GEMINUS – rakieta dwustopniowa

14 grudnia 2008 wystartowała rakieta dwustopniowa GEMINUS, której pierwszy lot miał odbyć się jeszcze we wrześniu. Ze względu na złe warunki pogodowe nie doszło wtedy do odpalenia modelu.

Cel misji:

  •  próba pobicia rekordu wysokości (1,5  km)
  •  test układu bezwładnościowego
  •  sprawdzenie silnika na paliwie Red Devil, jako jednostki napędowej I stopnia Dane techniczne:

Masa startowa 2,5 kg
Średnica korpusu 50 mm – z PCV
Całkowita długość rakiety 1350 mm

Napęd I stopnia stanowił silnik wielokrotnego użytku ze 160 gramami paliwa wysokoenergetycznego typu Red DEvil (czerwony płomień).
Silnik II stopnia, to 100 gramów paliwa ŻPM  w 3 blokach – silnik FATMAG-3.
Odpalenie drugiego członu realizowane było z użyciem bezwładnika rtęciowego za pomocą zapłonnika fabrycznego z dodatkową masą zapalczą.

Rakieta wyposażona została w dwa układy odzysku produkcji Jaskiniowca typu UWS – oddzielnie w każdym ze stopni. Po raz pierwszy został przetestowany nowy układ z tyrystorem. Znajdował się on w I stopniu rakiety.

Odzysk na spadochronach o śrenicy ok. 800 mm – również każdy człon odzyskiwany oddzielnie.

Geminus wystartował z wyrzutni szynowej długości 2 m.

Przebieg lotu:

  • czas 0 – odpalenie silnika I stopnia. Dobry zapłon, chociaż można zauważyć lekkie kichnięcie, które nie wpłynęło znacząco na pracę silnika czas 2,1 – rakieta rusza i równo, majestatycznie schodzi z wyrzutni.
  • czas 3,3 – awaria układu odzysku II stopnia – za wczesne zadziałanie UWS’a
  • czas 3,4 – rakieta opuszcza wyrzutnię – jest na wysokości 2,5 m nad ziemią
  • czas 5,8 – wyrzucenie spadochronów
  • czas 33,3 – lądowanie I członu
  • czas 36,5 – lądowanie II członu

Podsumowanie

Chociaż lot nie zakończył się sukcesem, to wydaje się, iż misja dała wiele cennego materiału do analiz dla przyszłych lotów układów II stopniowych. Teraz najważniejszą sprawą wydaje się być ustalenie przyczyn awarii układu odzysku II stopnia. Po oględzinach tego, co pozostało z GEMINUSA można przypuszczać, że bezpośrednią przyczyną awarii było zbyt wczesne uruchomienie ładunku miotającego na wskutek zadziałania UWS’a. Na pewno także zawiódł sam ładunek miotający, który zbyt gwałtownie zadziałał i spowodował uszkodzenie korpusu II stopnia. Został on umieszczony niewłaściwie w korpusie (skierowany w dół zamiast do góry).

Najbardziej jednak zagadkowe jest tak wczesne zadziałanie elektroniki. No i ciekawostka – model z taka wyrwą w burcie kontynuował stabilnie lot! Przyczyna leży być może w stalowej szynie prowadnicy. 

Analiza – co się wydarzyło?

Zapłon – rakieta zaczyna schodzić z wyrzutni. W momencie kiedy UWS II stopnia znalazł się na końcu prowadnicy odpala ładunek miotający II członu.

Analiza przyczyn wg Malyro

Działanie jego jest tak energiczne, że cześć korpusu ulega zniszczeniu. W kadłubie powstaje wyrwa na prawie 1/3 obwodu.

Rakieta mimo to kontynuuje lot stabilnie, choć głowica ledwie trzyma się w kadłubie.
Nabiera prędkości. Po upływie 2 sekund następuje moment krytyczny lotu.
Głowica rakiety odpada od rakiety (przekręca się o 180 stopni w dół), powodując gwałtowny wzrost oporów lotu GEMINUSA. Powodem tego mogła być na przykład lekka zmiana kierunku lotu.
Pamiętajmy, że pod głowicą brakuje prawie pół korpusu (patrz zdjęcie poniżej).

Jeśli dobrze przypatrzy się na film można zauważyć ten ubytek. Co dzieje się dalej? Głowica wyszarpuje spadochron, co totalnie wyhamowuje rakietę. Uderzenie jest tak potężne, że korpus II stopnia przełamuje się na wysokości silnika, gdzie przyczepiona jest linka nośna spadochronu. W tej samej chwili działa bezwładnik rtęciowy, uruchamiając silnik II stopnia.
Silnik I stopnia wciąż pracuje ( widać to wyraźnie na filmie)
Hamowanie jest tak duże, iż łoże wraz z silnikiem I stopnia przesuwa się wewnątrz korpusu.
Zostają urwane lotki I stopnia przymocowane do łoża, a łoże wypycha spadochron I stopnia (umieszczony bezpośrednio nad silnikiem) oraz moduł z elektroniką.
Człony rozdzielają się i w tym momencie zostaje uruchomiony układ UWS I stopnia. Zostaje wyrzucony spadochron. Człony „tańczą” w powietrzu na spadochronach.

Na podstawie oryginalnego materiału filmowego z kamery Jaskiniowca bardzo interesująco wygląda klatka, na której widoczne są oba człony rakiety na spadochronach i 3 opadające stateczniki (oznaczone jako 1, 2, 3).

Ostateczna Chronologia wydarzeń:

1. czas 0 – start
2. czas 0,2 sek. – zadziałał ładunek miotający II stopnia wyrywając dziurę w kadłubie
3. czas 2,9 sek. – odpada głowica
4. czas 3,3 sek. – pojawia się czarny dym
5. czas 3,7 sek – wyrzucony zostaje spadochron II stopnia
6. czas 3,8 sek – wyrzucony zostaje spadochron I stopnia
7. czas 4,4 sek – odpalenie silnika II stopnia