Det går som regel aldri etter planen.

Har du, som oss, planlagt noe til de grader for så se at det du planla gå opp i brann som sankthans? Det er nettopp det som skjer når vi skal prøve på vår første test-flyvning.

Bildet kan inneholde: dukke, leketøy, parykk, kunst, gass.

Hva er det du driver med, Askeladden??!

Første kjøring av motor uten noen endringer: På den første fungerende kjøringen av boksen fikk vi at det forlot \(N_{esc} = 34662\) partikler per nanosekund [\(10^{-9}\) s], de hadde tilsammen en hastighet på \(v_{z, tot} \approx 1.53 \cdot 10^{8}\) [\(m/ns\)] som gir en total bevegelsesmengde på \(p_{z, tot} = m_H \cdot v_{z, tot} = 5.11\cdot 10^{-19}\) [\(kg\cdot m/ns\)]. Disse verdiene gir ikke så mye mening og helt ærlig så finnes det lite sammenligninger. Men, vi er jo ikke interessert i disse verdiene per nanosekund! Vi vil ha hva det er per sekund og da deler vi verdiene med den totale tiden vi kjørte simuleringen på \(T = 10^{-9}\) s. Da får vi at boksen gir \(N_{esc} = 3.5 \cdot 10^{13}\) partikler per sekund, totalt tap av bevegelsesmengde blir på \(p_{z, tot} = 5.1 \cdot 10^{-10}\) [\(kg\cdot m/s\)] som gir en drivkraft på \(F_{thrust} = 1.02\cdot 10^{-9}\) [\(N = kg\cdot m/s^2\)] per boks og et brenselsforbruk på \(1.2 \cdot 10^{-13}\) kg.

For å finne ut hvor stor motoren vår skal være og hvor mange bokser vi trenger, så ser vi på arealet til satelitten vår. En fin konstruksjon får vi ved å lage motoren like stor som arealet til satelitten. Vi vet at arealet til en boks er \(10^{-12}\) [\(m^2\)] og for å få 16 kvadratmeter trenger vi \(16 \cdot 10^{12} = 1.6\cdot 10^{13}\) bokser! Men hvor stor er satellitten egentlig? En hverdagsbil er ca. 4 m land og 2 meter bred. Det betyr at arealet to biler ved siden av hverandre dekker, er like stort som arealet til satelitten. Multipliserer vi verdiene vi fant for en boks med dette antallet får vi at drivkraften til raketten vår per sekund er \(F_{thrust} \approx 16370\) [N]. Brenselsforbruket vil da ligge på \(\dot m \approx 1.9 \) [\(kg/s\)]. Satt i perspektiv så er vann fra en gjennomsnittlig vannslange per sekund ca. \(\dot m_{vann} = 0.27\) [kg/s].

Vi kan endelig sette satelitten vår på motoren og regne ut akselerasjonen den får med planetens kraftigste og eneste rakettmotor! Vi slenger med 3 tonn drivstoff, som er ca. 73% av den totale massen til raketten og kjører simuleringen. 3... 2... 1... FWOOOSH, KABOOM!

Tja, det var jo noe. Det viser seg at rakettmotoren vår ikke klarer å gi mer akselerasjon til raketten enn det gravitasjonen gjør på den. Raketten rikket seg ikke, brukte 1670 kg drivstoff, falt over og ramla ned til valhall. Ved sjekk av akselerasjon, viser det seg at vi mangler 2.73 [\(m/s^2\)] for å jevne ut gravitasjonskraften. Dermed trenger vi ihvertfall mer enn det for å nå unnslippningshastigheten. Du kan se at vi har nesten halvparten av drivstoffet igjen, vi prøver å øke antallet partikler som kommer inn i boksene med 200 000! Vi antar dermed at motoren vår er mer effektiv. Med \(N = 3 \cdot 10^5\) og nykonstruert rakett fyrer vi av simulasjonen igjen.

Fikk vi det til, tro?

Publisert 13. sep. 2021 23:16 - Sist endret 13. sep. 2021 23:16