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© 2012 Franzis Verlag GmbH, 85540 Haar
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Coverart & -design: www.ideehoch2.de
ISBN 9783645270120
Inhaltsübersicht
Vorwort
1 Modellbauraketen
2 Motorgetriebene Raketen
2.1 Geschwindigkeit und Höhe
2.2 Aufbau einer Motorrakete
2.3 Nasenkonus
2.4 Schockband
2.5 Körper
2.6 Bergungssystem
2.7 Fallschirme
2.8 Schutzpfropfen
2.9 Motoraufnahme
2.10 Motor
2.11 Leitröhrchen
2.12 Flossen
3 Sicherheitsempfehlungen für Modellraketen
3.1 Rakete
3.2 Flugfeld
3.3 Start
4 Modellraketenvereine
4.1 Rechtliche Bestimmungen
4.2 Treibsätze
4.3 Zulässige Flughöhe
4.4 Sprengstoffgesetz
4.5 Vereine geben Sicherheit
5 Raketenantrieb
5.1 Motoraufbau
5.2 Motordaten
5.3 Motorbezeichnung
5.4 Schub-Zeit-Diagramm
5.5 Raketenmotor richtig auswählen
5.6 Lagerung von Treibsätzen
5.7 Defekte Motoren
6 Zünder
6.1 Zündschnüre
6.2 Elektroanzünder
7 Startgerät
7.1 Kabel richtig verlegen
8 Fallschirme
9 Starter-Sets für motorgetriebene Raketen
9.1 Startrampe zusammenstellen
9.2 Die Rakete
9.3 Das Startgerät
9.4 Weiteres benötigtes Zubehör
10 Raketenbausätze
10.1 Rakete zusammenstellen
10.2 Fallschirm einbauen
11 Rakete fliegen
11.1 Fehlerquelle Startrampe
11.2 Vorbereitungsarbeiten
11.3 Drei, zwei, eins … Start!
11.4 Überraschungen beim Flug
11.5 Der Flug
11.6 Fluggeschwindigkeit
11.7 Landephase
11.8 Probleme mit dem Fallschirm
11.9 Nach dem Flug
11.10 Arbeiten mit Zündschnüren
12 Luftraketen
12.1 Komplett-Sets
12.2 Die Rakete
12.3 Funktionsprinzip
12.4 Membran
12.5 Start und Landung
12.6 Sicherheitshinweise
12.7 Wenn eine Luftrakete nicht startet
12.8 Startvorbereitungen
12.9 Der Start
12.10 Luftpumpe
12.11 Der Flug
12.12 Membranplättchen
12.13 Lebensdauer von Luftraketen
13 Wasserraketen
13.1 Wasserraketen-Starter-Set
13.2 Die Rakete
13.3 Startrampe
13.4 Flugvorbereitungen
13.5 Sicherheitshinweise
13.6 Flughöhe
13.7 Keine Rettungseinrichtung
13.8 Experimentieren gefragt
13.9 Flugpraxis
13.10 Flugrichtung bestimmen
13.11 Wie viel Wasser wird benötigt?
13.12 Der Flug
13.13 Wasserraketenflug im Winter
13.14 Flugeigenschaften verbessern
14 Fliegen mit Flaschen
14.1 Minikameras
14.2 Wasserrakete mit Kamera
14.3 Kalkulierbares Risiko?
14.4 Der erste Flug
14.5 Flugeigenschaften verbessern
14.6 Spektakuläre Aufnahmen
14.7 Kamera in der Spitze
14.8 Kamera durch die Spitze
14.9 Kamera an der Seite
14.10 Kamera montieren
14.11 Kameraflug
Vorwort
Fliegen zu können ist ein alter Menschheitstraum. Das dürfte wohl auch der Grund sein, weshalb gerade das Fliegen im Modellbau so große Bedeutung hat. Das Fliegen mit ferngesteuerten Flugzeugen oder Hubschraubern ist allseits bekannt, der Modellbauraketenflug hingegen weniger. Vielleicht auch, weil er unter gänzlich anderen Voraussetzungen betrieben wird als das Steuern von Autos, Flugzeugen und Co. Während es im klassischen Modellbau primär auf Präzision und Perfektion ankommt, sind bei Modellraketen Speed und das Erreichen großer Höhen die Ziele.
Miniraketen werden auch nicht per Funk gesteuert. Eine Ausnahme bilden hier lediglich einige Flugzeuge mit Raketenantrieb. Bei den Raketen konzentriert sich demnach alles darauf, sie startfertig aufzubauen und anschließend in die Luft zu bringen. Die Herausforderung ist dabei, die Raketen so weit zu perfektionieren, dass sie eine perfekte Flugbahn erreichen – genau so, wie man es von den großen Raketen kennt.
Obwohl sich das Fliegen von Raketen darauf beschränkt, sie zu starten, und man nicht in den Flug selbst eingreifen kann, handelt es sich um ein abwechslungsreiches Betätigungsfeld mit viel Spielraum zum Experimentieren. Ein hoher Spaßfaktor ist garantiert. Dazu trägt unter anderem bei, dass Modellraketen nicht nur mit Treibsätzen, sondern auch mit Luft und Wasser geflogen werden können.
Modellraketen kann man auch leicht selbst herstellen. Das gibt Ihnen die Gelegenheit, sich selbst als Konstrukteur zu versuchen und auch auszuprobieren, besondere Raketenformen zum Fliegen zu bringen.
Raketenfliegen hat nichts mit RC-Modellbau gemeinsam, wo Modelle mit Fernsteuerungen gefahren oder geflogen werden. Was beide Betätigungsfelder aber verbindet, ist das Basteln und Verbessern der eigenen Modelle.
Dieses Buch ist mit tatkräftiger Unterstützung der Mitglieder des Modellfliegerclubs Lienz im österreichischen Osttirol entstanden, vor allem durch Thomas Schosser und Martin Wibmer. Besuchen Sie die Homepage des Modellfliegerclubs Lienz unter http://www.modellfliegerclub-lienz.at.
Logo des Modellfliegerclubs Lienz im österreichischen Osttirol
1 Modellbauraketen
Modellbauraketen gibt es in drei Varianten, die sich durch ihre Antriebsart unterscheiden. Am weitesten verbreitet sind Modelle, die mit einem Motor angetrieben werden. Das ist ein Treibsatz, der in das untere Ende der Rakete zu stecken und zu zünden ist. Seine Schubkraft entscheidet darüber, wie schwer eine Rakete sein darf und wie hoch sie fliegen kann.
Während ein Treibsatz, bei dem etwas verbrennt und es raucht, für den Antrieb einer Rakete plausibel erscheint, wird sich mancher wundern, dass es auch mit scheinbar unspektakuläreren Antriebsmethoden geht, z. B. mit Wasser. Es wird unter Druck in einen Behälter gepresst und durch eine kleine Öffnung wieder ausgelassen. Die dadurch entstehende Schubkraft lässt die Rakete fliegen. Als dritte Antriebsmöglichkeit bietet sich Luft an. Auch hier wird mit hohem Druck gearbeitet, der die Rakete in die Höhe schießt. Wasser und Luft haben den Vorteil, dass man bei ihnen nicht mit explosionsgefährlichen Stoffen hantieren muss, was bei motorgetriebenen Raketen durchaus der Fall ist. Wasser und Luft erleichtern den Umgang etwas, da beides zur Genüge vorhanden ist und einen unproblematischen Umgang verspricht. Das heißt aber nicht, dass bei Wasser- und Luftraketen keine besondere Vorsicht angebracht ist. Da bei ihnen mit hohem Druck gearbeitet wird, ist auch hier mit Bedacht vorzugehen.
Alle drei Varianten des Raketenflugs haben ihren besonderen Reiz, was für Spaß sorgt. Dabei darf man aber nicht vergessen, dass auch das Raketenfliegen eine Sparte des Modellbaus ist. Hier wird zwar nichts ferngesteuert, aber die Lust am Basteln lässt sich besonders gut ausleben. Hat man einmal die Funktionsprinzipien aller drei Modellraketenvarianten durchschaut, laden sie zum Nachbauen ein. Der Vorteil daran: Die meisten Baumaterialien gibt es für kleines Geld im Baumarkt um die Ecke. Selbst vermeintliche Abfälle wie Reste aus der Elektroinstallation, leere Verpackungsrollen oder Kunststoffflaschen können Ausgangsmaterialien für Raketen und Raketenkonstruktionen sein. Man kann seinen Schwerpunkt darauf legen, möglichst schön und hoch zu fliegen, oder einfach mal sehen, was überhaupt alles fliegen kann. Hier kann man sich insbesondere bei Wasser- und Luftraketen so richtig austoben.
Basteln steht aber auch bei allen motorgetriebenen Raketen im Fokus, denn sie werden nur als Bausätze angeboten. Bevor man mit ihnen fliegen kann, sind zuerst die Rakete und das Landesystem zusammenzubauen. Motorgetriebene Raketen gibt es zudem in mehreren Bastel-Schwierigkeitsgraden. Sie reichen von einfachen Raketen, bei denen es darum geht, sie einfach nur fliegen zu lassen, bis zur naturgetreuen Nachbildung echter Vorbilder.
2 Motorgetriebene Raketen
Spricht man von Raketen, denkt man zuerst an Silvesterraketen und große Feuerwerke, die mit ihren faszinierenden Farbenspielen am Nachthimmel für Begeisterung sorgen. Diese Feuerwerkskörper haben zwar kaum das Aussehen von Modellbauraketen, arbeiten aber nach dem gleichen Prinzip. Sie werden zuerst mit einem Treibsatz in die Luft transportiert. Die Nutzlast ist der Effektsatz in der Spitze, der z. B. aus dragierten Leuchtkugeln oder -zylindern besteht. Sie sorgt für die Lichteffekte, die es bei Modellraketen nicht gibt. Bei ihnen ist stattdessen eine Rettungseinrichtung eingebaut, denn Modellbauraketen sind wiederverwendbar.
2.1 Geschwindigkeit und Höhe
Motorgetriebene Modellraketen können hoch fliegen. Je nach verwendetem Treibsatz erreichen sie Flughöhen von 100 m bis 300 m. Ihre Fluggeschwindigkeit liegt bei etwa 400 km/h. Das sind nur Richtwerte, die über- oder unterschritten werden können. Ausschlaggebend für die erreichte Flughöhe ist das verwendete Treibmittel. Je länger seine Brenndauer ist, umso höher fliegt die Rakete. Dabei ist natürlich auch ihr Gewicht zu berücksichtigen. Größere und/oder schwerere Raketen erfordern mehr Schubkraft.
2.2 Aufbau einer Motorrakete
Unter dem Begriff Modellbau denken die meisten zunächst an ferngesteuerte Autos, Flugzeuge oder Helikopter. Damit hat das Fliegen von Modellraketen recht wenig zu tun. Sie haben weder einen komplizierten Aufbau noch ausgeklügelte Steuersysteme oder eine Fernsteuerung, mit der man sie dorthin bewegt, wohin man sie haben möchte. Zwei Gemeinsamkeiten gibt es dennoch: Modellraketen sind wiederverwendbar und sie laden zum Basteln ein.
Als Laie ist man versucht, eine motorgetriebene Modellrakete damit abzutun, dass es sich dabei um einen Raketenkörper mit Treibsatz handelt. Tatsächlich besteht eine Rakete aus weitaus mehr Komponenten. Neben dem Antrieb befindet sich in ihr ein Bergesystem. Es ist meist ein kleiner Fallschirm, der sich öffnet, nachdem die Spitze abgesprengt wurde. Damit kann die Rakete sicher landen.
Bild 2.1 Prinzipieller Aufbau einer motorgetriebenen Modellrakete
2.3 Nasenkonus
Bild 2.2 Formenbeispiele für Raketenspitzen
Bild 2.3 Die Raketenspitze ist mit einem flexiblen Band am Raketenkörper angebunden.
Der Nasenkonus ist die Spitze der Rakete und wird üblicherweise auch nur »Spitze« genannt. Sie besteht meist aus Kunststoff, kann aber auch aus Balsaholz gefertigt sein. Die Spitze ist auf den Raketenkörper gesteckt. An ihrem unteren Ende ist sie mit einer Bohrung versehen, die das Anbinden eines Schockbands zulässt.
Raketenspitzen gibt es in verschiedenen Formen. Die Palette reicht von rundlich über parabolisch und ogival bis zu konisch. Sie bestimmen in hohem Maß über die Flugleistungen einer Rakete. Stromlinienförmige Spitzen sorgen für die besten Flugleistungen. Für den Unterschallbereich haben sich parabolische Spitzen am besten bewährt.
2.4 Schockband
Spitze und Raketenkörper sind über das Schockband miteinander verbunden. Beim Absprengen der Spitze und beim Fallschirmausstoß wirken extrem hohe Kräfte auf die Leine. Sie werden durch die Elastizität des Schockbands abgedämpft.
Das Schockband befindet sich direkt unter der Raketenspitze. Es hilft, dass während der Landung keine Raketenteile verloren gehen, da alle quasi zusammengebunden sind.
Bild 2.4 Sieht man die Verpackung eines Schockbands, meint man, es mit einem speziellen Zubehörteil für den Raketenflug zu tun zu haben.
Bild 2.5 Tatsächlich handelt es sich dabei um nichts anderes als ein Einziehgummi, das man auch in vielen Handarbeitskörben findet.
Die Verpackung von Schockbändern lässt den Schluss zu, es hier mit speziellem Zubehör für den Raketenflug zu tun zu haben. Bei genauerer Betrachtung stellt sich aber fest, dass es sich bei ihm um nichts anderes als Einziehgummi handelt, das man auch in vielen Handarbeitskörben findet. Schockbänder bekommt man damit nicht nur in Fachgeschäften für Modellraketen, sondern auch im Kurzwarenladen oder im Supermarkt.
2.5 Körper
Der Körper ist sozusagen das Skelett der Rakete und besteht aus Spezialpapier/spiralförmig gewickelter Pappe. Ihre Wandstärke liegt zwischen etwa 0,5 mm und 1 mm. Für Papier und Pappe spricht, dass beides leicht und sicher ist. Bei einer von der Flugbahn abgekommenen Rakete sind so Schäden am Absturzort so gut wie auszuschließen.
Dennoch können sich, zumindest in kleinem Umfang, auch Kunststoffrohre für den Raketenbau anbieten. Sie setzen aber voraus, dass man bereits ausreichend Erfahrung mit der Materie hat.
Bild 2.6 Der Körper besteht meist aus spiralförmig gewickelter Pappe. Ihre Wandstärke liegt zwischen etwa 0,5 mm und 1 mm.
Entscheidend ist, dass leichtes Material zum Einsatz kommt, was auch für die anderen Teile gilt. Am Körper sind alle in der Rakete verbauten Komponenten befestigt. Dazu zählen das Schockband, über das die Spitze mit dem Körper verbunden ist, der Fallschirm und der Motor. Außerdem sind an ihm das Leitröhrchen und die Flossen angeklebt.
2.6 Bergungssystem