2902aeb50d548e2456512eb906dc4e17cfe52737
[web/gag.com] / rockets / projects / 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 V1.73.2"></head><body bgcolor="white" text="black" link="#0000FF" vlink="#840084" alink="#0000FF"><div class="book" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h1 class="title"><a name="id2560049"></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="id2815458"></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 border="1" 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><dt><span class="chapter"><a href="#id2822757">1. Introduction</a></span></dt><dt><span class="chapter"><a href="#id2828645">2. Design</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#id2838502">Overview</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2815988">Rocksim File</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2842401">Drawing from Rocksim</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2823397">Motor Retention</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2833680">Nose Cone Electronics Bay</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2812400">Electronics</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#id2842095">Avionics</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2819216">Stability Evaluation</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2826797">Expected Performance</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2845875">Recovery System</a></span></dt></dl></dd></dl></dd><dt><span class="chapter"><a href="#id2847645">3. Construction Details</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#id2845740">Airframe</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2813144">Nose Cone</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2834138">Avionics Bay</a></span></dt></dl></dd><dt><span class="chapter"><a href="#id2831717">4. Recovery Systems Package</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#id2847622">Recovery System Description</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2830883">Recovery Initiation Control Components</a></span></dt></dl></dd><dt><span class="chapter"><a href="#id2846528">5.  Checklists </a></span></dt><dt><span class="chapter"><a href="#id2842033">6. Flight Summary</a></span></dt><dt><span class="chapter"><a href="#id2842161">7. Analysis and Conclusions</a></span></dt></dl></div><div class="chapter" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2822757"></a>Chapter 1. Introduction</h2></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" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2828645"></a>Chapter 2. Design</h2></div></div></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl><dt><span class="section"><a href="#id2838502">Overview</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2815988">Rocksim File</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2842401">Drawing from Rocksim</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2823397">Motor Retention</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2833680">Nose Cone Electronics Bay</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2812400">Electronics</a></span></dt><dd><dl><dt><span class="section"><a href="#id2842095">Avionics</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2819216">Stability Evaluation</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2826797">Expected Performance</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2845875">Recovery System</a></span></dt></dl></dd></dl></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2838502"></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" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2815988"></a>Rocksim File</h2></div></div></div>
32       This is the current working design in Rocksim format:
33       <a class="ulink" href="Polecat_Goblin_10.rkt" target="_top"> Polecat_Goblin_10.rkt </a></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2842401"></a>Drawing from Rocksim</h2></div></div></div><span class="inlinemediaobject"><img src="Polecat_Goblin_10.jpg" height="450"></span></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2823397"></a>Motor Retention</h2></div></div></div><p>
34         I will include 8-24 T-nuts in the aft centering ring spaced to allow
35         the use of an Aeropack 98mm retainer and associated 75mm adapter.  
36       </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2833680"></a>Nose Cone Electronics Bay</h2></div></div></div><p>
37         Instead of using the supplied nose cone bulkhead, I intend to cut a
38         custom one that would support installing a length of 98mm motor mount
39         from the tip of the nose to the bulkhead.  With a plate cut to cover
40         the aft end of the airframe tube, this would form an electronics bay
41         capable of holding a beacon transmitter, GPS system, or other custom
42         electronics.
43       </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2812400"></a>Electronics</h2></div></div></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="id2842095"></a>Avionics</h3></div></div></div><p>
44           The recovery system will feature dual redundant barometric altimeters
45           in the main avionics bay between the two forward motor mount 
46           centering rings.
47         </p><p>
48           A PerfectFlite MAWD will be flown as the primary altimeter and to 
49           record the flight altitude profile.
50           A MissileWorks Mini-RRC2 will fly as backup altimeter and to 
51           directly capture max velocity.
52         </p><p>
53           Each altimeter will have a separate battery and rotary power switch.
54           A third rotary switch will be used as a SAFE/ARM switch configured 
55           to interrupt connectivity to all ejection charges in accordance with
56           NAR certification requirements.
57         </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="id2819216"></a>Stability Evaluation</h3></div></div></div><p>
58           The Goblin 10 kit designers indicate
59           that the rocket is unconditionally stable with all motors that fit
60           the motor mount geometry.  Since we're adding mass at both ends, by
61           putting a payload in the nose cone and by glassing the fins, the
62           overall stability of the design should be retained, but simulation
63           to confirm that seems prudent.
64         </p><p>
65           Thorough analysis using 
66           <a class="ulink" href="http://www.apogeerockets.com/rocksim.asp" target="_top">
67             RockSim
68           </a>
69           with various motors ranging from the Cesaroni K445 through the 
70           Aerotech M1939W always shows the stability as marginal.
71           This is typical of short fat rockets that don't meet normal length
72           to airframe diameter ratio expectations.  
73           Given this, I take the fact that RockSim shows the stability as 
74           marginal instead of unstable as strong evidence that the rocket 
75           will in fact be stable in flight.
76           I also note that the simulated margin of stability
77           in my as-built configuration is fairly close to the margin of
78           stability of the as-designed model.  
79         </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="id2826797"></a>Expected Performance</h3></div></div></div><p>
80           The Aerotech M1297W reload should carry this vehicle to just under
81           7000 feet AGL from Colorado Front Range launch sites.  It 
82           should reach just over 2 miles on a Cesaroni M795 moon burner 
83           or equivalent.
84         </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="id2845875"></a>Recovery System</h3></div></div></div><p>
85           The recovery system will use dual redundant barometric altimeters 
86           firing 4F black powder charges using commercial e-matches. 
87           At apogee, a drogue chute will deploy with separation of the nose 
88           cone.  A Giant Leap TAC-1 36 inch chute already in hand will serve
89           as the drogue.
90           At a preset altitude, a main chute will be deployed from the forward
91           end of the motor mount tube to achieve recovery of the bulk of the 
92           rocket at approximately 20 ft/sec.  
93         </p><p>
94           I intend to sew the main parachute from scratch with my wife's help
95           using a design documented by 
96           <a class="ulink" href="http://www.vatsaas.org/rtv/systems/Parachutes/Chute.aspx" target="_top">
97             Team Vatsaas
98           </a>
99           using 1.9oz rip-stop nylon and 550 lb parachute cord.  The anticipated
100           build weight implies that a 10 foot parachute would be appropriately
101           sized.
102         </p><p>
103           The recovery system attachment points will all use 1/4 inch u-bolts 
104           with nuts, washers, and backing plates through bulkheads.
105         </p></div></div></div><div class="chapter" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2847645"></a>Chapter 3. Construction Details</h2></div></div></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl><dt><span class="section"><a href="#id2845740">Airframe</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2813144">Nose Cone</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2834138">Avionics Bay</a></span></dt></dl></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2845740"></a>Airframe</h2></div></div></div><p>
106         The airframe tubing provided in the Polecat kit is thick cardboard tube
107         with a thin exterior fiberglass wrap.  To increase airframe strength, 
108         and particularly to prevent zippers, additional reinforcement seemed
109         warranted.  
110       </p><p>
111         The inner layer of paper was removed from the front 9" or
112         so of the tube.  The tube was soaked with West Systems epoxy diluted
113         with about 20% by volume with acetone, and then a carbon fiber wrap was
114         applied to the interior front of the tube and held in place during
115         curing by an inflatable child's bounce toy inside a plastic garbage
116         bag.  The result is a substantially strengthened tube, with carbon
117         fiber lining from the leading edge back past the first centering ring.
118       </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2813144"></a>Nose Cone</h2></div></div></div><p>
119         The provided nose cone bulkhead was replaced by a custom centering
120         ring cut from 3/8 inch birch plywood.  The ring's outer diameter was
121         adjusted put place the ring approximately an inch forward of the end
122         of the motor mount tube, and the inner diameter was cut to fit Giant
123         Leap 98mm phenolic airframe tubing.  A length of such tubing was cut 
124         to fit inside the nose cone and extend back to flush with the trailing
125         edge of the ring.  The centering ring was drilled and fitted with two
126         u-bolts for recovery system attachment and four 6-32 T-nuts to hold
127         a payload mounting plate in place over the aft end of the 98mm tube.
128       </p><p>
129         The airframe tubing was glued into the tip of the nose cone with West
130         Systems epoxy using both milled glass and microlite filler to thicken
131         the mix.  The centering ring was then epoxied in place using a similar
132         mix around the outer edge to form a heavy fillet and 5-minute epoxy to
133         the piece of airframe tubing.  After the epoxies cured, a rotary tool
134         was used to cut the airframe tubing off flush with the aft surface of
135         the centering ring.
136       </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2834138"></a>Avionics Bay</h2></div></div></div><p>
137         The avionics bay walls were installed approximately 90 degrees apart
138         prior to installation of the motor mount assembly in the airframe.
139         The airframe wall was marked for a 3.5 x 6.5" access hatch centered
140         over the bay 90 degrees from the rail button line.  This allows
141         sufficient room to install the switches on one side of the hatch yet
142         still inside the bay, and to place the static vent on the other side
143         of the hatch so that there will be minimal effect from air disturbed
144         by movement over the hatch cover edges.
145       </p><p>
146         Rails were fabricated from 3/8" birch plywood and 6-32 blind nuts to
147         allow for a removable avionics sled, rectangular, with 4 screws to 
148         hold the sled in place.
149         A suitably sized avionics sled should be possible to install and remove
150         through the avionics bay hatch allowing for possible future experiments
151         with alternative avionics.
152       </p></div></div><div class="chapter" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2831717"></a>Chapter 4. Recovery Systems Package</h2></div></div></div><div class="toc"><p><b>Table of Contents</b></p><dl><dt><span class="section"><a href="#id2847622">Recovery System Description</a></span></dt><dt><span class="section"><a href="#id2830883">Recovery Initiation Control Components</a></span></dt></dl></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2847622"></a>Recovery System Description</h2></div></div></div><p>
153         This rocket uses dual deployment.  
154       </p><p>
155         The apogee event separates the nose cone from the
156         airframe.  The nose cone is attached to the airframe with a length 
157         of heavy-duty tubular nylon shock cord.  A drogue chute protected 
158         during ejection by a kevlar blanket is attached to the shock cord
159         close to the nose cone end.
160       </p><p>
161         The main is a 10 foot chute sewn from the design documented by 
162         <a class="ulink" href="http://www.vatsaas.org/rtv/systems/Parachutes/Chute.aspx" target="_top">
163           Team Vatsaas.
164         </a>
165         It is held in place prior to ejection by a layer of paper taped over
166         the front of the motor mount tube.  At ejection, a piston pushes the
167         chute forward through the paper and ejects it from the rocket.
168         This chute is attached to the airframe through an additional length of
169         heavy-duty tubular nylon shock cord.
170       </p><p>
171         Depending on the results of ground testing, the main chute may be 
172         packed in a Giant Leap kevlar deployment bag attached at the main
173         chute apex, with a smaller drogue chute deployed to pull off the bag
174         and cleanly deploy the main.  The primary motivation for this is to
175         prevent the main chute shrouds from tangling during ejection.
176       </p></div><div class="section" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="id2830883"></a>Recovery Initiation Control Components</h2></div></div></div><p>
177         The main avionics bay between the forward two centering rings is 
178         populated with two commercial altimeters, a PerfectFlite MAWD 
179         and a Missile Works miniRRC2.  
180         Each is powered by a dedicated 9V alkaline battery, and has a 
181         dedicated on/off power switch mounted for access from outside the 
182         rocket.  Additionally, a single safe/arm switch with two poles is used
183         to interrupt the return circuits from the igniters to each altimeter.
184         See the attached schematic of the avionics bay contents for more
185         details.
186       </p><p>
187         Details of ejection charge design goes here.
188       </p><p>
189         The     
190         <a class="ulink" href="http://www.info-central.org/recovery_powder.shtml" target="_top">
191           Info Central Black Powder Sizing
192         </a>
193         page is the most authoritative site I've found on this topic.
194         The formula they suggest is diameter in inches squared times 
195         length in inches times a coefficient in grams of black powder.
196         For the main charge, which will be in the 98mm motor mount tube, a
197         pressure of 15psi is appropriate giving a coefficient of 0.006.
198         For the drogue charge, which will be in the main airframe, a 
199         pressure of 5psi is more appropriate, leading to a coefficient
200         of 0.002.
201       </p><p>
202         The drogue bay is 10 inches ID at the widest point, but contains
203         the protrusion of the main bay and a decreasing radius in the 
204         nose cone.  Thus some fudging on the length is appropriate, and
205         we will use 18 inches.  That works out to 3.6 grams of BP.  This
206         rocket will not fly high enough for there to be a significant
207         effect on BP burn characteristics, so no special compensation 
208         should be required.
209       </p><p>
210         The main bay is 3.9 inches ID and perhaps as much as 24 inches long
211         depending on which motor is selected.  
212         That works out to 2.2 grams of BP.
213       </p><p>
214         Ground testing yielded 3.5 grams for the apogee charge and 1.5 grams 
215         for the main.
216         Backup charges will contain additional BP in accordance
217         with the "blow it off or blow it up" philosophy.
218       </p><p>
219         With a 10 foot Team Vatsaas design parachute and our
220         anticipated build weight, the descent rate under main
221         should be just over 20 feet per second.
222       </p></div></div><div class="chapter" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2846528"></a>Chapter 5.  Checklists </h2></div></div></div><div class="orderedlist"><ol type="1"><li> 
223         Planning
224         <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
225             Pick a club launch with suitable waiver and facilities to 
226             support flight.
227           </li><li>
228             Confirm L3CC member(s) available to attend selected launch.
229           </li><li>
230             Confirm that required loaner motor hardware will be available at launch.
231           </li><li>
232             Notify launch sponsor (club president) of intended flight.
233           </li><li>
234             Notify interested friends of intended flight.
235           </li><li>
236             Perform final pre-flight simulation with as-built masses, etc.
237           </li><li>
238             Gather consummables and tools required to support flight
239             <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
240                 fresh 9V batteries
241               </li><li>
242                 black powder 
243               </li><li>
244                 e-matches 
245               </li><li>
246                 motor retainer and adapter parts
247               </li><li>
248                 small nylon wire ties
249               </li><li>
250                 cellulose wadding material
251               </li><li>
252                 masking tape
253               </li><li>
254                 screwdriver for phillips-head avionics bay screws
255               </li><li>
256                 small straight-blade screwdriver for power switches
257               </li><li>
258                 motor reload kit (or arrangements to procure at launch)
259               </li><li>
260                 high temperature grease
261               </li><li>
262                 long small diameter dowels for igniter insertion
263               </li></ol></div></li></ol></div></li><li> 
264         Before Leaving Home 
265         <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
266             program altimeters for suitable mach delay and recovery deployment
267             <div class="itemizedlist"><ul type="disc"><li>
268                 MAWD
269                 <div class="itemizedlist"><ul type="circle"><li>
270                     no mach delay
271                   </li><li>
272                     1300 foot main deploy
273                   </li></ul></div></li><li>
274                 
275                 miniRRC2
276                 <div class="itemizedlist"><ul type="circle"><li>
277                     no mach delay
278                   </li><li>
279                     1000 foot main deploy
280                   </li><li>
281                     2 seconds apogee delay
282                   </li><li>
283                     no main delay
284                   </li><li>
285                     dual deploy
286                   </li><li>
287                     ops mode 16 (default)
288                   </li></ul></div></li></ul></div></li><li>
289             assemble all recovery system components and ensure everything fits
290           </li><li>
291             confirm wiring and operation of altimeter power and safe/arm 
292             switches
293           </li><li>
294             Ground test recovery system to confirm suitable black powder 
295             charge sizing
296           </li></ol></div></li><li>
297         Pre-Flight
298         <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
299             confirm payload batteries in good condition, bay loaded, 
300             power switch works
301           </li><li>
302             confirm reception of signals from transmitter(s)
303           </li><li>
304             install fresh 9V batteries for altimeters on avionics bay sled
305           </li><li>
306             inspect altimeters and associated avionics bay wiring for 
307             visible faults
308           </li><li>
309             close up avionics bay 
310           </li><li>
311             build and install BP charges
312             <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
313                 Drogue Primary Charge - 3.5 grams 4F BP
314               </li><li>
315                 Drogue Backup Charge - 4.0 grams 4F BP
316               </li><li>
317                 Main Primary Charge - 1.5 grams 4F BP
318               </li><li>
319                 Main Backup Charge - 2.0 grams 4F BP
320               </li></ol></div></li><li>
321             fold main chute, connect recovery harness to piston and airframe,
322             install in MMT and tape paper over the front end
323           </li><li>
324             fold drogue chute into a kevlar pad, connect recovery harness to 
325             nose cone and airframe, install in airframe
326           </li><li>
327             power up payload using switch on base plate in nose cone, then
328             install nose cone, using masking tape to adjust fit as required
329           </li><li>
330             safely power up altimeters, operate safe/arm switch, 
331             and confirm e-match continuity
332           </li><li>
333             safe and power-down the altimeters
334           </li><li>
335             load motor per manufacturer instructions
336           </li><li>
337             install motor in motor mount
338           </li><li>
339             install motor retention
340           </li><li>
341             prepare igniter using e-matches, 1/8 inch dowel
342           </li><li>
343             confirm all screws in place, avionics off and safe
344           </li><li>
345             fill out a launch card
346           </li><li>
347             notify RSO/LCO of readiness for inspection and launch, obtain 
348             a rail assignment and permission to move rocket to launch pad for 
349             final prep
350           </li><li>
351             coordinate readiness with support team members, photographers, 
352             observers
353           </li></ol></div></li><li>
354         Final Prep
355         <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
356             move rocket to launch area
357           </li><li>
358             clean and lubricate launch rail if necessary
359           </li><li>
360             confirm reception of signals from payload transmitter(s)
361           </li><li>
362             mount rocket on launch rail, rotate to vertical
363           </li><li>
364             power up primary altimeter, confirm expected beep pattern
365           </li><li>
366             power up backup altimeter, confirm expected beep pattern
367           </li><li>
368             arm ejection charges
369           </li><li>
370             confirm altimeters both giving expected beep patterns for 
371             igniter continuity
372           </li><li>
373             install igniter and connect to launch control system
374           </li><li>
375             capture GPS waypoint for rail location
376           </li><li>
377             smile for the cameras, make sure we have enough "foil Murphy!" 
378             shots taken
379           </li><li>
380             retreat to safe area behind LCO
381           </li><li>
382             confirm continued reception of transmitter signal(s) from 
383             payload bay
384           </li><li>
385             confirm photographers and observers are ready and know what to 
386             expect
387           </li><li>
388             make sure binoculars and backpack with water and recovery tools 
389             are at hand
390           </li><li>
391             tell RSO and LCO we're ready to launch
392           </li><li>
393             try to relax and enjoy watching the flight!
394           </li></ol></div></li><li>
395         Recovery
396         <div class="orderedlist"><ol type="1"><li>
397             track rocket to landing site
398           </li><li>
399             capture GPS waypoint of landing site, take lots of photos
400           </li><li>
401             note any damage
402           </li><li>
403             gather up and roughly re-pack recovery system for return to 
404             flight line
405           </li><li>
406             bring the rocket to observers for post-flight inspection
407           </li></ol></div></li></ol></div></div><div class="chapter" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2842033"></a>Chapter 6. Flight Summary</h2></div></div></div><p>
408         A successful level 3 certification flight occurred on 15 November 2008
409         at the SCORE Hudson Ranch launch facility.  The motor was an Aerotech
410         M1297W provided by Tim Thomas of Giant Leap Motors, the igniter was
411         assembled by James Russell using his special thermite mixture, and 
412         numerious SCORE, COSROCS, and NCR members were present to assist with
413         the launch!  Great weather for November... mostly clear and sunny,
414         light winds, dry ground, temps above freezing.
415       </p><p>
416         The motor came up to pressure very quickly and the rocket leapt off
417         the pad, climbing smoothly under power and then doing about two slow 
418         rolls during the coast phase.  Deployment of the nose cone and drogue
419         occurred as planned when the primary apogee charge fired.  
420         Unfortunately, the main deployed around the time the backup apogee
421         charge fired, so the descent was under main from apogee.  Fortunately,
422         the winds were low enough and the descent rate high enough that the
423         rocket touched down without damage within the waiver area for a
424         successful certification!
425       </p><p>
426         The rocket weighed 25.2 pounds prepared for launch without the motor.
427         The motor weighed about 10.25 pounds, which included about 6 pounds
428         of propellant.  Thus the descent mass under chute was just over 29
429         pounds.
430         The miniRRC2 altimeter reported 5949 feet apogee, 980 feet per second
431         max velocity, and 19 seconds to apogee.  The MAWD reported 5953 feet
432         apogee.
433       </p><div class="itemizedlist"><ul type="disc"><li><a class="ulink" href="http://picasaweb.google.com/jamesr2/StealeyMemorialLaunchSiteHudsonRanch" target="_top">
434         Photos of the launch taken by James Russell
435         </a></li><li><a class="ulink" href="http://cosrocs.org/all%20other%20videos/2008videos/11-15hudson/bdale_L3.mov" target="_top">
436         Video of the launch taken by Jeff Lane
437         </a></li><li><a class="ulink" href="http://www.youtube.com/watch?v=xaJnl89wfWU" target="_top">
438         Video of the launch taken by Jason Unwin
439         </a></li></ul></div></div><div class="chapter" lang="en"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title"><a name="id2842161"></a>Chapter 7. Analysis and Conclusions</h2></div></div></div><p>
440         The ascent was straighter than expected... very smooth during
441         the motor burn, then a couple slow rolls during coast.  The two 
442         altimeters agreed within 4 feet on the apogee.  The max
443         velocity recorded is a little higher than predicted by simulation,
444         but the accuracy of that measurement is likely limited since it is
445         based on pressure data.
446       </p><p>
447         I was able to watch the apogee events through binoculars, and could
448         clearly see the main deploy as the backup apogee charge fired.  I saw
449         some evidence of tearing of the paper taped over the motor mount to 
450         retain the main chute during ground testing, so assume this was the
451         root cause of the early deployment.  When the backup apogee charge 
452         fired, the shock cord was not yet in tension, and thus the charge 
453         probably kicked the airframe backwards hard enough to allow the main 
454         chute to slide out through the torn paper and deploy.  The best fix 
455         for this might be
456         to fabricate a second piston to use as a cap and retain it with two
457         shear pins.  This would be much less likely to prematurely deploy than
458         the current taped paper approach.
459       </p><p>
460         The most significant variance from expectation was the descent rate.
461         The spreadsheet provided by the Team Vatsaas folks for their design
462         suggested we'd see around 21 feet per second.  Analysis of the flight
463         profile from the MAWD shows that our actual descent rate was about
464         32 feet per second.  There are three possible sources of error to 
465         consider.  
466         </p><div class="orderedlist"><ol type="1"><li> 
467                 The first is descent mass.  Pre-flight calculations used
468                 25 pounds.  
469                 The actual flight weight was 25.2 pounds plus the burn-out
470                 weight of the M1297W, which should be about 4.5 pounds. 
471                 That yields 29.5 pounds total.  All pre-flight calculations
472                 were done using 25 lbs, with the thought that the motor mass
473                 might cancel out against the drag provided by the drogue.
474                 In flight, it appeared the drogue supported the nose and the
475                 main supported the fin can with very little interaction between
476                 the two.
477           </li><li> 
478                 Second, the dimensions given by Team Vatsaas' spreadsheet
479                 for the pattern grid seem small.  For a 10 foot chute, they
480                 suggest a grid size of 5 inches, which looks more like an 8.5
481                 foot finished chute size to me.
482           </li><li> 
483                 Finally, the Cd in the spreadsheet is 1.5, which may be overly
484                 optimistic.
485           </li></ol></div><p>
486         My calculations show that if we assume a chute size of 8.5 feet and
487         a Cd closer to 1, we can get to a descent rate of 32 feet per second.
488       </p><p>
489         So, overall, this was a successful flight, but with three things to
490         change before we fly the airframe again... 
491         </p><div class="orderedlist"><ol type="1"><li> 
492                 the main chute may be too small
493           </li><li> 
494                 switch to a piston to cap the main chute bay
495           </li><li> 
496                 beef up the battery retention on the avionics sled
497           </li></ol></div><p>
498       </p></div></div></body></html>