Hvordan ser så HEAT 2X ud ?
Post flight teknikbasker for hærdede læsere !
HEAT 1X som fløj den 3. juni var CS "state of the art" i foråret 2009.
Den blev opgraderet lidt op til dens opsendelse - med en kølespiral i LOX tanken og nogle varmelegemer til at erstatte den verdensberømte føntørrer; men ellers var det jo i det store og hele samme raket, som vi forsøgte i at flyve i 2010.
Det betød at i de ti måneder, der måtte til for at komme gennem en lang, kold vinter, kunne vi gå og kikke på den, - og tænke over, hvad der burde gøres bedre en anden gang.
Så da HEAT-1X / TYCHO BRAHE løftede sig på en ti meter ildsøje, var den
fuldkommen forældet - vi kan gøre det meget bedre nu. Man lærer meget bare af bygningen af sådan en - og en masse af alle de data, som en flyvning giver.
Dem deler vi med verden til HEAT-1X / TYCHO BRAHE the DEBREAFING i Planetariet ved Peblingesøen, den 28. juni kl 19.
Der er offentlig adgang.
Mht. 2X så har designet derfor stået på længe.
XLR-3 væskemotoren var en fin prøvebænk for alt det nye - utralette tanke af deformationshærdet aluminium og kølespiralen - altsammen spinoff af dette projekt.
Hvad så med TM65 ?
Det er vores backup - men tidevandet løber mod hybrid, ikke mindst fordi rigtigt mange fornuftige mennesker ønsker det sådan. Krudtkalen i mig kan godt lide store væskemotorer - og derfor tester vi den - men i det store kompromis kommer hybriden stadig et par point bedre ud.
Vores opsendelser vil altid have en titel hvor der indgår rakettens og rumskibets navn - a la HEAT-1X / TYCHO BRAHE. Når jeg ikke har efternavn i denne blog er det fordi rumskibsafdelingen ikke er kommet op med et navn for det nye rumskib, - det hedder pt. bare model 2, så jeg kan ikke færdiggøre titlen endnu.
Vi ved allerede meget om 2X, og vi har allerede en del hardware under fremstilling.
Først og fremmest kan jeg afsløre, at erfaringen fra 1X er, at det slet ikke er så tosset et design endda. Derfor vil alle principper fra 1X også leve videre, men bare i en lidt mere raffineret form.
Designet er en syntese ( sammenkog ) af ideer og beregninger som Niels Foldager er kommet med, og tilsvarede fra mig selv. Niels designer groft sagt motoren, mens jeg designer metallet uden om. Det er meget mere teamwork end folk tror. Vi benytter os i høj grad af 3D tegning - Niels Foldager er meget effektiv med et program der hedder Rhino, og som tillader os at beregne de komplekse forme på gummiklodsen. Vi bruger en forbrændingslov som er udviklet på basis af test og data fra litteraturen. Med den i hånden kan man med en vis, men ikke absolut, nøjagtighed dimensionere en hybrid grain.
LOX / Polyuretan er en forbavsende effektiv slags raketbrændstof. Det har nogenlunde samme ISP som LOX / RP-1 - det vil sige at i praksis er det kun LOX / LH2, der er signifikant bedre mht. ISP.
Raketter producerer hastighed, eller hastighedsændringer. Derfor handler al raketdesign om at få den størst mulige hastighedsændring for en given investering af ressourcer.
Raketdesign er et umådeligt komplekst kompromis. Hvis nu alting handlede om ISP, ville vi køre med vanvittigt højt tryk, og bruge hydrogen ( LH2 ) som brændstof. Desværre ville det give en alt for tung raket. Hvis omvendt det kun drejede sig om lav tomvægt, ville man køre med et højdensitets brændstof og lavt tryk.
I virkeligheden kan man se ud af raketligningen, at det handler om lav vægt af rakethylsteret, og høj ISP. Leverer man det, får man den bedst mulige hastighedsændring.
Det nytter ingen steder kun at fokusere på ISP, alle muligere andre parametre skal også vejes med.
Vi sætter f.eks. sikkerhed og omgængelighed af drivmidlet højere end noget andet. Det udelukker mere eller mindre de fleste andre raketdrivmidler.
Det er ikke så tosset at rode med ren oxygen, helium og bildækgummi, når alternativet er monomethyl hydrazin og dinitrogentetraoxid. Det første gør en impotent, og det næste opløser lungerne. Begge udløser vidst nok cancer. Nej tak.
HEAT-2X vil være en lavtryksraket, for den skal være let. Vi kommer til at køre med brandkammertryk som en V2 - det vil sige 12 - 15 bar, og med et tank tryk som ikke kommer over 22 bar. Fidusen ved det lave tryk er, at det giver os en let raket. Hylsteret med det hele vil veje ca. 500 kg, men rumme godt 1400 kg drivmiddel. Det er meget mere end 1X, og det er meget, meget mere, end vi faktisk brændte af den 3. juni, hvor motoren jo blev stoppet efter 15 sekunder pga. en bane, som ikke var, som vi ønskede. Selv ved dette lave kammertryk kan vi formentlig godt presse ISP op mod 200 sek, - men vi forventer 170 - 190 s.
Vi beholder helium tryksætning.
Vi beholder vores dejlige kølespiral system
Vi beholder en god gammeldags kugle ventil
Vi beholder en wagon wheel konfiguration
For alt dette viste sig i praksis at virke ganske udmærket.
Vi skifter fra rustfrit stål og almindeligt stål til et all out letmetal design.
Vi ændrer gummiblokken så den kan brænde i 60 sekunder,
Vi nedsætter start-accelerationen fra 3.7 til 2.0 g,
Vi øger brændstofmassen til over det dobbelte,
Vi sænker egenvægten til næsten det halve.
Sammen med aktiv styring ændrer det rakettens kapacitet ganske betydeligt. Faktisk så meget at der ikke er nogen grund til at ændre mere på den raket. For - virker 2X - som den skal vil von Bengtsons 300 kg tunge payload kunne nå et godt stykke ud over de 100 km, som er CS målsætning.
Alt i alt vil det ses, som raketten er blevet godt og vel 2,5 meter længere; men ellers er det samme konfiguration.
Hvor er vi så ?
Tja - det er ganske rigtigt, at vores lille tur i år kun er et lille stykke af vejen. Men husk: at komme fra køkkenbordet til vægtløshed i Kosmos er en rejse, der ikke starter med den første raket. Vi har fået etableret alt udenoms-halløjet - raketfabrikken, metoden, holdet, logistikken, juraen, pengene. Det er meget af vejen. Rigtigt meget.
Fra dette punkt vil vi så se testflyving på testflyving af HEAT XX med rumskib YY - og publikum skal forvente et show, der sikkert vil rumme både triumf og tragedie. Hvor ca et års arbejde går i stumper og stykker - eller buldrer op i 30 - 70 - 86 - 120 km højde.
Det skal nok blive sjovt.
Grundlaget er der. - Og vi er "ude på ruten" nu så at sige.
I motorgruppen sker der lige nu det, at jeg produktionsforbereder dele af den store 1200 liters LOX tank. Vores venner hos VST Industries i vestjylland har tilbudt at svejse tanken af de materialer, vi allerede har fået lavet hos dem. Men der skal jo laves en masse ting for at komme dertil. Alle studse skal vi dreje, kølespiralen skal fremstilles og monteres, og vel svejst og tilbage her til skal tanken trykprøves, tørres og have monteret de strukturer, som forbinder den til resten af 2X. Det er som sædvanlig kun de opgaver, der er meget lette at beskrive (men krævende at udføre), som bliver udført eksternt.
I dag lavede jeg studsen til LOX-ventilen. Det indebar at slå gevind på den lille drejebænk. Jeg havde faktisk spåntagning i gang i gevindet, da jeg kom i tanke om, at jeg faktisk ikke kunne huske, hvordan man slår gevind. - Men det kom tilbage, inden stålet nåede ud af snittet, og jeg kunne fortsætte. Det blev et fint 2" indvendigt gevind.
Vi vil have flere tests. Niels sender mig inden for et par dage tegninger til den nye klods i form af laserskærefiler. De ryger til Herfølge Kleinsmedie og bliver skåret dér. Vi savner virkelig dem som sponsorer, men har vist aldrig turdet spørge; - men deres del af det er virkelig vigtig.
Laserarbejdet bliver til en enorm støbeform, hvor vi laver et over 500 kg tungt gummiemne. Det skal støbes af polyuretan elastomer fra Purteknik A/S, type 1133, som er verdens bedste hybridbrændstof.
Denne blok støbes i en ny, dedikeret HEAT full-size testmotor - og så skal jorden igen ryste på Refshaleøen.
2X er basis for vores rumplan, og dens design hviler fuldkommen på 1X. Mere raffineret ja, men der er ikke den store tvivl om, at den nok skal fungere.
Det udviklingsmæssige tyngdepunkt er flyttet mere i retning af aktiv styring.
Med blot 2g acceleration (3 G) er den gamle debat om, hvorvidt vi knuser astronauten til vælling, forhåbentlig ovre. Den raser stadig på forum ude på nettet, hvor man åbenbart ikke vil acceptere at 1X ikke er CS´s definitive slutprodukt, men et lille skridt på vejen.
Selvsagt gør det også Kristians arbejde med sæde og rumskib nemmere. Den længere brændtid er guf for motoren, som derved kan gå fra 13 til bare 7 kanaler og derved blive meget nemmere at støbe.
Motorgruppen understøtter selvfølgelig arbejdet med aktiv styring. Et af de sjove tiltag er, at ved førstkommende, statiske test har vi grafitror i jetstrålen, - så vi kan måle, hvor store kræfter, de kan levere som funktion af vinkel. Vi måler også indirekte, om de kan holde.
Designet kan ses her:
Foto: Iran.
Iranske og nordkoreanske SCUD B varianter er forbilledet. Alle verdens slyngler forsøger jo i disse år at få sig en ICBM kapacitet og
russernes gamle SCUD V2 klon er ligesom moderen til alle aktivt styrede raketter. 
Foto: Iran
Det gælder også for os.
Billeder som dette kan give rigtigt mange oplysninger fra sig - hvis man forstår at tolke dem. Det kræver en vis rutine, men der er meget at hente i detaljerne. Se f.eks. at selve grafitroret går over en i stor klump. Det er selvfølgelig ikke bare for at give vægt, men er en heat zink, som skal forhindre, at boltene, der holder dem, smelter over. Som man kan se på
billedet til højre, gik det ikke helt perfekt. Der er også nogle små, mystiske snit i klodsen; sikkert en måde at mindste varmeovergangen fra det glødende ror til den relativt kolde befæstningsklods. De er ikke spor dumme, slet ikke. Perserne opfandt som bekendt krudtet. Dertil er det jo sødt af dem at køre open source omkring deres missil design.
Gennem tiden har civilisering af alt dette militære bras været et speciale for mig, og den grove og solide udførelse, som militære missiler har, passer fint ind i CS´s dogme om rettidig omhu og velberegnet sjusk, hvor det ikke gør noget.
Peter Madsen
4
