Die Technik der Rakete

Beschreibung der technischen Systeme des ApexExplorers

Die Idee hinter dem ApexExplorer ist es, Ihnen alle unnötigen Aufgaben abzunehmen. Sie sollen sich ganz auf den Unterricht mit der Rakete konzentrieren können. Daher erhalten Sie mit dem ApexExplorer eine Schulrakete, die out-of-the-box funktioniert.
Die Rakete ist getestet, funktioniert zuverlässig und ist so sicher wie eine Rakete nur sein kann. Im Prinzip müssen Sie nur den Fallschirm einpacken, die Finnen anbringen und einen Treibsatz einlegen.

Der Antrieb

Der ApexExplorer wird durch einen Treibsatz mit Schwarzpulver angetrieben. Auch von der Form erinnern die Treibsätze an Silversterböller.
Da diese Treibsätze nur einmal verwendet werden können, wird für jeden Startein neuer Treibsatz benötigt.
Diese Treibsätze gibt es in zwei verschiedenen Stärken. Mit dem kleinen Treibsatz (C6 mit 10Ns) erreicht der ApexExplorer eine Höhe von ca. 60m. Mit diesem Treibsatz reicht unter normalen Windbedingungen ein Fussballplatz als Flugfeld aus.
Mit dem großen Treibsatz (D9 mit 20Ns) kann der ApexExplorer auf über 200m aufsteigen. Bei diesem Treibsatz ist allerdings eine deutlich größere Freifläche nötig.
Der Treibsatz wird durch einen elektronischen Zünder. Dieser erhält sein Signal vom Mikroprozessor im ApexExplorer. Dadurch kann sicher gestellt werden, dass der ApexExplorer nur dann startet, wenn er senkrecht auf der Startplattform steht und die Lehrkraft den Startcode eingegeben hat.

Die Sensoren

Im Inneren des ApexExplorer befinden sich hochwertige Sensoren damit für die Arbeitsblätter saubere Graphen erstellt werden können.
Ein barometrischer Höhensensor misst die Höhe mit einer Genauigkeit von unter 10 cm. Eine IMU mit 6 Freiheitsgraden misst sowohl die Beschleunigung, wie auch die Drehraten in allen drei Raumachsen separat. Aus diesen Daten errechnet der Mikroprozessor die vertikale Geschwindigkeit.
Zusätzlich misst ein piezoelektrischer Kraftsensor die Schubkraft des Treibsatzes.

Die Elektronik

Im Inneren des ApexExplorers befindet sind ein Mikroprozessor (ESP32). Dieser Mikroprozessor machte ein WLAN-Netz auf über das die Kommunikation mit dem ApexExplorer läuft. Zusätzlich liest dieser Mikroprozessor die Sensoren aus und bereitet die Messdaten auf.

Beispielhaft sehen Sie hier den kontrollierten Luftraum um den Flughafen Stuttgart. Nur im roten Rechteck geht der kontrollierte Luftraum bis auf den Boden (GND).

Flugplatz – Wo kann ich Raketen fliegen lassen

Können lassen …

Der ApexExplorer wurde aerodynamisch so entwickelt, dass bei moderaten Windgeschwindigkeiten (< 3 m/s) ein Fussballplatz ausreicht.

 
… und dürfen lassen

Durch die zunehmende Verwendung von Drohnen wurde das Luftfahrtrecht 2021 um die EU-Drohnenverordnung erweitert. Da dieses Gesetzt aber Behörden grundsätzlich von den Einschränkungen ausnimmt, treffen die Einschränkungen aus der Drohnenverordnung nicht auf Sie zu wenn Sie die Rakete im schulischen Kontext starten lassen.

Eingeschränkt werden Sie daher nur noch durch das deutsche Luftverkehrs-Ordnung. Hier regelt besonders der § 21h unter welchen Bedingungen unbemannte Fluggeräte den Luftraum nutzen dürfen. Folgenden Bedingungen werden dabei aufgestellt:

  • 1500 m Abstand zu Flugplätzen, 5 km von Flughäfen

  • 100 m Abstand zu Industrieanlagen, Gefängnissen, Anlage der Energieerzeugung und Energieverteilung

  • 100 m Abstand zu Grundstücken der Verfassungsorgane und von diplomatischen Organisationen(Botschaften, UN, Konsulate)

  • 100 m Abstand zu Bundesfernstraßen, Bundeswasserstraßen und zu Bahnanlagen

Verboten ist das Verwenden der Rakete in Naturschutzgebieten und über Flächen mit Menschenansammlungen.

Zusätzlich darf Ihre Rakete nicht in den kontrollierten Luftraum eindringen. Dieser kontrollierte Luftraum ist im Prinzip der Bereich, in dem die Flugsicherung (der „Tower“) die Organisation des Flugbewegungen übernimmt. Im ganz überwiegende Teil des Landes beginnt dieser Flugraum bei deutlich über 1000 m. In der Nähe von Flugplätzen und Militäranlagen kann der kontrollierte Luftraum aber auch bis zum Boden reichen. Auf Anfrage schicke ich Ihnen gerne eine Karte des Luftraums in ihrer Umgebung zu, auf dem Sie sehen können ob es in ihrer Nähe einen Bereich gibt, in dem der kontrollierte Luftraum bis zu Boden reicht (siehe Abbildung rechts).

Da Sie aber die Rakete überall dort fliegen lassen dürfen, wo auch Drohen fliegen dürfen, bieten Ihnen folgender Link eine schnelle Überblick über die Situation um die größten deutschen Flughäfen:

https://www.dfs.de/homepage/de/drohnenflug/karten-flughaefen/

Alles in allem werden Sie die Rakete fast überall starten dürfen. Bei Fragen ob an Ihrem Ort ein Raketenstart möglich ist können Sie mich auch gerne kontaktieren.