W dniach 22 – 23 października 2011 roku na poligonie w Drawsku Pomorskim odbyły się „Loty Rakiet Eksperymentalnych”, podczas których testowane były dwie konstrukcje zbudowane przez członków Polskiego Towarzystwa Rakietowego. Były to rakiety K1-X zbudowana przez grupę południową PTR oraz RTP4 zbudowana przez grupę północną PTR.
Obie rakiety za zadanie miały badać techniczne możliwości w dziedzinach:
- lotu wysokościowego do pułapu 6 km dla rakiety RTP4 oraz do pułapu 4 km dla rakiety K1-X
- przekroczenia prędkości dźwięku
- technicznych możliwości odszukiwania rakiet za pomocą elektronicznych urządzeń pozycjonujących
- technicznych możliwości urządzeń pokładowych w zakresie telemetrii, zapisu danych, obrazu i dźwięku
- nowych rozwiązań konstrukcyjnych rakiet
- rozwiązań technicznych z zakresu wykorzystania nowych materiałów w budowie rakiet
- nowych rozwiązań z zakresu budowy wyrzutni
- nowych rozwiązań z zakresu budowy silników rakietowych
- nowych rozwiązań systemów zapłonu silników startowych
Członkowie PTR byli pod wrażeniem terenu, jaki oferuje poligon wojskowy w Drawsku Pomorskim. W związku z tym, że pogoda od samego rana była bardzo dobra, członkowie obu ekip po krótkiej rozmowie z przedstawicielem dowództwa poligonu rozpoczęli przygotowania do startów.
Rakieta RTP4
W rakiecie RTP4 w porównaniu do wcześniejszych projektów grupy północnej wprowadzone zostały zmiany, dzięki którym polepszyć miała się aerodynamika rakiety. Zamiast trzech zastosowane były cztery stateczniki, dzięki czemu balast w głowicy rakiety został usunięty. Dodatkowo zrezygnowano z zaczepów startowych co wymagało użycia wyrzutni nowego typu.
Także oprogramowanie i system namierzenia rakiety został usprawniony w porównaniu do poprzedniej konstrukcji. Całkowita masa rakiety wyniosła 10,74 kg. Konstruktorzy przewidywali iż rakieta przekroczy pułap 6 km.
Do swojego pierwszego lotu ponaddźwiękowego rakieta RTP4 wystartowała o godzinie 13:20. Niestety po widowiskowym starcie i prawidłowym przekroczeniu prędkości dźwięku lot zakończył się rozerwaniem konstrukcji rakiety na wysokości 1700m. Najprawdopodobniej po zakończeniu pracy silnika przy prędkości 503 m/s korpus rakiety uległ złamaniu z powodu przeciążenia. Straty są duże; brakuje modułu GPS, kamery pokładowej, głowicy i spadochronów. Do ponownego użycia nadaje się tylko silnik i część elektroniki.
Z wykresu wynika że silnik pracował na mniejszym ciągu niż podczas testu statycznego. Zamiast spodziewanych 5,3 s pracy silnik działał przez 6,2 s, co było skutkiem problemów z dostawcą, który nie dostarczył odczynników o zamówionych parametrach. W efekcie silnik pracował przy niższym ciśnieniu i stracił na impulsie całkowitym około 1500 Ns z zakładanych 8000 Ns. Wstępne analizy dowodzą, że katastrofa nastąpiła przed 9 sekundą lotu, czyli jeszcze w strefie naddźwiękowej i nie była spowodowana pracą silnika ani awarią elektroniki pokładowej.
Start RTP4 dowiódł iż grupa północna PTR dysponuje mocnym i pewnym silnikiem. Przed kolejnymi lotami eksperymentalnymi w kwietniu 2012 roku wzmocniona zostanie konstrukcja rakiety.
W skład północnej grupy PTR zaangażowanej w budowę rakiety RTP4 wchodzą:
- Adam Magiera – radionamiar
- Andrzej Magiera – konstrukcja rakiety
- Robert Magiera – konstrukcja silnika, wyrzutni
- Arkadiusz Paliński – elektronika pokładowa, oprogramowanie
Rakieta K1-X
Rakieta K1-X startowała drugiego dnia. W porównaniu do sobotnich lotów warunki pogodowe uległy pogorszeniu.
Ekipa zdecydowała się na przeprowadzenie lotu testowego na niski pułap w celu sprawdzenia wszystkich urządzeń pokładowych. Urządzenia elektroniczne oraz układy odzysku pracowały poprawnie. Rozpoczęto przygotowania do właściwej próby. Na poligonie złożono silnik i przygotowano powtórnie wszystkie urządzenia i systemy pokładowe.
Dane techniczne K1-X:
- Średnica rakiety K1-X 80mm z pogrubieniem na głowicy do 85mm,
- Całkowita długość 231cm,
- masa startowa 10,32 kg.
- Jednostką napędową był silnik L1600 M.
- Masa paliwa 4239 g uformowane w 7 segmentów w układzie bates.
- Materiał konstrukcyjny to aluminium za wyjątkiem głowicy, która została wykonana z laminatu szklanego, by nie tłumiła fal radiowych.
K1-X wystartowała z wyrzutni szynowej pod kątem 80 stopni pod wiatr, o godzinie 14:00. Na pokładzie znajdował się telefon z oprogramowaniem Android, GPS tracker, kamera, UWS 5-51 (układ wyzwalania spadochronu), układ SALT oraz maskotka, pluszowy miś astronauta, któremu nadano imię „Kubuś Machbuster”. Urządzenia odpowiedzialne za lokalizację znajdowały się w głowicy, reszta aparatury pokładowej umieszczona została między silnikiem a przedziałem spadochronowym.
Dynamiczny start przeszedł w płynny lot, podczas którego rakieta osiągnęła pułap 3714 m oraz prędkość 444 m/s. Tym samym rakieta pokonała rekord pułapu ustanowiony przez rakietę Hipersonal w kwietniu tego roku.
W fazie powrotnej mimo poprawnie działającego układu odzysku, zerwana została linka z kevlaru, która łączyła głowicę z korpusem. K1-X opadała na spadochronie – pilocie z prędkością ok. 15-20 m/sekundę. Zagięcie krawędzi górnego korpusu, które powstało podczas oderwania się głowicy, nie pozwoliło na wyciągnięcie spadochronu głównego. Miało ono nastąpić na wysokości ok. 150 metrów nad ziemią. W wyniku zdarzenia, głowica wylądowała około 1,3 km od miejsca startu, a korpus rakiety (nieuszkodzony) został odnaleziony około 700 m od wyrzutni. Rejon lądowania został określony na podstawie danych GPS z działającej w głowicy elektroniki. Wszystkie pozostałe urządzenia pracowały nadal poprawnie magazynując zarejestrowane wcześniej parametry lotu.
Co mogło być przyczyną zerwania linki nośnej głowicy? Członkowie ekipy K1-X wymieniają następujące przyczyny:
- Zbyt cienka i krótka linka kevlarowa łącząca głowicę z rakietą.
- Brak amortyzatora w połączeniu spadochron-pilot i korpusu rakiety.
- Otwarcie spadochronu-pilota przy zbyt dużej prędkości. Bezpośrednią tego przyczyną był start rakiety z wyrzutni nachylonej pod kątem 80 stopni. O takim kącie startu zadecydowały warunki atmosferyczne panujące na poligonie oraz lokalizacja miejsca startu (na zawietrznej w odległości ok. 1 km znajduje się jezioro).
Członkowie Polskiego Towarzystwa Rakietowego uważają, iż mimo incydentu z głowicą, cały eksperyment należy uznać za udany. Twórcy rakiety eksperymentalnej K1-X rozwiązali wiele trudnych problemów technicznych. Dzięki temu udało się pokonać za pierwszą próbą barierę dźwięku, wznieść się na rekordowy pułap i wrócić na ziemię.
Cele eksperymentu zostały osiągnięte. Rakieta K1-X:
- przekroczyła z nadwyżką prędkość 1 Macha (mknęła z prędkością 1580 km/h!),
- zebrała dane dotyczące parametrów lotu,
- wykonała film z pokładu,
- ustaliła nowy rekord wysokości osiągając 3714m,
- bezpiecznie wylądowała,
- przesłała informacje o miejscu lądowania umożliwiając jej odnalezienie,
- jest zdolna do wykonania kolejnych lotów.
„Dla mnie osobiście największą satysfakcją jest fakt, iż przyjęta przeze mnie koncepcja rakiety oraz to, co zaprojektowałem w komputerze sprawdziło się w 100% w rzeczywistości”. Mówi Krzysztof „KSard” Ścigalski. „Geometria rakiety jest wyjątkowo udana, co pozwala na wykonywanie bardzo stabilnych lotów. Przewidywane obliczeniowo wartości dotyczące wysokości i prędkości lotu pokryły się całkowicie z danymi uzyskanymi z przyrządów pokładowych.
I jeszcze na zakończenia chciałbym podziękować wszystkim członkom krakowskiej grupy za ogromny wkład pracy i serce przy tym projekcie. Specjalne słowa uznania dla Kacpra Zielińskiego, który był motorem napędowym całego przedsięwzięcia.
Tym testem udowodniliśmy, że nasze wieloletnie doświadczenia sprawdziły się przy tak ekstremalnie trudnym eksperymencie.
Oczywiście jest jeszcze wiele do poprawienia. Ale być może na bazie doświadczeń z K1-X pokusimy się sięgać jeszcze wyżej. Mamy potencjał i mamy plany na przyszłość”- dodaje na koniec konstruktor.
W skład południowej grupy PTR zaangażowanej w budowę rakiety K1-X wchodzą:
- Andrzej Chwastek – wykonanie i montaż elementów elektronicznych rakiety, układu odzysku UWS 5-51, montaż kamery pokładowej.
- Adam Matusiewicz – zaprojektował i wykonał układ odzysku rakiety wraz ze spadochronami.
- Agnieszka Olek – organizacja, logistyka, autorka pomysłu „Kubuś Machbuster”, nasza muza.
- Maciej Olesiński – przekazał i przystosował telefon z oprogramowaniem Android do lotu. Oprogramowanie aparatury pokładowej oraz opracowanie wyników lotu.
- Krzysztof Ścigalski – projekt rakiety, analiza lotu, wykonanie usterzenia oraz adaptacja korpusu górnego rakiety. Wykonanie elementów wyrzutni.
- Kacper Zieliński – konstruktor i wykonawca silnika L1600. Wykonał głowicę, toczenie elementów składowych rakiety oraz zamontował układ GPS.
Loty Rakiet Eksperymentalnych nie doszły by do skutku, gdyby nie zaangażowanie sekretarza PTR – Rafała Dziemianko oraz przyjazne nastawienie Wojska Polskiego, które udostępniło teren, zapewniając również zabezpieczenie przeciwpożarowe na poligonie. Serdecznie dziękujemy.
(PTR)
Redakcja serwisu Kosmonauta.net serdecznie dziękuje Panu Marcinowi Mazurowi za przesłaną informację.
