Sommererfrischung mit einer Wasserrakete

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Die Rakete hat mit 0,6 MPa Druck bei 60% Wasserfüllung eine Energie von über 300 J, was immerhin in der Grössenordnung eines Pistolengeschosses kommt. Also so ganz harmlos ist das nicht. Die Endgeschwindigkeit kann man zu 26 m/s errechnen. Der Anfangsschub beträgt über 400 N. Die Rakete besteht einfach aus einer PET Mehrweg-Getränkeflasche. Diese hat einen Berstdruck von ca 2 MPa. In dem Film sieht man deutlich dass die Rakete mangels Stabilisierung in der Schubphase eine Kurve einschlägt und nach Schubende sofort giert. Damit ändert sich der cw Wert dramatisch, und es wird längst nicht die errechnete theoretsche mögliche Flughöhe erreicht.

Die Berechnung der Ballistik ist nicht ganz einfach, es ist ein nichtlineares Differentialgleichungssystem zu lösen. Einfacher ist eine numrische Simulation die ich mit Octave durchgeführt habe. Bei der Variation der Parameter stellt man fest, dass es tatsächlich eine optimale Füllmenge bei ca. 31% gibt, und diese nur leicht vom Druck abhängt. Auch ist die Düsenöffnung der PET-Flasche eigentlich zu gross. Bei Verkleinerung der Öffnung auf 10 mm ist die maximale Steighöhe noch grösser. Wer will kann mit diesem Skript selber herumrechnen.