EO

Meten aan een raket in volle vlucht (video)

11 mei 2022 om 13:02 uur

Een groep studenten van de technische hogeschool in Zürich heeft een werkende raket gebouwd die HBK-rekstrookjes gebruikte om te meten en bewaken en die de hoofdprijs heeft gewonnen bij de European Rocketry Challenge (EuRoC) in Portugal. Het volgende doel is de Spaceport America Cup 2022 in New Mexico.


De studenten mikten op de prijs in de categorie 'een student onderzocht en ontwikkelde motor die een hoogte van 30.000 voet bereikte'. De onderzoeksraket had een hybride aandrijfmotor, ontwikkeld door de studenten.

 

De HBK-rekstrookjes die in dit systeem werden gebruikt, leverden informatie over buigmomenten en axiale krachten tijdens alle vluchtfasen, wat de basis vormde voor de verdere optimalisatie. Bij de Spaceport America Cup wil het team  een payload van vier kilogram naar een hoogte van 30.000 voet vervoeren en alle delen van de raket veilig terug naar de aarde brengen.

 

Een raket moet alle krachten het hoofd kunnen bieden die in alle fasen van de vlucht optredenen tegelijkertijd zo licht mogelijk zijn. Daarom heeft het team nauwkeurige kennis nodig van alle mogelijke belastingen die tijdens de vlucht op de constructie inwerken, zodat de raket kan worden uitgerust met maximale sterkte en minimaal gewicht.

 

Tijdens de ontwikkeling hebben de studenten simulatie gebruikt om de belangrijkste fundamentele parameters te bepalen voor het ontwerpen van de aerostructuur van de raket. Modellen geven echter slechts een benaderend beeld van moeilijk te voorspellen invloeden van buitenaf, zoals wind. Daarentegen leveren tijdens de vlucht metingen nauwkeurige gegevens op over werkelijk optredende krachten, wat op zijn beurt een optimaal ontwerp van de vliegtuigstructuur mogelijk maakt.

 

Missie monitoring systeem

De studenten ontwikkelden een lichtgewicht, eenvoudig te implementeren en toch nauwkeurig monitoringsysteem. Het voltooide systeem werd boven de tank van de raket geïnstalleerd, waardoor de buigmomenten en axiale krachten die optreden tijdens de vlucht van de raket konden worden geregistreerd. Deze gegevens vormen nu de basis voor verdere optimalisatie van het ontwerp van de structurele onderdelen van de raket, in de hoop op de eerste plaats in de 2022 Spaceport America Cup.

 

In het monitoringsysteem voor het meten van belastingen zijn in totaal drie Wheatstone-bruggen geïnstalleerd, twee voor momenten in de x- en y-richting en één voor axiale krachten in de z-richting, elk met twee HBK-rekstrookjes. De rekstrookjes waren aan de binnenkant van de koolstofvezelschaal van de raket bevestigd. Er werden rekstrookjes van 350Ω gebruikt en geleverd met een zeer nauwkeurige spanning van 3,3 V. Alle signaalkabels waren afgeschermd om een ​​optimale signaalkwaliteit te garanderen en geaard op de printplaat. Uit eerdere tests bleek dat de module zeer weinig geluid produceerde. De sensoren zijn gekalibreerd door middel van een 3-punts buigtest. Om de buigbelasting aan te tonen, werden belastingen tot driekwart van het maximum ingevoerd.

 

 De rekstrookopstelling voor de buigmomenten maakte het mogelijk de vervormingen te compenseren door axiale krachten en temperaturen. Aan de andere kant mat de opstelling voor axiale krachten krachtcomponenten veroorzaakt door buig- en normaalkrachten, en compenseerde alleen temperatuurgeïnduceerde vervormingen. Om directe informatie over axiale krachten te verkrijgen, is verdere verwerking van deze meetgegevens vereist.

 

Het nieuwe monitoringsysteem toonde zijn mogelijkheden tijdens het eerste gebruik in Portugal. Het meet betrouwbaar ladingen tijdens de vlucht en levert de meeste verwachte gegevens. De axiale krachten en buigmomenten in de x- en y-richting konden nauwkeurig worden bepaald vanaf de lancering van de raket tot het hoogtepunt (hoogste punt) van zijn vlucht.

 

Helaas was het niet mogelijk om zinvolle gegevens te verzamelen tijdens de terugkeer naar de aarde: de parachutes werden niet ingezet zoals gepland op het hoogtepunt vanwege een technische storing in het parachutesysteem. Ze gingen pas open tijdens de afdaling, toen de raket viel met een snelheid van 240 m/s. De schokkrachten die dit veroorzaakte waren zo groot dat de raket uit elkaar brak.

 

Ondanks het ontbreken van meetwaarden voor de afdaling, maken de gegevens toch een beter begrip van het systeem mogelijk. Op deze manier kan de aerostructuur van de raket verder worden geoptimaliseerd, waardoor de kans op overwinning bij de 2022 Spaceport America Cup groter wordt.

 

Het team maakte een video voor de deelname aan de European Rocketry Challenge (EuRoC) in Portugal: 

 

Reacties (1)

graag metrische eenheden gebruiken, dus geen voeten.
f.meijs, 12 mei 2022 17:28
 

Gerelateerd nieuws

Noren willen reizen transformerren met elektrische vliegboot

Te land, ter zee en in de lucht: Noren bouwen elektrische vliegboot met wielen (video)

Een Noors bedrijf ontwikkelt een klein elektrisch watervliegtuig dat het lokale passagiersverkeer op grote schaal kan transformeren. Het ontwerp van de romp wordt momenteel getest in de sleeptank van Sintef in Trondheim.

De maan in kaart brengen met Lidar

Nasa brengt de maan in kaart met Lidar

Nasa's Kinematic Navigation and Cartography Knapsack Instrument (Knack) gebruikt 4D-lidar om toekomstige maan- en planetaire verkenningen te ondersteunen. Knack is een op lidar gebaseerd mobiel terrein- en…

Noodhulpdrone Twente haalt 120 km/u

Noodhulpdrone Twente haalt 120 km/u

Studententeam DroneTeam Twente heeft haar nieuwste drone onthuld: Thunderbird. De drone is ontworpen voor medische hulpverlening en maakt gebruik van een uniek, efficiënt vleugelontwerp en haalt een topsnelheid van 120…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Gecodeerde, contactloze veiligheidsschakelaar PSEN cs5 en PSEN cs6 Veiligheidsschakelaar voor de hek- en positiebewaking

PSENcode is zowel bedoeld voor de standbewaking van afschermingen volgens EN 60947-5-3 als voor de positiebewaking. Door...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tevema
Tevema

Leverancier van technische standaardveren en normdelen, leverbaar uit voorraad.

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

30 mei 2022, Hannover (De)

Hannover Messe

The lead theme Industrial Transformation spotlights the topics of digitalization and sustainability.

31 mei 2022, Düsseldorf

World Electrolysis Congress

Goal: tackle the remaining bottlenecks to rolling out electrolysers at scale and pace

31 mei 2022, Veldhoven

Business Software Event

Platform waar digitaliseringsvraagstukken voor de maakindustrie centraal staan

Meer agendapunten »