Första pris

Lauri Wirola söker efter en raketmotor som lämpar sig för blixtforskare

Vinnaren på Viksu år 1999, Lauri Wirola, är en 18-årig gymnasist från Kangasala. Han går i IB-klassen vid Tampereen Lyseo. Lauris hobbyer innebär jakt, fiske, datorer och elektronik.

Wirolas tävlingsämne var "What is the effect of changing the nozzle divergence angle on the rocket engine performance and is there an optimum angle", dvs. "Vad för inverkan har öppningsvinkeln av mundstycket på prestationsförmågan i raketmotorn och finns det en optimal öppningsvinkel". Wirolas studie är ett typexempel av forskningen. Hans studie har bedömts som teoretiskt och experimentellt utmanande och den tar på ett exemplariskt sätt hänsyn till säkerheten vid provtagning och eventuella felbedömningar. Wirola funderar också på vilka frågor som inte ännu har svarats.

Wirola fick idéen att utveckla raketmotorerna förra sommaren när han såg en dokument över blixtforskare, som förorsakar blixtnedslag genom att skjuta raketer till åskmoln. Han ville ta reda på vad för en raketmotor som passar bäst för det här.

Wirola testade motorerna i en fast apparat, där motorn skjuter mot kolven i cylindern och på det sättet skapar ett tryck som kan mätas. Mätningsresultaten användes för att räkna specifika impulser för varje mundstycke, och de jämfördes med varandra. På grund av de besvärliga formerna av skjutkraftskurvor använde Wirola två olika räkningssätt, som emellertid visade likadana resultat.

Mätningsresultaten visade tydligt att mundstyckets öppningsvinkel har en stor inverkan på skjutkraften. Resultaten visar att en 15 graders vinkel i mundstycket ger tydligt den bästa skjutkraften. Om man använder ett mundstycke med 20 graders vinkel, är skjutkraften så mycket svagare att även den mindre massan som mögliggörs av en större öppningsvinkel inte kan kompensera skjutkraftens svaghet. Då man funderar på antaganden gällande strömningsteorier, kan man konstatera att dessa skjutkrafter kan förklaras kvalitativt genom dem. I den andra raketserien använde Wirola bränsle med mindre kvalitet, och detta
ökade betydligt skillnaderna i skjutkraft mellan olika öppningsvinklar.

I framtiden skall årets Viksu koncentrera sig på elektroteknik vid Tekniska högskolan, där han försäkrare en studieplats genom att ha framgång utöver Viksu också i fysiktävlingen.