximately 20 ft/sec.  
96         </p><p>
97           I intend to sew the main parachute from scratch with my wife's help
98           using a design documented by 
99           <a class="ulink" href="http://www.vatsaas.org/rtv/systems/Parachutes/Chute.aspx" target="_top">
100             Team Vatsaas
101           </a>
102           using 1.9oz rip-stop nylon and 550 lb parachute cord.  The anticipated
103           build weight implies that a 10 foot parachute would be appropriately
104           sized.
105         </p><p>
106           The recovery system attachment points will all use 1/4 inch u-bolts 
107           with nuts, washers, and backing plates through bulkheads.
108         </p></div></div></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp1515616"></a>Chapter 3. Construction Details</h1></div></div></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl class="toc"><dt><span class="section"><a href="#idp2928992">Airframe</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp1978904">Nose Cone</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp47048">Avionics Bay</a></span></dt></dl></div><p>
109         I have collected all of my
110         <a class="ulink" href="http://gallery.gag.com/rockets/goblin10" target="_top">
111         build photos
112         </a>
113         in one place, they may show better than I can explain how various
114         aspects of the Goblin went together.
115       </p><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp2928992"></a>Airframe</h2></div></div></div><p>
116         The airframe tubing provided in the Polecat kit is thick cardboard tube
117         with a thin exterior fiberglass wrap.  To increase airframe strength, 
118         and particularly to prevent zippers, additional reinforcement seemed
119         warranted.  
120       </p><p>
121         The inner layer of paper was removed from the front 9" or
122         so of the tube.  The tube was soaked with West Systems epoxy diluted
123         with about 20% by volume with acetone, and then a carbon fiber wrap was
124         applied to the interior front of the tube and held in place during
125         curing by an inflatable child's bounce toy inside a plastic garbage
126         bag.  The result is a substantially strengthened tube, with carbon
127         fiber lining from the leading edge back past the first centering ring.
128       </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp1978904"></a>Nose Cone</h2></div></div></div><p>
129         The provided nose cone bulkhead was replaced by a custom centering
130         ring cut from 3/8 inch birch plywood.  The ring's outer diameter was
131         adjusted put place the ring approximately an inch forward of the end
132         of the motor mount tube, and the inner diameter was cut to fit Giant
133         Leap 98mm phenolic airframe tubing.  A length of such tubing was cut 
134         to fit inside the nose cone and extend back to flush with the trailing
135         edge of the ring.  The centering ring was drilled and fitted with two
136         u-bolts for recovery system attachment and four 6-32 T-nuts to hold
137         a payload mounting plate in place over the aft end of the 98mm tube.
138       </p><p>
139         The airframe tubing was glued into the tip of the nose cone with West
140         Systems epoxy using both milled glass and microlite filler to thicken
141         the mix.  The centering ring was then epoxied in place using a similar
142         mix around the outer edge to form a heavy fillet and 5-minute epoxy to
143         the piece of airframe tubing.  After the epoxies cured, a rotary tool
144         was used to cut the airframe tubing off flush with the aft surface of
145         the centering ring.
146       </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp47048"></a>Avionics Bay</h2></div></div></div><p>
147         The avionics bay walls were installed approximately 90 degrees apart
148         prior to installation of the motor mount assembly in the airframe.
149         The airframe wall was marked for a 3.5 x 6.5" access hatch centered
150         over the bay 90 degrees from the rail button line.  This allows
151         sufficient room to install the switches on one side of the hatch yet
152         still inside the bay, and to place the static vent on the other side
153         of the hatch so that there will be minimal effect from air disturbed
154         by movement over the hatch cover edges.
155       </p><p>
156         Rails were fabricated from 3/8" birch plywood and 6-32 blind nuts to
157         allow for a removable avionics sled, rectangular, with 4 screws to 
158         hold the sled in place.
159         A suitably sized avionics sled should be possible to install and remove
160         through the avionics bay hatch allowing for possible future experiments
161         with alternative avionics.
162       </p></div></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp48792"></a>Chapter 4. Recovery Systems Package</h1></div></div></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl class="toc"><dt><span class="section"><a href="#idp49112">Recovery System Description</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#idp52136">Recovery Initiation Control Components</a></span></dt></dl></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp49112"></a>Recovery System Description</h2></div></div></div><p>
163         This rocket uses dual deployment.  
164       </p><p>
165         The apogee event separates the nose cone from the
166         airframe.  The nose cone is attached to the airframe with a length 
167         of heavy-duty tubular nylon shock cord.  A drogue chute protected 
168         during ejection by a kevlar blanket is attached to the shock cord
169         close to the nose cone end.
170       </p><p>
171         The main is a 10 foot chute sewn from the design documented by 
172         <a class="ulink" href="http://www.vatsaas.org/rtv/systems/Parachutes/Chute.aspx" target="_top">
173           Team Vatsaas.
174         </a>
175         It is held in place prior to ejection by a layer of paper taped over
176         the front of the motor mount tube.  At ejection, a piston pushes the
177         chute forward through the paper and ejects it from the rocket.
178         This chute is attached to the airframe through an additional length of
179         heavy-duty tubular nylon shock cord.
180       </p><p>
181         Depending on the results of ground testing, the main chute may be 
182         packed in a Giant Leap kevlar deployment bag attached at the main
183         chute apex, with a smaller drogue chute deployed to pull off the bag
184         and cleanly deploy the main.  The primary motivation for this is to
185         prevent the main chute shrouds from tangling during ejection.
186       </p></div><div class="section"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="idp52136"></a>Recovery Initiation Control Components</h2></div></div></div><p>
187         The main avionics bay between the forward two centering rings is 
188         populated with two commercial altimeters, a PerfectFlite MAWD 
189         and a Missile Works miniRRC2.  
190         Each is powered by a dedicated 9V alkaline battery, and has a 
191         dedicated on/off power switch mounted for access from outside the 
192         rocket.  Additionally, a single safe/arm switch with two poles is used
193         to interrupt the return circuits from the igniters to each altimeter.
194         See the attached schematic of the avionics bay contents for more
195         details.
196       </p><p>
197         Details of ejection charge design goes here.
198       </p><p>
199         The     
200         <a class="ulink" href="http://www.info-central.org/recovery_powder.shtml" target="_top">
201           Info Central Black Powder Sizing
202         </a>
203         page is the most authoritative site I've found on this topic.
204         The formula they suggest is diameter in inches squared times 
205         length in inches times a coefficient in grams of black powder.
206         For the main charge, which will be in the 98mm motor mount tube, a
207         pressure of 15psi is appropriate giving a coefficient of 0.006.
208         For the drogue charge, which will be in the main airframe, a 
209         pressure of 5psi is more appropriate, leading to a coefficient
210         of 0.002.
211       </p><p>
212         The drogue bay is 10 inches ID at the widest point, but contains
213         the protrusion of the main bay and a decreasing radius in the 
214         nose cone.  Thus some fudging on the length is appropriate, and
215         we will use 18 inches.  That works out to 3.6 grams of BP.  This
216         rocket will not fly high enough for there to be a significant
217         effect on BP burn characteristics, so no special compensation 
218         should be required.
219       </p><p>
220         The main bay is 3.9 inches ID and perhaps as much as 24 inches long
221         depending on which motor is selected.  
222         That works out to 2.2 grams of BP.
223       </p><p>
224         Ground testing yielded 3.5 grams for the apogee charge and 1.5 grams 
225         for the main.
226         Backup charges will contain additional BP in accordance
227         with the "blow it off or blow it up" philosophy.
228       </p><p>
229         With a 10 foot Team Vatsaas design parachute and our
230         anticipated build weight, the descent rate under main
231         should be just over 20 feet per second.
232       </p></div></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp749288"></a>Chapter 5.  Checklists </h1></div></div></div><div class="orderedlist"><ol class="orderedlist" type="1"><li class="listitem"> 
233         Planning
234         <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>1.1.</td><td>
235             Pick a club launch with suitable waiver and facilities to 
236             support flight.
237           </td></tr><tr><td>1.2.</td><td>
238             Confirm L3CC member(s) available to attend selected launch.
239           </td></tr><tr><td>1.3.</td><td>
240             Confirm that required loaner motor hardware will be available at launch.
241           </td></tr><tr><td>1.4.</td><td>
242             Notify launch sponsor (club president) of intended flight.
243           </td></tr><tr><td>1.5.</td><td>
244             Notify interested friends of intended flight.
245           </td></tr><tr><td>1.6.</td><td>
246             Perform final pre-flight simulation with as-built masses, etc.
247           </td></tr><tr><td>1.7.</td><td>
248             Gather consummables and tools required to support flight
249             <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>1.7.1.</td><td>
250                 fresh 9V batteries
251               </td></tr><tr><td>1.7.2.</td><td>
252                 black powder 
253               </td></tr><tr><td>1.7.3.</td><td>
254                 e-matches 
255               </td></tr><tr><td>1.7.4.</td><td>
256                 motor retainer and adapter parts
257               </td></tr><tr><td>1.7.5.</td><td>
258                 small nylon wire ties
259               </td></tr><tr><td>1.7.6.</td><td>
260                 cellulose wadding material
261               </td></tr><tr><td>1.7.7.</td><td>
262                 masking tape
263               </td></tr><tr><td>1.7.8.</td><td>
264                 screwdriver for phillips-head avionics bay screws
265               </td></tr><tr><td>1.7.9.</td><td>
266                 small straight-blade screwdriver for power switches
267               </td></tr><tr><td>1.7.10.</td><td>
268                 motor reload kit (or arrangements to procure at launch)
269               </td></tr><tr><td>1.7.11.</td><td>
270                 high temperature grease
271               </td></tr><tr><td>1.7.12.</td><td>
272                 long small diameter dowels for igniter insertion
273               </td></tr></tbody></table></div></td></tr></tbody></table></div></li><li class="listitem"> 
274         Before Leaving Home 
275         <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>2.1.</td><td>
276             program altimeters for suitable mach delay and recovery deployment
277             <div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: disc; "><li class="listitem">
278                 MAWD
279                 <div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: circle; "><li class="listitem">
280                     no mach delay
281                   </li><li class="listitem">
282                     1300 foot main deploy
283                   </li></ul></div></li><li class="listitem">
284                 
285                 miniRRC2
286                 <div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: circle; "><li class="listitem">
287                     no mach delay
288                   </li><li class="listitem">
289                     1000 foot main deploy
290                   </li><li class="listitem">
291                     2 seconds apogee delay
292                   </li><li class="listitem">
293                     no main delay
294                   </li><li class="listitem">
295                     dual deploy
296                   </li><li class="listitem">
297                     ops mode 16 (default)
298                   </li></ul></div></li></ul></div></td></tr><tr><td>2.2.</td><td>
299             assemble all recovery system components and ensure everything fits
300           </td></tr><tr><td>2.3.</td><td>
301             confirm wiring and operation of altimeter power and safe/arm 
302             switches
303           </td></tr><tr><td>2.4.</td><td>
304             Ground test recovery system to confirm suitable black powder 
305             charge sizing
306           </td></tr></tbody></table></div></li><li class="listitem">
307         Pre-Flight
308         <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>3.1.</td><td>
309             confirm payload batteries in good condition, bay loaded, 
310             power switch works
311           </td></tr><tr><td>3.2.</td><td>
312             confirm reception of signals from transmitter(s)
313           </td></tr><tr><td>3.3.</td><td>
314             install fresh 9V batteries for altimeters on avionics bay sled
315           </td></tr><tr><td>3.4.</td><td>
316             inspect altimeters and associated avionics bay wiring for 
317             visible faults
318           </td></tr><tr><td>3.5.</td><td>
319             close up avionics bay 
320           </td></tr><tr><td>3.6.</td><td>
321             build and install BP charges
322             <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>3.6.1.</td><td>
323                 Drogue Primary Charge - 3.5 grams 4F BP
324               </td></tr><tr><td>3.6.2.</td><td>
325                 Drogue Backup Charge - 4.0 grams 4F BP
326               </td></tr><tr><td>3.6.3.</td><td>
327                 Main Primary Charge - 1.5 grams 4F BP
328               </td></tr><tr><td>3.6.4.</td><td>
329                 Main Backup Charge - 2.0 grams 4F BP
330               </td></tr></tbody></table></div></td></tr><tr><td>3.7.</td><td>
331             fold main chute, connect recovery harness to piston and airframe,
332             install in MMT and tape paper over the front end
333           </td></tr><tr><td>3.8.</td><td>
334             fold drogue chute into a kevlar pad, connect recovery harness to 
335             nose cone and airframe, install in airframe
336           </td></tr><tr><td>3.9.</td><td>
337             power up payload using switch on base plate in nose cone, then
338             install nose cone, using masking tape to adjust fit as required
339           </td></tr><tr><td>3.10.</td><td>
340             safely power up altimeters, operate safe/arm switch, 
341             and confirm e-match continuity
342           </td></tr><tr><td>3.11.</td><td>
343             safe and power-down the altimeters
344           </td></tr><tr><td>3.12.</td><td>
345             load motor per manufacturer instructions
346           </td></tr><tr><td>3.13.</td><td>
347             install motor in motor mount
348           </td></tr><tr><td>3.14.</td><td>
349             install motor retention
350           </td></tr><tr><td>3.15.</td><td>
351             prepare igniter using e-matches, 1/8 inch dowel
352           </td></tr><tr><td>3.16.</td><td>
353             confirm all screws in place, avionics off and safe
354           </td></tr><tr><td>3.17.</td><td>
355             fill out a launch card
356           </td></tr><tr><td>3.18.</td><td>
357             notify RSO/LCO of readiness for inspection and launch, obtain 
358             a rail assignment and permission to move rocket to launch pad for 
359             final prep
360           </td></tr><tr><td>3.19.</td><td>
361             coordinate readiness with support team members, photographers, 
362             observers
363           </td></tr></tbody></table></div></li><li class="listitem">
364         Final Prep
365         <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>4.1.</td><td>
366             move rocket to launch area
367           </td></tr><tr><td>4.2.</td><td>
368             clean and lubricate launch rail if necessary
369           </td></tr><tr><td>4.3.</td><td>
370             confirm reception of signals from payload transmitter(s)
371           </td></tr><tr><td>4.4.</td><td>
372             mount rocket on launch rail, rotate to vertical
373           </td></tr><tr><td>4.5.</td><td>
374             power up primary altimeter, confirm expected beep pattern
375           </td></tr><tr><td>4.6.</td><td>
376             power up backup altimeter, confirm expected beep pattern
377           </td></tr><tr><td>4.7.</td><td>
378             arm ejection charges
379           </td></tr><tr><td>4.8.</td><td>
380             confirm altimeters both giving expected beep patterns for 
381             igniter continuity
382           </td></tr><tr><td>4.9.</td><td>
383             install igniter and connect to launch control system
384           </td></tr><tr><td>4.10.</td><td>
385             capture GPS waypoint for rail location
386           </td></tr><tr><td>4.11.</td><td>
387             smile for the cameras, make sure we have enough "foil Murphy!" 
388             shots taken
389           </td></tr><tr><td>4.12.</td><td>
390             retreat to safe area behind LCO
391           </td></tr><tr><td>4.13.</td><td>
392             confirm continued reception of transmitter signal(s) from 
393             payload bay
394           </td></tr><tr><td>4.14.</td><td>
395             confirm photographers and observers are ready and know what to 
396             expect
397           </td></tr><tr><td>4.15.</td><td>
398             make sure binoculars and backpack with water and recovery tools 
399             are at hand
400           </td></tr><tr><td>4.16.</td><td>
401             tell RSO and LCO we're ready to launch
402           </td></tr><tr><td>4.17.</td><td>
403             try to relax and enjoy watching the flight!
404           </td></tr></tbody></table></div></li><li class="listitem">
405         Recovery
406         <div class="orderedlist"><table border="0" class="orderedlist"><colgroup><col align="left" valign="top"><col></colgroup><tbody><tr><td>5.1.</td><td>
407             track rocket to landing site
408           </td></tr><tr><td>5.2.</td><td>
409             capture GPS waypoint of landing site, take lots of photos
410           </td></tr><tr><td>5.3.</td><td>
411             note any damage
412           </td></tr><tr><td>5.4.</td><td>
413             gather up and roughly re-pack recovery system for return to 
414             flight line
415           </td></tr><tr><td>5.5.</td><td>
416             bring the rocket to observers for post-flight inspection
417           </td></tr></tbody></table></div></li></ol></div></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp201568"></a>Chapter 6. Flight Summary</h1></div></div></div><p>
418         A successful level 3 certification flight occurred on 15 November 2008
419         at the SCORE Hudson Ranch launch facility.  The motor was an Aerotech
420         M1297W provided by Tim Thomas of Giant Leap Motors, the igniter was
421         assembled by James Russell using his special thermite mixture, and 
422         numerious SCORE, COSROCS, and NCR members were present to assist with
423         the launch!  Great weather for November... mostly clear and sunny,
424         light winds, dry ground, temps above freezing.
425       </p><p>
426         The motor came up to pressure very quickly and the rocket leapt off
427         the pad, climbing smoothly under power and then doing about two slow 
428         rolls during the coast phase.  Deployment of the nose cone and drogue
429         occurred as planned when the primary apogee charge fired.  
430         Unfortunately, the main deployed around the time the backup apogee
431         charge fired, so the descent was under main from apogee.  Fortunately,
432         the winds were low enough and the descent rate high enough that the
433         rocket touched down without damage within the waiver area for a
434         successful certification!
435       </p><p>
436         The rocket weighed 25.2 pounds prepared for launch without the motor.
437         The motor weighed about 10.25 pounds, which included about 6 pounds
438         of propellant.  Thus the descent mass under chute was just over 29
439         pounds.
440         The miniRRC2 altimeter reported 5949 feet apogee, 980 feet per second
441         max velocity, and 19 seconds to apogee.  The MAWD reported 5953 feet
442         apogee.
443       </p><div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: disc; "><li class="listitem"><a class="ulink" href="http://picasaweb.google.com/jamesr2/StealeyMemorialLaunchSiteHudsonRanch" target="_top">
444         Photos of the launch taken by James Russell
445         </a></li><li class="listitem"><a class="ulink" href="http://cosrocs.org/all%20other%20videos/2008videos/11-15hudson/bdale_L3.mov" target="_top">
446         Video of the launch taken by Jeff Lane
447         </a></li><li class="listitem"><a class="ulink" href="http://www.youtube.com/watch?v=xaJnl89wfWU" target="_top">
448         Video of the launch taken by Jason Unwin
449         </a></li></ul></div></div><div class="chapter"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="idp58192"></a>Chapter 7. Analysis and Conclusions</h1></div></div></div><p>
450         The ascent was straighter than expected... very smooth during
451         the motor burn, then a couple slow rolls during coast.  The two 
452         altimeters agreed within 4 feet on the apogee.  The max
453         velocity recorded is a little higher than predicted by simulation,
454         but the accuracy of that measurement is likely limited since it is
455         based on pressure data.
456       </p><p>
457         I was able to watch the apogee events through binoculars, and could
458         clearly see the main deploy as the backup apogee charge fired.  I saw
459         some evidence of tearing of the paper taped over the motor mount to 
460         retain the main chute during ground testing, so assume this was the
461         root cause of the early deployment.  When the backup apogee charge 
462         fired, the shock cord was not yet in tension, and thus the charge 
463         probably kicked the airframe backwards hard enough to allow the main 
464         chute to slide out through the torn paper and deploy.  The best fix 
465         for this might be
466         to fabricate a second piston to use as a cap and retain it with two
467         shear pins.  This would be much less likely to prematurely deploy than
468         the current taped paper approach.
469       </p><p>
470         The most significant variance from expectation was the descent rate.
471         The spreadsheet provided by the Team Vatsaas folks for their design
472         suggested we'd see around 21 feet per second.  Analysis of the flight
473         profile from the MAWD shows that our actual descent rate was about
474         32 feet per second.  There are three possible sources of error to 
475         consider.  
476         </p><div class="orderedlist"><ol class="orderedlist" type="1"><li class="listitem"> 
477                 The first is descent mass.  Pre-flight calculations used
478                 25 pounds.  
479                 The actual flight weight was 25.2 pounds plus the burn-out
480                 weight of the M1297W, which should be about 4.5 pounds. 
481                 That yields 29.5 pounds total.  All pre-flight calculations
482                 were done using 25 lbs, with the thought that the motor mass
483                 might cancel out against the drag provided by the drogue.
484                 In flight, it appeared the drogue supported the nose and the
485                 main supported the fin can with very little interaction between
486                 the two.
487           </li><li class="listitem"> 
488                 Second, the dimensions given by Team Vatsaas' spreadsheet
489                 for the pattern grid seem small.  For a 10 foot chute, they
490                 suggest a grid size of 5 inches, which looks more like an 8.5
491                 foot finished chute size to me.
492           </li><li class="listitem"> 
493                 Finally, the Cd in the spreadsheet is 1.5, which may be overly
494                 optimistic.
495           </li></ol></div><p>
496         My calculations show that if we assume a chute size of 8.5 feet and
497         a Cd closer to 1, we can get to a descent rate of 32 feet per second.
498       </p><p>
499         So, overall, this was a successful flight, but with three things to
500         change before we fly the airframe again... 
501         </p><div class="orderedlist"><ol class="orderedlist" type="1"><li class="listitem"> 
502                 the main chute may be too small
503           </li><li class="listitem"> 
504                 switch to a piston to cap the main chute bay
505           </li><li class="listitem"> 
506                 beef up the battery retention on the avionics sled
507           </li></ol></div><p>
508       </p></div></div></body></html>