Dynamika pohonného systému lihové rakety

Bc. Jakub NEUMANN

Bachelor's thesis

Dynamic characteristics of ethanol-propelled rocket

Abstract:

Tato práce se zabývá zkoumáním dynamických charakteristik lihové rakety, konkrétně jejího tahu. Měřen je celkový silový impuls působící na raketu. K jeho měření jsou zvoleny dvě metody: měření digitálním siloměrem a měření nově připraveným balistickým kyvadlem. Cílem práce je určení závislostí celkového impulsu na parametrech rakety, rozbor těchto výsledků a jejich vzájemné porovnání. Z výsledků plyne nepřímá závislost celkového impulsu na průměru trysky (souvislost s rovnicí kontinuity) a přímá závislost celkového impulsu na rovnoměrnosti průřezu spalovací komory rakety. Navíc je zjištěna blízká závislost časového průběhu impulsu na tvaru (průřezu) rakety. Analýzou metod a jejich výsledků je určena přesnost měření siloměrem a vzájemným porovnáním i přesnost konkrétního provedení balistického kyvadla. Na závěr následuje sestavení postupu měření pro novou úlohu do výuky předmětu fyzikálních praktik, která by zužitkovala momentálně nevyužitých zdrojů katedry fyziky PřF UJEP.

Abstract:

This work investigates the dynamic characteristics of ethanol rocket, specifically its thrust. What is being measured is the overall impulse affecting the rocket. For its measurements, two methods are chosen: one using a digital force sensor and the other utilizing a newly prepared ballistic pendulum. The goal of this work is to determine the relations between the overall impulse and some of the rocket's parameters, the analysis of these results and their comparison. The results suggest an indirect relation between the overall impulse and the rocket's nozzle width (connection to the continuity equation) and a direct relation between overall impulse and the evenness of the rocket's combustion chamber. Also a close relation between the time-dependence of the impulse and the rocket's cross-section is established. The precission of the force sensor method and also, by comparisson, the precission of the specific realization of the ballistic pendulum method are determined through the analysis of these methods and their results. Finally a work procedure for the ballistic pendulum is produced as a new task for the physical practicals, which would utilize some of the unused equipment of the physics department of the Faculty of Science UJEP.

Keywords

lihová raketa, tah, vliv parametrů rakety, postup práce

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 6. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 29. 8. 2019
• Supervisor: Mgr. Robert Seifert

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Physics