Studio e validazione sperimentale della traiettoria di un lanciatore in scala ridotta

La presente tesi si propone di sviluppare un modello per la propulsione, la dinamica e la cinematica di un razzo ad acqua, confrontando i risultati della simulazione con i dati sperimentali raccolti attraverso un’unità inerziale. L’obiettivo principale è validare l’accuratezza del modello e valutarne la compatibilità con il comportamento reale del lanciatore. Viene analizzata la spinta del razzo ad acqua nei diversi regimi di volo e presentato il modello matematico che descrive la propulsione, basato sulle equazioni della conservazione della quantità di moto e della dinamica dei fluidi. Inoltre si esamina la variazione della pressione all’interno della bottiglia durante le fasi di volo e si introducono le equazioni necessarie per modellare il comportamento del gas e del liquido nel razzo. Un altro aspetto fondamentale trattato riguarda l’impiego dell’IMU per la raccolta dei dati sperimentali e il metodo di elaborazione delle misure. Particolare attenzione è dedicata alla correzione degli errori, inclusa la gestione del bias, al fine di migliorare l’affidabilità delle misurazioni. Successivamente, viene implementato il modello matematico del razzo in Simulink, descrivendo le equazioni della dinamica e cinematica, nonché le ipotesi adottate per la modellazione del volo. I dati sperimentali acquisiti dall’IMU vengono quindi confrontati con quelli ottenuti dalla simulazione, analizzando traiettorie, velocità e accelerazioni per valutare la validità del modello sviluppato. Infine, si presentano le conclusioni dello studio, evidenziando la coerenza tra il modello simulato e i dati sperimentali. Vengono inoltre discusse le limitazioni del lavoro svolto e le possibili evoluzioni future del progetto.