Launch Escape System, faststof raket frit, tak !
Kære læsere,
Det var fredag eftermiddag. Kristian havde takket af og var taget på hans to ugers ferie.
Det banker på og jeg lukker op - og en ung mand siger goddag med ordene...
Hey, my name is Gabe, I´m from Austin, Texas, and I wish to give you guys a hand...
Nå da, ser man det - lidt efter kan jeg forstå at Gabe altså er aerospace engineer, med en længere millitær karierere bag sig, og har læst om CS på internettet. Så har han taget flyveren over på en uges ferie i Scandinavien som han aller helst vil bruge på at bygge raketter.
Seksten minutter efter ankomst, er han igang med at dreje dyser til en miniatureudgave af den LES motor som skal bygges i min afdeling.
Så støder Claus Meiling til og der køres drejekursus. Det kan godt være at vores ven Texaneren er aerospace et eller andet - men han er ikke maskinarbejder, så det må vi se at gøre ham til.
Lørdagen bliver en af disse typiske CS dage, hvor jeg har det praktiske ansvar for nogen der bygger på MVAB uden for, nogen der drejer, og nogen der svejser ting til MVAB. Selv er jeg i praksis nødt til at være lidt all round og holde hjulene i sving.
Det er et spørgmål om optimering hvornår dette system giver overskud. Men jeg er sikker på at sådan en dag giver en del mere hardwere end hvis jeg bare gik rundt alene og lavede tingene.
Det er dertil så meget sjovere.
Gabe og Clauses dreje arbejde var planlagt - og de fire dyser er færdige nu, sammen med en del andre komponenter til den lille LES motor.
Raketteknisk er LES motoren en interessant udfordring.
LES systemet er en slags katapultsæde til en hel kapsel. Som katapultsæder i kampfly er øvelsen at få piloten trukket væk fra den eksploderende / styrtende / brændende flyvende maskine, inden begge dele går i jorden. Hverken flyvemaskiner eller selv en hybridraket er særligt gode "bomber" - de kan bryde strukturelt op, de kan komme ud af kurs, de kan komme i sving som HEAT 1X, men som dynamitstænger betragtet er de ret dårlige. Så opgaven er ikke at redde nogen fra en eksplosion, men fra et fartøj som ikke kan fortsætte flyvningen.
Apollo LES test. Foto: NASA
Egentligt er vores motivation med LES projektet at lege med en stor apolloid kapsel, og teste alle mulige systemer som faldskærme, seperationssystemer og øve sea launch - men derfor må LES motoren jo godt virke som en rigtig LES motor.
Det ville være ganske naturligt at vælge at bruge faststof som drivmiddel. Vi ved vi skal bruge noget der ligner 5 - 8 g på en kapsel der vejer 500 kg, og vi vil gerne et godt stykke op - så 5 sekunders brændtid må være et minimum. Det giver meget hurtigt det resultat at der er langt over 100 kg drivmiddel der skal til.
Vi besidder pt. ikke en fastbrændstof teknologi der kan løse den opgave pålideligt. Jeg er faktisk ikke sikker på at der findes nogen amatører der gør det. De bedste på feltet bor i Californien hvor det faktisk er muligt at købe de komponenter der bruge i prof faststof - men at gøre det samme i Europa er en anden sag.
Det er ikke så meget et sprøgsmål om terrorlove - men mere at vi i Europa bare på en eller anden måde er bagefter. Det er mere almindeligt at være ualmindelig i Californien - og eksperimentielle fly, raketter og alt muligt er bare mere accepteret og normalt. I alle fald har de virksomheder der sælger ammoinumperchlorat, aluminumspulver og HTPB bindemiddel i rocket grade - og man kan opnå licens til at købe den slags. Det er ikke pratisk muligt i Europa.
Derud over er de juridiske aspekter i det foretagende ikke helt enkle. Jeg ved ikke om man skal være fyrværker, sprængningscertificeret eller noget helt tredie - men jeg ved det ikke er en vej jeg lige nu har nogen som helt lyst til at gå ned af.
Så udfordingen er at lave en LES uden fastbrændstof.
Vores N20 HATV er en god kandidat. Den går fra 0 - 15 kN thrust på 150 millisekunder, og brager derefter løs i 16 sek. Let modificeret kan den sagtens danne basis for en pålidelig motor.
N20 - lattergas - er uden at lyde for smart - meget let at bruge i en hybrid. Lattergassen har den ret ukendte egenskab at den ligesom hydrazin og højkoncenteret hydrogenperoxid kan undergå en voldsomt exotherm splatning til N2 og O2. Hvis man derefter fyrer med noget fuel i reaktionsprodukterne bliver det kun bedre.
Hydrazin og 90 %hydrogenperoxid er ikke særligt omgængelige ting - men lattergas er - sjovt nok - meget ligetil. Det leveres i stålcylendre, og altså ikke i ultra ren aluminum eller noget andet avanceret som de to uopnåelige andre kandidater.
Bagsiden af medaljen er at det er meget let - væskedensiteten er kun 700 kg / m2, mod LOX på 1130 kg/m2. Desuden skal det opbevares ved 50 bar, hvilket giver en tung tank. De 50 bar kommer
dog meget praktiske når det skal pumpes til brændkammeret.
Vi bruger ikke N20 i HEAT på grund af disse egenskaber - samt prisen som er ca. ti gange LOX. Men i LES motoren skal være rock steady, og kunne reagere omgående, når som helst. Der er et lidt dårligt masseforhold ikke noget problem.
Så er der den kunstneriske vinkel. N20 hybrider laver de smukkeste flammer - jets med chockdiamanter så enhver raketkunstner tuder af stolthed og skønhed. Uden teknisk betydning, jo. Men alt er ikke teknik.
HATV static test. Foto: Copenhagen Suborbitals.
Det nye er at vi skal frembringe en "rapid fire" egenskab - HATVere havde jo en startsekvens som en Saturn V, otte sekunders forvarmning - og det er ikke lige sagen når man er i fuld gang med at styrte.
Tilbage i 1998 havde jeg den glæde at arbejde med N20 hybrid sammen med b.la. Niels Foldager, Thomas Petersen, Christian Ravn m.f.
Vi opfandt dengang en fiks løsning på at undgå at flyve ventiler og ventilaktuatorer og tryklufttanke. Istedet for en ventil mellem N20 tanken og brændstoffet har man en sprængplade, som fastholdes af nogle letsmeltelige tråde. Den normale pyrotekniske tændlandning tænder brændstoffet OG smelter disse tråde. N20 sprængpladen åbner derfor, og voila, vi har liftoff.
Nå ja, men kan ikke stoppe igen - når først man har sat det igen - men man skal jo heller ikke kunne fortryde og aborte sin abort.
Vi skal have den tid som det tager at smelte trådene og få åbnet for N20 ned, og for at undersøge dette har vi altså brugt et par dage på at bygge en lille Baby LES - komplet med fire vinklede dyser og en fin lille
3.5 kg lattergas tank. Da den jo er til et katapult sæde er der smæk på, den vil brænde i ultra kort tid, med en regressiv thrust tid kurve og levere ca. 3 kN ved start.
"800 pounds of thrust from this gadget ? Ohh, sounds just fine to me - I wished I could attend the static test..."
Siger Gabe - og vi hjælpes med at svejse de to seks meter høje stiger i MVAB udenfor.
Det er på samme tid hårdt og skønt at arbejde i CS. Copenhagen Suborbitals er blevet det minirumprogram vi håbede da vi gik i gang - og man kan ikke lade være med at give det alt man har i sig. Jeg kan næsten tude når jeg ser vores gruppe billeder fra Nexø og fra vores tests . Hold da op et hold, hold da op hvor er de seje.
Kristian von Bentson er - tør jeg godt skrive - en ualmindelig åndeligt manøvre dygtig person at arbejde med. Det er måske netop derfor vi
har kunnet fungere og undgå det person fnidder som meget ofte sætter en stopper for gode intentioner.
Vi tager en kop kaffe og går en tur ude under den høje blå himmel - ude på det store gamle værft - og på den måde kan de fleste problemer løses - hvadenten det er personlige eller tekniske. Man kan simplethen ikke undgå at inspireres af det miljø.
Kors hvor jeg elsker det.
Peter Madsen
4
