MODELRAKETTEN

Door: Frank Wijgerse

[float right width=400 background=#FF0000] Pas op: Modelrakketten kunnen gevaarlijk zijn. Zij moeten altijd in het bijzijn van een volwassene worden gebouwd en gelanceerd. De veiligheidsregels voor het bouwen en lanceren moeten in acht worden genomen. Modelraketten worden in Nederland beschouwd als vuurwerk. Er is een vergunning nodig voor het lanceren. [/float]

Oorspronkelijke Pagina

Je hebt afgelopen oud & nieuw vast wel een paar vuurpijlen afgevuurd, of gezien dat ze afgevuurd werden. Eigenlijk zijn dat natuurlijk ook een soort modelraketjes. Dit verhaal gaat echter niet over vuurpijlen maar over modelraketten. En er zijn toch nogal wat verschillen tussen een vuurpijl en een modelraket.

Een stukje geschiedenis.

raket1.jpg Waarschijnlijk de eerste die iets met „raketten” deden waren de Chinezen. Die gebruikten al heel lang vuurpijlen bij feesten en in oorlogen om op de vijand te schieten. Later, in de middeleeuwen, werden vuurpijlen ook wel gebruikt in Europa. De eerste echte rakketen zijn echter pas gemaakt in de tweede wereldoorlog. Hitler maakte toen de V1 en V2. De V1 was nog een soort onbemand vliegtuig, hij had nog vleugels en hij startte horizontaal. De V2 was een echte raket. Hij steeg verticaal op en had geen vleugels meer om voor de draagkracht te zorgen. Later werden die raketten natuurlijk verbeterd en kwam bijvoorbeeld de Saturnusraket waarmee mensen naar de maan gingen, en nog veel later de Ariane raketten en de Space Shuttle. Natuurlijk waren een heleboel mensen erg nieuwsgierig naar deze raketten. En omdat een echte raket veel te duur is om zelf te maken gingen ze kleine raketten maken. Soms schaalmodellen van echte raketten, soms gewoon raketten die ze zelf bedacht hadden. Zelf een raket maken

Wat moet je allemaal doen als je een modelraket wilt lanceren. Ten eerste heb je natuurlijk een motor nodig. Er zijn fabrikanten die kleine raketmotortjes verkopen. In Nederland kun je die motortjes o.a. bestellen bij sterrenwacht Schieversheide. Deze zijn getest en gemaakt door hele deskundige mensen, dus kan er weinig mee fout gaan. Je moet nooit proberen zelf een raketmotor te maken. Dat kan echt levensgevaarlijk zijn. De motoren koop je dus gewoon.

Hoe ziet zo'n motor eruit

Zo'n motor bestaat uit een aantal onderdelen. Ten eerste een keramische achterkant. Omdat de vuurstraal uit een raketmotor natuurlijk erg heet is moet hier een hittebestendig materiaal zitten om de motor hiervoor te beschermen. Verder zit er natuurlijk brandstof in om de raket voort te stuwen. Er zijn in principe twee soorten raketmotoren. Sommige hebben (meestal twee) vloeistoffen als brandstof. Meestal zijn dit waterstof en zuurstof. Nu zijn dat normaal gassen, maar omdat ze heel sterk samengeperst zijn worden het vloeistoffen. Verder zijn er motoren met een vaste brandstof. Bijvoorbeeld een vuurpijl heeft een vaste brandstof, buskruit. De Space Shuttle heeft allebeide de soorten brandstof. De grote bruine tank aan de shuttle bevat waterstof en zuurstof, de twee raketten aan de buitenkant bevatten een vaste brandstof. De motoren voor modelraketje zijn ook vaste brandstof motoren. Het is een zeer ontbrandbaar poeder. Als de brandstof is opgebrand zit er nog een stofje wat heel langzaam opbrand. Dit duurt een paar seconden. Daarna zit er nog een klein springladinkje wat de parachute uitstoot.Maar daar kom ik dadelijk nog wel op terug.

Hoe werkt een raketmotor

Een raket gaat omhoog omdat de motor de raket omhoog duwt. De motor moet harder duwen dan de zwaartekracht de raket naar beneden probeert te trekken. In de motor van de raket verandert door verbranding de vaste stof in een gas. Hierbij zet de vaste stof heel erg snel uit. Er ontstaat een enorm hoge druk in de motor. Het gas duwt tegen de wanden van de motor aan.Omdat er onderin de motor een gat zit duw het gas wel omhoog maar niet omlaag. Daar ontsnapt het gas namelijk. Dat is de vuurstraal onder een raket.

Kijk maar naar het plaatje. Er zijn meer pijltje die omhoog duwen dan omlaag. De raket gaat dus omhoog.

Hoe gaat een raket recht omhoog?

Deze vraag vind je misschien wat vreemd. Als je een raket met zijn neus omhoog zet en met de motor omlaag gaat een raket toch omhoog. Was het maar zo simpel. Er voor zorgen dat een raket netjes recht omhoog gaat en niet een of andere vreemde kronkelbaan gaat volgen is het moeilijkste van een raket lanceren. De eerste raketten die ik lanceerde gingen alle kanten op behalve omhoog. Dat is niet alleen jammer, want je raket komt veel minder hoog, het is ook best gevaarlijk. De raket gaat dan met snelheden van soms meer dan 200km/u alle kanten op. Gelukkig stond ik er altijd ver genoeg vanaf. De stabiliteit, want zo heet het wel of niet netjes recht omhoog gaan van een raket, is best moeilijk te begrijpen. Maar ik zal proberen het simpel uit te leggen. Een vuurpijl heeft altijd een houten stokje wat ver naar achter uitsteekt. Hierdoor licht het zwaartepunt van de pijl achter de motor. Hierdoor blijft de vuurpijl recht omhoog gaan. Dat houten stokje zit er dus niet alleen maar aan zodat je de vuurpijl makkelijk in een fles kan zetten! Een raket heeft echter geen houten stokje. Dat zou er immers niet uitzien. Hoe maken we de raket dan stabiel. Nu een raket heeft vinnen aan de achterkant. Die zorgen ervoor dat er een extra kracht aan de onderkant ontstaat. Die vinnen trekken dus de onderkant van de raket omlaag, waardoor de raket rechtop blijft. Toch gingen de eerste raketten die ik lanceerde niet netjes omhoog, terwijl ze toch flinke vinnen aan de onderkant hadden. Wat ga je dan doen om de raket stabieler te maken. Het eerste wat je normaal zou doen is het zwaartepunt van de raket verder naar beneden leggen. Dus door een zware motor en een lichte raket. Kijk maar eens naar een staande lamp bijvoorbeeld. Daar zit een zware voet aan om te voorkomen dat hij omvalt.

Toch is dit bij een raket precies het verkeerde om te doen!!! Als je het niet meteen snapt wees dan niet bang, het koste ons ook een paar dagen om aan het vreemde idee te wennen dat je het zwaartepunt juist omhoog moet brengen, dus met een zware neuskegel. Waarom dat zo is zal ik proberen uit te leggen. Ten eerste heb je het „rotatietraagheidsmoment”. Dat is een moeilijk woord voor het gemak waarmee een raket kan omvallen.Probeer maar een bezem op hand te balanceren (doe dit wel buiten en uit de buurt van ramen, anders worden je ouders een beetje boos). Probeer het eerst eens met de haren van de bezem op je hand en de stok omhoog. En daarna met de haren omhoog en de stok op je hand. Wanneer kun je hem het gemakkelijkst in evenwicht houden? Je zal merken dat het veel gemakkelijker gaat als het zware deel van de bezem omhoog wijst, als het zwaartepunt dus hoog licht. De bezem, of raket, valt dan dus veel minder snel om. Verder werken de vinnen ook veel beter als ze verder van het zwaartepunt zitten. Dat licht aan het „moment” van de kracht op de vinnen. Dat is hetzelfde als je op een wip zit. Als je verder van het draaipunt gaat zitten kun je lichter zijn om toch hetzelfde effect te krijgen.

Goed, je moet dus het zwaartepunt omhoog zien te krijgen. Hoe doe je dat? Je zorgt ervoor dat de neuskegel zwaarder wordt. En hoe maak je dan de neuskegel zwaarder, wel daar stop je een satelliet in! Of in ons geval een stukje ijzer. Een M10 moer om precies te zijn.

Stevigheid

Je raket moet natuurlijk wel stevig gebouwd zijn. En niet tijdens de vlucht dubbelklappen of op een andere maniet beschadegen. En zo’n raketje krijgt heel wat te verduren. Ten eerste vlak na de lancerin versnelt de raket met wel 15x de normale zwaartekracht. Dat betekend dat het voor de raket nu net is alsof ie 15x zo zwaar is geworden. Een (klein) raketje van 50g weegt dan ineens meer dat een halve kilo. Wederom: door fouten leert men en fouten heb ik genoeg gemaakt. De eerste raketten klapte onder dit gewicht gewoonweg simpel dubbel. Je kan je voorstellen dat ze dan niet mee zo goed vliegen. Dit kun je eenvoudig verhelpen door een of twee sateprikkers in de romp van de raket te stoppen. Die zijn stevig genoeg. Verder halen de raketten snelheden van meer dan 200 km/u zoals ik al gezegd heb. Dit betekent dat er echt een enorme orkaan langs de raket waait. Je heb vast je hand wel eens uit het raam gehouden als je met de auto op de snelweg reedt. Dan weet je dat er al een behoorlijke kracht op je hand staat. En modelraketten gaan nog een stuk sneller. Bij het model op de foto achteraan dit artikel is tijdens de vlucht gewoon een stuk van de vinnen afgescheurd, terwijl die toch best stevig waren!

Natuurlijk moet je de raket ook weer niet te stevig maken want dan wordt ie te zwaar.

Testen

Al met al lijkt het heel moeilijk om een raket te bouwen die goed vliegt. Nu valt dat wel weer mee. Als je je aan een paarbasisregels houdt zijn er een heleboel verschillende raketten die allemaal uitstekend vliegen. Het belangrijkste is dat de raket aan de achterkant iets van vinnen heeft en dat het zwaartepunt een flink stuk voor de motor licht. Dat kun je controleren door de raket op je vinger te ballaceren. Als je je hieraan houdt vliegt bijna elke raket wel redelijk.

De terugkeer

Als je raket omhoog is gegaan komt hij natuurlijk ook weer omlaag. Je wilt niet dat hij dat te snel doet. Hij zou dan jou, of andere mensen kunnen verwonden. Dus moet je raket (tenzij hij héél licht is) een parachute nodig om ervoor te zorgen dat hij rustig afdaalt. Die parachute wordt door het springladinkje uit de motor naar buiten gestoten als de raket ongeveer op zijn hoogste punt is. De parachute zit vast met een zogenaamd schokkoord. Dat is een heel stevig elastiek. Een gewoon touwtje zou door de schok als de raket afremt namelijk af kunnen breken.

Als alles dus in orde ziet de raket uit als in onderstaand plaatje.

Lancering

Als alles klaar is ga je de raket natuurlijk lanceren. Dat kun je niet zomaar in je achtertuin doen. Omdat een raket volgens de wet vuurwerk is moet je een speciale vergunning hebben om ze te mogen lanceren (behalve met oud en nieuw dan). Je moet ook een plek hebben die groot genoeg is. Minstens 50 meter om de raket mag niks in de weg staan. (Bij grotere modelraketten is dit nog veel meer!)

Je plaats de raket in een lanceertoren. Dat is meestal gewoon een buis in de grond. De eerste meter werken de vinnen namelijk nog niet. De raket moet eerst voldoende snelheid krijgen. De eerste meter moet je de raket dus een beetje helpen om de goede kant op te gaan.

Modelrakketten steek je ook niet aan met een lontje. Ze hebben, net als echt raketten, een elektrische ontsteking. Je stopt de ontsteker in de motor, rolt de lanceerkabel af men sluit die aan de een elektronische schakeling die de lanceerstroom maakt. De kastje heeft (minstens) een lanceersleutel en een lanceerknop. Als de sleutel er niet inzit kan de raket dus niet worden gelanceerd. Da's handig voor als jij nog aan de raket zit te prutsen. Dan kun je de sleutel in je zak steken zodat niet een of andere lolbroek even de raket kan lanceren terwijl jij er nog met je neus bovenop hangt!

Als dan alles klaar is kun je gaan aftellen. En druk je bij 0 op de lanceerknop? Nee, al bij één seconde. De motor doet er namelijk ongeveer een seconde over om te ontbranden. Bij de Space Shuttle zetten ze de motoren bijvoorbeeld al 6 seconden voor de start aan. Dan gaat je raket er vandoor. Binnen een seconde haalt je raket al een snelheid van meer dan 200 km/u. En modelraketjes die maar 30 centimeter hoog zijn kunnen toch al met gemak hoogten bereiken van honderden meters!

Als de raket dan weer is afgedaald aan zijn parachute, kun je je opmaken voor de volgende lancering!

Adressen voor raketmotoren en modellen

[float left width=200] roka.jpg Raket gelanceerd op JWG kamp in Roemenie '99

Foto: Roy Keeris

[/float]


De Vliegershop
Haarlemmerstraat 37
2312 DK Leiden
Tel./Fax.: 071-5132783
homepage: http://www.vlgrshp.cistron.nl/main.htm

eXplorion - Science center en sterrenwacht
Schaapskooiweg 95
6414 EL Heerlen
Tel.: 045-5630101
Fax.: 045-5630048
homepage: http://www.raketten.nl

De JWG en de auteur aanvaarden geen enkele aansprakelijkheid voor schade, van welke aard ook, ontstaan door onjuiste, onduidelijke of onvolledige informatie op deze pagina.


Terug naar de modelraketindex