Department of Aerospace Engineering 

 

    ROCKET COMPETITIONSPOT LANDING 

 

 

May 14, 2009  

 

 

 

 

2  

 

Acknowledgements  

 We would  like  to acknowledge all  the members of  the  rocket committee Dr. Paul Walsh, Dr. David Greatrix, Dr. Donald McTavish, Mr. Peter Bradley and Mr. Jerry Karpynczyk for planning/organizing this event.   Further,  the Department of Aerospace Engineering would  like  to  thank Dr. David Greatrix and  Mr.  Jerry  Karpynczyk  for  designing,  writing  the  terms  of  reference  for  this  competition  and preparing this document.  

 We would also like to extend our special thanks to President Sheldon Levy and the Department 

Chairmen Dr. Kamran Behdinan for their continuous support.    

3  

Table of Contents  

Acknowledgements ....................................................................................................................................... 2 1.  ABOUT THE RYERSON ROCKETRY COMPETITION ................................................................................. 5 

1.1  Purpose: ........................................................................................................................................ 5 

2.  GENERAL ............................................................................................................................................... 5 

2.1  Safety Requirements ..................................................................................................................... 5 2.2  Scheduled Events .......................................................................................................................... 5 

3.  SPOT LANDING MODEL ROCKET SPECIFICATIONS ................................................................................ 6 

3.1  Compliance ................................................................................................................................... 6 3.2  Gross Launch Mass ........................................................................................................................ 6 3.3  Propellant ...................................................................................................................................... 6 3.4  Reusability ..................................................................................................................................... 6 3.5  Materials ....................................................................................................................................... 6 3.6  Stability ......................................................................................................................................... 6 

4.  SPOT LANDING MODEL ROCKET MOTOR STANDARDS ......................................................................... 7 

4.1  Definition ...................................................................................................................................... 7 4.2  Certification ................................................................................................................................... 7 4.3  Alterations ..................................................................................................................................... 7 4.4  Classification ................................................................................................................................. 7 4.5  Published Values ........................................................................................................................... 7 4.6  Contest Approval .......................................................................................................................... 8 

5.  ROCKET DESIGN SPECIFICATIONS ......................................................................................................... 8 6.  SPOT LANDING LAUNCHING REQUIREMENTS ...................................................................................... 8 

6.1.  Flying Field .................................................................................................................................... 8 6.2.  Safety Check .................................................................................................................................. 8 6.3.  Launching Device .......................................................................................................................... 9 

7.  CONTESTANTS ....................................................................................................................................... 9 8.  SPOT LANDING COMPETITION ............................................................................................................ 10 

8.1  Scope ........................................................................................................................................... 10 8.2  Control ........................................................................................................................................ 10 8.3  Separation ................................................................................................................................... 10 8.4  Number of Flights ........................................................................................................................ 10 8.5  Scoring ......................................................................................................................................... 10 

Appendix A ‐ MODEL AERONAUTICS ASSOCIATION OF CANADA SAFETY CODE—SPACE MODELING ....... 11 Appendix B ‐ Tri‐F‐O Detail Drawing ........................................................................................................... 13 Appendix C ‐ Tri‐F‐O General Arrangement Drawing ................................................................................. 14 Appendix D ‐ Resources .............................................................................................................................. 15 

 

   

4  

Figure 1: Tri‐F‐O Detail Drawing ................................................................................................................. 13 Figure 2: Tri‐F‐O General Arrangement Drawing ........................................................................................ 14  

Table 1: Launch Site Dimensions ................................................................................................................ 12    

5  

1. ABOUT THE RYERSON ROCKETRY COMPETITION    The Department of Aerospace Engineering has selected model rocketry as one of a number of multi‐disciplinary areas in which to promote the broad spectrum of Aerospace‐orientated activities that emphasizes education, mathematics, design, safety and a hands‐on approach in Aerospace Engineering. This activity will provide  students  from High Schools and opportunity  to develop applied engineering skills to an assigned problem with respect to design constraints, fabrication, techniques & requirements, project  planning,  and  team work, while  encouraging  creativity  and  innovation.  Ryerson  University’s Department of Aerospace Engineering  is  leading a programme to encourage students to participate  in engineering problem solving, and promote student involvement in Aerospace initiatives.   

1.1 Purpose:  

The purpose of  this event  is  to  foster a general understanding of  the  fundamentals of model rocketry,  and  demonstrate  aspects  of  one  of  a  number  of  disciplines  in  the  field  of  Aerospace Engineering. 

2. GENERAL  

2.1 Safety Requirements  

The Model Aeronautics Association of Canada Safety Code (MAAC) shall govern the design, construction, and operation of all model rockets and model rocket motors used in conjunction with the sanctioned Ryerson University, Department of Aerospace Engineering competition. 

 

2.2 Scheduled Events  

The sanctioned event will be held on May 14th, 2009 at Ryerson University. The location will be in the Kerr Hall Building’s main outdoor Quad area between 10:00 am – 3:00 pm. The address is 40/50 Gould St or 60 Gould St campus entrances.    

6  

3. SPOT LANDING MODEL ROCKET SPECIFICATIONS  

3.1 Compliance  

The model rocket must comply with all specifications in this section and the Model Aeronautics Association of Canada Safety Code before, during, and after each flight. The type specific rocket at this competition will be the Tri‐F‐O scratch build rocket model; drawings are located in appendices B and C. 

 3.2 Gross Launch Mass  The gross launching mass of a model rocket, including the model rocket motor, shall in no event 

exceed the maximum over vehicle gross weight of 100 grams as per specified by the Ryerson Aerospace Engineering Contest Board (RAECB).  

3.3 Propellant  

No more than a total of 12.5 grams of solid propellant material shall be contained in this type specific rocket model at the moment of launch. The maximum solid rocket motor which can be used in this competition will therefore be a C type engine.  

3.4 Reusability  

A model rocket shall be so constructed as to be capable of more than a single flight.  

3.5 Materials      The model  rocket will  use  only  lightweight materials  such  as  paper, wood,  plastics, G10  or rubber, without any metal airframe components. The type specific rocket can use a solid rocket motor metal retainer if so required.  

3.6 Stability  

 Due to the selected design of the type specific rocket, when fabricated the rocket model will have an inherent built‐in stability and restoring force necessary to maintain a substantially true and predictable flight path. If required by the safety officers or judges, the builder of the model must present data demonstrating that their model meets this requirement.    

7  

4. SPOT LANDING MODEL ROCKET MOTOR STANDARDS  

4.1 Definition    Model rocket motors shall meet the requirements of the Explosives Regulatory Division Natural Resources Canada for model rocketry. Limits  

A  single  solid  propellant  model  rocket  motor  shall  contain  no  more  than  12.5  grams  of propellant, and shall produce no more than 10.0 Newton‐seconds of total impulse. Rocket motors will  be  made  available  from  an  approved  supplier  during  the  sanctioned  Ryerson  University, Department of Aerospace Engineering competition.  

4.2 Certification  

All motors used  in a model  rocket  in  the  sanctioned Ryerson University  competition must be motors approved by Explosives Regulatory Division Natural Resources Canada for model rocketry.  

4.3 Alterations  

A model rocket motor shall not be altered in any manner that changes its dimensions and/or its performance characteristics. No material shall be affixed to the motor in a permanent fashion (e.g., via glues or epoxies). 

 

4.4 Classification  

The  Explosives Regulatory Division Natural  Resources  Canada  for model  rocketry  type motor classification are based on its mean sea level total impulse at a temperature of 20 degrees Celsius as determined  in  static  tests  conducted  by  the  Standards  and  Testing  Committee.  Certified model rocket motor classifications are as follows: 

Motor Class   Total Impulse (N‐sec) B                   2.51 –   5.00 C                    5.01 – 10.00 

Note:  All  motor  classes  listed  above  continue  to  be  recognized  for  certification  purposes independent of current commercial availability considerations.  

4.5 Published Values  The  total  impulse  values measured  and  published  by  the  Explosives  Regulatory  Division Natural Resources Canada for model rocketry Standards and Testing Committee shall be the values used. 

   

8  

4.6 Contest Approval    Ryerson Contest Officials will supply rocket motors approved by Explosives Regulatory Division Natural Resources Canada for all of the model rockets at the competition. These rocket motors are currently and readily available commercially, and meet all safety requirements. The teams can select the  type  of  rocket  engine  to  meet  the  competition  requirements  by  advance  planning  firing requirements Contest Use    All Contest Approved rocket motors shall be issued under the direct/control and supervision of the  RAECB  in  this  sanctioned  competition,  for  which  the  total  impulse  of  the motor  has  been selected for this event and in is compliance with local laws.   

5. ROCKET DESIGN SPECIFICATIONS  

The  design  specifications  for  the  type  specific  rocket,  dimensions,  suggested materials  and details are given on the supplied drawings in Appendix B and Appendix C.  

6. SPOT LANDING LAUNCHING REQUIREMENTS  

6.1. Flying Field    The flying field shall have a ground area whose shortest dimension  is no  less than one‐fourth (1/4)  the  anticipated maximum  altitude  of  the  rockets  to  be  flown.  The  flying  field  should  not contain  or  be  adjacent  to  high  voltage  lines, major  highways,  or  other  obstacles.  The  launching location shall be no closer than 10 meters to the boundaries of the flying field. A flying field location will be located in the Greater Toronto Area and all Contestants will be notified two months prior to the competition of the location of the field.  

6.2. Safety Check    All flight model rockets presented at this competition will be inspected for their construction integrity, details, and a general safety  inspection prior to  its  first proof  flight operation. The  flying field shall be permitted or denied by the Range Safety Officer or their duly authorized deputy on the basis of his/her considered judgment with respect to safety. 

   

9  

6.3. Launching Device    A launching device or mechanism must be used that shall restrict the horizontal motion of the model until sufficient flight velocity  is attained for reasonably safe, predictable flight. A  launch rod composed  of  approximately  one meter  of  1/8"  diameter  rod  is  suggested  for  light models  and models using  less  than 20 Newton‐seconds of  impulse.  For heavier or higher powered models, a launch rod composed of approximately one meter of 3/16" or 1/4" diameter rod is recommended. A launching  angle  of  less  than  thirty  degrees  from  the  vertical must  be  used.  Ryerson  University, Department of Aerospace Engineering will provide all launching equipment and systems during the competition. 

 

7. CONTESTANTS  

7.1. Entering Competition    This  event  is  open  to  the media  and  it  is more  than  likely  that  individuals  and  groups  of individuals will be photographed and/or videotaped as they participate. Ryerson University and the Department of Aerospace Engineering may wish to use such images in future promotional literature. Therefore, participants  in  the Ryerson University Rocket Competition are asked  to  sign a  consent form allowing the use of their image in such literature.   

7.2. Teams    One, but no more than two teams are permitted from each school for each event. Teams must be registered with the Department of Aerospace Engineering at Ryerson University each year. Once registered, members of a team cannot be changed. Such a change must be registered as a different team and therefore must reapply.  

7.3. Ryerson Contest Number  

a. Each entry  shall  carry,  legibly displayed upon  its exterior  surface as  the model  rocket appears in flight readiness, the Ryerson Flight Number. In the case of a team entry, the entry shall carry the team name and Ryerson Flight Number. 

   

10  

8. SPOT LANDING COMPETITION  

8.1 Scope    The Spot Landing Competition is open to the type specific rocket vehicle selected which is the Tri‐F‐O.  This  rocket  is  considered  to be  scratch build model  configuration  and only  single  staged engines will be used.  The purpose of  this  competition  is  to  land  the  entry  so  that  the  vehicle  is closest to a predetermined spot on the ground.  

8.2 Control   The entry may not be remotely controlled or remotely guided.  

8.3 Separation    An entry must not separate into two or more unattached pieces and the rocket motor engine must remain in the rocket.  

 8.4 Number of Flights 

   Each entry  shall be allowed a minimum of  two official  flights during  the event with only one target site practice flight. All contestants will be required to fly one unofficial flight proof test prior to entering the competition event.  

8.5 Scoring    Spot Landing Competition shall be scored as follows: the distance from the rocket motor nozzle of the model to the target spot shall be measured by the officials. If the rocket motor nozzle lands more than 50 meters from the target spot, the model shall not place. The contestant achieving the smallest separation distance from the target spot shall be the winner. 

   

11  

Appendix A  MODEL AERONAUTICS ASSOCIATION OF CANADA SAFETY CODE—SPACE MODELING 

 Pertinent to the Ryerson event, the following information comes directly from the MAAC model safety code1: 

 A.1  CONSTRUCTION: I will always build my model rocket using only lightweight materials such 

as paper, wood, plastics or rubber without any metal airframe components. My model will include aerodynamic surfaces or a mechanism to assure a safe, stable flight. 

A.2  MOTORS:  I  will  use  only  commercially  available  model  rocket  motors  approved  by Explosives Regulatory Division Natural Resources  Canada  for model  rocketry.  I will  never subject these engines to excessive shock, extremes of temperature, nor will I ever attempt their refilling or alteration. I shall always employ recommended manufacturer handling and ignition procedures. 

A.3  IGNITION:  I will only  install  igniters at  the  launch  site  immediately prior  to  launching my model rocket.  If using an onboard electrical system to  ignite additional motors  in a staged and or clustered model rocket, I will provide a safety system consisting of a removable pin or key that disengages the onboard electrical system of the model until such time as the key or pin  is removed. I will remove this pin only after the model has been properly placed on the  launch  system. Upon  recovery,  or  after  an  aborted  launch,  I will  reinsert  the  pin  or safety key until such  time as any  remaining motors are  removed  from  the model and  the firing systems is discharged. I will affix to the safety pin or key a length of streamer with the words "REMOVE BEFORE FLIGHT" printed legibly on the streamer. 

A.4  RECOVERY: My model  rocket will always use a  recovery  system  to  return  it  safely  to  the ground so that my model rocket may be re‐flown. I shall prepare the recovery system with due care to assure that it will properly deploy. 

A.5  WEIGHT & IMPULSE LIMITS: My model rocket will not weight more than 1500 grams at lift‐off, and the model rocket engine(s) will contain no more than 125 grams of propellant and produce no more than 160 N‐s combined total‐impulse. 

A.6  FIRING  SYSTEM:  I will  always use  a  remote  electrical  system  to  ignite  the model  rocket engine(s).  My  firing  system  will  include  an  ignition  switch  that  returns  to  "off"  when released and a safety  interlock  to prevent accidental  ignition.  I will never  leave  the safety interlock key in my firing system between launches. 

A.7  LAUNCH SYSTEM: My model rocket will always be launched from a stable platform having a device to  initially guide  its motion. My  launcher will have a  jet deflector to prevent motor exhaust from directly contacting the ground. To protect others and myself from eye injury, I will position  the  launch  rod or  rail  so  that  the upper end  is above eye  level, or else  I will place a large guard on the upper end between launches. 

A.8  LAUNCH SITE: I will never launch my model rockets near buildings, powers lines or near air traffic. Whenever possible, I will launch from locations 9 km or more from any airport. The minimum distance across the  launch field  in any direction shall be a minimum of ¼ of the highest  altitude  to  be  flown.  A  minimum  distance  of  1/3  is  recommended.  The  area immediately  around  the  launch  system will be  cleared of  any  flammable materials.  I will 

                                                            1 Ref: The Model Aeronautics Association of Canada (MAAC) Safety Code, Version 005, Space Modeling, pgs 16 to 17, www.maac.ca .  

12  

always obtain the permission of the launch site owner prior to using the launch site for my model rocket activities. 

A.9  LAUNCH CONDITIONS:  I will never  launch model rockets  in winds greater than 35 km/h.  I will never  launch my rockets  in conditions of  low visibility or clouds, which may  impair the observation of the entire flight of my model rocket. I will never launch my model rockets in a direction below 30 degrees from the vertical. 

A.10 LAUNCH  SAFETY:  I  will  remain  at  least  5  meters  away  from  any  model  about  to  be launched. I will always announce to persons within the launch site that I am about to launch my model  rocket and  I  shall give a  loud countdown  for at  least 5  seconds duration.  I will never launch a model rocket while any low flying aircraft are visibly approaching my launch location. I shall immediately remove the safety interlock key from my firing system after the launch of my model rocket. 

A.11 MISFIRES:  In the event of an  ignition misfire,  I shall not  immediately approach my model rocket, but remove the safety interlock key and remain back for a safe period until assured that no ignition will occur. 

A.12 ANIMAL  PAYLOADS:  I will never  endanger  live  animals by  launching  them  in my model rocket. 

A.13 TARGETS: I will never launch my rocket so that it will fall on, or strike, ground or air targets. Nor will I include any explosive or incendiary payload. 

A.14 HAZARDOUS RECOVERY:  I will never attempt  to  recover my model  rocket  from a power line, high place, a tree or other dangerous location. 

A.15 PRE‐FLIGHT  TESTS:  Whenever  possible,  I  will  always  test  the  stability,  operation  and reliability  of my model  rocket  designs  prior  to  flight.  I  will  launch  unproven  designs  in complete isolation from other persons. 

A.16 PERSONAL CONDUCT: I will always conduct myself in a responsible manner, conscious that the  maintenance  of  safety  for  others  and  myself  rests  with  my  ability  to  design  and construct sound working models and to enthusiastically abide by the MAAC Model Rocket Safety  Code.  I will  abide  by  the  decisions  and  follow  any  instructions  of  any  designated Range Safety Officers (RSO) and any person designated by the RSO such as a Launch Control Officer (LCO) that may be supervising a launch. 

 LAUNCH SITE DIMENSIONS 

 Installed Total Impulse (N‐sec)  Equivalent Motor Type  Minimum Site Dimensions (m) 

0.00 – 1.25  1/4A, 1/2A  15 1.25 – 2.50  A  30 2.51 – 5.00  B  60 5.01 – 10.00  C  120 10.01 – 20.00  D  150 

Table 1: Launch Site Dimensions 

                                                                                                 E   

 

Appen 

Figure 1: Tr

dix B  Tr

i‐F‐O Detail Dra

riFO Det

wing 

tail Drawiing 

13 

 

 

Appen 

Figure 2: Tr

dix C  Tr

i‐F‐O General A

iFO Gen

rrangement Dra

neral Arra

awing 

angementt Drawingg 

14 

 

15  

Appendix D  Resources  Advanced Rocketry Group Ltd – (Parts & Materials) 977 Pantera Dr. Unit 5 Mississauga, Ontario L4W 2W6  Mr. Taras Tataryn Telephone (905)501‐1425 Facsimile (905)272‐3163 Email taras@tataryn.org http://www.argrockets.com  Membership Application           http://www.maac.ca/docs/forms/form_membership.pdf   Competition Web Site http://www.ryerson.ca/rocketcompetition  Rocket competition E‐Mail Paul.walsh@ryerson.ca