Poland's forgotten "Meteor" sounding rocket program

 

Translation from the Polish language:   http://www.samolotypolskie.pl/samoloty/1271/126/IL-Meteor-2

"Im Jahr 1961 wurde eine Forschungs- und Entwicklungseinheit mit dem Namen Atmospheric Sounding Laboratory in der Krakauer Zweigstelle im Nationalen Institut für Hydrologie und Meteorologie (PIHM) gegründet. In der zweiten Hälfte des Jahres 1964 wurde  mit den Projektarbeiten an der Rakete "Meteor-2" begonnen.. Das Motorteil sollte mit Fallschirmen geborgen werden. Die erste Version des technischen Entwurfs der Rakete ("Meteor-2F") sah die Verwendung von aerodynamischen Bremsen und Fallschirmen vor. Das Entwerfen dieses Systems erforderte Flugtests. Zu diesem Zweck wurden spezielle Tankgehäuse gebaut, die von November 1965 bis Juli 1967 von einer Mikojan MiG-15  abgeworfen wurden.
Aufgrund der Schwierigkeit, die erforderliche Masse und die aerodynamischen Eigenschaften der Rakete zu erhalten, wurde das System in der aktuellen Version der Rakete, die mit dem Buchstaben
"Meteor-2H" gekennzeichnet ist, aber aufgegeben. Die „Meteor-2H“ wurde dann modifiziert, um die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern ("Meteor-2J"). Es gab jedoch weiterhin Probleme mit Aerodynamik  und Motors. Nach dem Start des Motors wurde des Brennvorgang durch Vibrationen gestört, was auf dem Prüfstand zur Zerstörung eines der Testmotoren führte. Nach Beseitigung dieses Mangels wurde aber der Abbrand innerhalb des Motors als Funktion der Zeit negativ verändert. Dies führte zu langsameren Aufstieg der Rakete und damit zur Reduktion der Gipfelhöhe.
Dieses Problem, das alle Raketen der Serie "Meteor-2H" verfolgt hat, wurde in der Version 
"Meteor-2K"durch  Hinzufügen von Hilfsmotoren gelöst.

Von März 1968 bis Oktober 1970 wurden 10  Starts der Meteor-2 durchgeführt, davon Version 3H  #03 bis #06 und  Version 3K #07 bis #10). Zu Beginn waren 16 Flugtests geplant worden. Diese Zahl wurde dann auf 10 reduziert, da die wachsenden Entwicklungskosten gesenkt werden mussten. Das hatte schließlich auch Auswirkungen im Jahr 1968. Das PIHM Management entschied, die "Meteor-2" aufgrund der zu erwartenden hohen Betriebskosten nicht weiter zu nutzen. Lediglich die Arbeiten am Prototyp mussten abgeschlossen werden.

Das größte Problem für die Raketendesigner war, die geplante Obergrenze von 60 km zu erreichen. Dieses Problem wurde erst mit der Version "Meteor-2K" gelöst, die zusätzlich mit zwei Hilfsmotoren ausgestattet war und die nach dem Start in geringer Höhe abgetrennt wurden. Dies waren Raketenmotoren von der "Meteor-1", die als Beschleuniger geeignet waren. Sie erhöhten die Gipfelhöhe auf 90 km. Erfolgreiche Starts dieser Version fanden am 10. Juli 1970 und 07. Oktober 1970 statt.

Die "Meteor-2K" war die größte und technisch fortschrittlichste polnische Forschungsrakete. Sie sollte Experimenten auf verschiedenen Gebieten der wissenschaftlichen Forschung dienen. Das PIHM hatte dafür drei Arten von Forschungsprogrammen und Experimenten entwickelt.
Es sollte auch ein künstlicher Meteor in Form eines Metalltropfens mit einer Geschwindigkeit von 10 km/s von der "Meteor-2" abgeworfen werden. Es war geplant, einen künstlichen Meteor unter Verwendung einer Metalladung zu erzeugen. Findet das Experiment in einer ausreichend dünnen Atmosphäre bei 100 km statt, kann ein Metallklumpen bei dieser Geschwindigkeit im Weltraum einen ziemlich langen Weg in Anspruch nehmen. Das wissenschaftliche Ziel des Experiments war es, einige Parameter der oberen Atmosphäre (Dichte, Zusammensetzung) durch Beobachtung der künstlichen Meteorspur zu bestimmen. Ein Nebeneffekt der Erfahrung wäre die Implementierung einer Art "künstlichem Satelliten" in Miniaturgröße und -masse.

Die Rakete in der "Meteor-2K" -Version bestand aus 5 Grundkomponenten: Motor, Ring mit Vorschaltgeräten, Hilfsmotoren mit Aufhängungssystem, Übergangskegel und wegwerfbaren Kopf.
Der Motor aus Stahlblech enthielt eine Ladung festen Brennstoffs mit Verbrennung im inneren Kanal. Ein geformter Ring mit 4 Vorschaltgeräten wurde um die Düse angebracht. Im hinteren Teil der Vorschaltgeräte und in der Hälfte ihrer Spannweiten befanden sich Buchsen mit einem Sender und Dipol-Ejektoren (in der Serienversion waren diese Hülsen nicht vorgesehen).
Die einhakten Hilfsmotoren waren  "Meteor-1" Motoren. Die Düsen waren in Bezug auf die Motorachse leicht diagonal ausgerichtet (in Bezug auf die Raketenachse nach außen). Zusätzlich wurden die Hilfsmotoren vorne mit einer schrägen Blechverkleidung und hinten mit drei kleinen Stabilisatoren ausgestattet. Diese Vorrichtungen wurden verwendet, um eine ordnungsgemäße Abdrift der Hilfsmotoren von der Rakete sicherzustellen.
An dem Ring, der das vordere Ende des Raketentriebwerkskörpers bildete, war ein Übergangskegel aus Stahlblech angebracht, der mit Innenstringern verstärkt war. Das Innere des Kegels war durch eine Quertrennwand getrennt, auf der sich das Automationspanel befand. In der Kammer unterhalb der Prallfläche sind zwei Rohrdipol-Ejektoren angeordnet, die ihren Inhalt von Seite zu Seite durch die Löcher in der Wand des Kegels ausstoßen. In dem Raum über der Trennwand, über dem Automationspanel, befanden sich ein RAMZES-Fallschirmcontainer und ein pyrotechnischer Aktuator zum Abtrennen des Raketenkopfs.
Im Kopf befand sich eine RAMZES-Sonde und ein Zeitschalt-Mechanismus, der den Sondenkopf nach dem Öffnen der Sonde mit dem Fallschirm von der Sonde trennten."

 

Specification "Meteor-2H":
Length - 4490 mm, Diameter - 350 mm, Launch wight - 380 kg, Payload - 10 kg.
Max. velocity - 4550 km/h, Altitude - 60 km after - 120 s.

Specification "Meteor-2K"
Length - 4300 mm, Diameter - 350 mm (booster - 120 mm), Launch wight - 420 kg (booster - 52 kg), Wight without propellant and booster - 126 kg, Propellant wight core stage - 242 kg, Propellant wight boosters - 36 kg, max. paxload - 10 kg. max. velocity - 5560 km/h, Altitude - 90 km after  >120 sec.
 
 Core
- 23.534 kN, burn time - 18 s.
  Booster
- 2 x 13.728 kN, burn time - 2.3 s.
  
  Thrust (s.l.) Isp (s.l.) Propellant Burn time Flow rate
Core  23.534 kN  178.5 sec  1750 Ns/kg  242 kg  18 sec  13.44 kg/sec
Booster (2)  27.456 kN  178.8 sec  1754 Ns/kg  2x13=26 kg  2.3 sec  15.65 kg/sec

  Meteor-2K


Meteor-2K


# 10


# ?


# 09


# 08


Meteor-2H ( # 03)


# 08