Debatkulturen her på ing.dk er meget levende og dynamisk - og det betyder at man ved at læse de spørgsmål der opstår der tit kan få lyst til at svare ordentligt på en ny blog.
Udfordringen er at det let bliver meget svært stof for vi er dybt nede i raketteknikkens kringelkroge - og bloggen her bliver på 350 sider hvis vi skal hele vejen rundt.
Denne skal derfor ses som del 2 af historien om to trins test sidst i november.
Først om ventilløse raketter.
Uanset om man spørger hos NASA eller andre steder så er enkle robuste, løsninger altid populære. Så er der nogen gange hvor tilføjelsen af en enkelt lidt mere kompleks komponent kan gøre rigtigt meget gavn. Så sker det man vælger at acceptere den kompleksitets forøgelse det nu giver.
Et eksempel er en tryktank vs en turbinepumpe.
Turbinepumper er komplekse og kostbare maskiner, men mange undersystemer ( gasgenerator, smøreoliepumpe, reguleringssystem ect. ) som alle rummer muligheder for fejl. Så det er altså ulemper.
Fordelen er at betaler men prisen i kompleksitet kan man med en turbinepumpe slippe for at tankene med brændstof skal være højt tryk.
For helt små raketter betaler dette trade sig normalt ikke, men når brandtid og vægt stiger kommer der et break even hvor man må overveje at bruge pumper.
Dette er det normale billede. Noget for noget.
En ventilløs HATV er rigtigt operationelt lækker fordi den slet ikke har nogen bevægelige dele. Den kan opbevares i år og dag og kan stå startklar med et varsel på brøkdele af et sekund.
Vi dropper aktuatorer, kobberrør, varmelegemer, styreluftventiler, elektriske sequencere m.m. og erstatter dem med en stykke sejlgarn og en plasticprop.
Der er ingen ulemper - slut færdig. Dette er unormalt, noget for ingenting, så det betyder vi har lavet et lille fremskridt.
Proppen udgør "ventilen" og sejlgarnet er sequencer.
Mht. HATV er der ingen tvivl - den størrelse skal flyve ventilløst - alt andet ville være dumt.
Vi vil undersøge om LOX raketter kan laves efter samme princip. Som planen er vil vi forsøge det på en LOX HATV på et tidspunkt i testserien.
Det jeg er betænkelig ved er kun om o-ringspakningen ( viton ) kan klare tempraturen og stadig være tæt ved - 183 C. Jeg mener ikke det kan betale sig at diskutere det - det skal bare testes i real life.
Abort klares ved at åbne i toppen af oxydizer tanken, for derved først at dumpe drvigas ( He ) og derefter den flydende LOX.
HEAT kan dog ikke blive helt ventilløs - vi har valgt at køre på LOX i den skala på grund af den meget højere performance, lavere pris, sikkerhedsforhold - og visuel skønhed. Brugen af LOX kræver en LOX damp ventil hvor fordampet LOX dumpes overbord. En anden kompleks ting vi gerne vil indføre er at drivgassen til LOX tanken opbevarers uden for LOX tanken i en seperat beholder under 200 bars tryk. Fordelen er at vi derved kan holde LOX tanken på dens design tryk ( 24 bar ) istedet for at se trykke kolapse nedad straks vi åbner for LOXen.
Men selvsagt - det kræver en trykregulator af monster dimensioner som vi selv må bygge. Det er lidt som turbinepumpen - en ting der giver, men koster.
Så lidt om passivt stabile raketter.
Det gode: ukomplicerede.
Det onde: kræver høj start acceleration.
Et eksempel kunne være Hærens forlængst udfasede Honest John raketter. Med en enorm startacceration kunne såden en slynge et sprænghoved ( evt. kernesprænghoved ) over en afstand af 25 km, med en cep på ca 700 meter. Raketten fik spin med to små raketter på siden lige efter affyring fra ladet af en konverteret lastbil. Det dur altså.
Vi kan desværre ikke gå den vej med HEAT aht. vores astronaut, men vi kan lave en fiks lille sonderaket på HATV basis efter det princip.
Spin - selv lave spinrater - hjælper gevaldigt på nøjagtigheden.
Spin er bare et problem. Vi vil jo gerne optage en high def video fra 65 km højde og smide her på bloggen - men roterer man seks omgange i sekundet bliver det noget forvirret bras.
Vi har derfor fundet på at lade 1. trin inducere spinnet, og lade 2. trin forsætte dette spin. Toppe af 2. trin bliver så lejret så payload og motor kan dreje frit i forhold til hinanden omkring roll aksen. Så kan motoren rotere sine 5 - 15 Hz, mens payloaden står stille. Det for vi den til ved hjælp af et indbygget tungt ( 30 gr ) svinghjul drevet af en lille elmotor.
Dette hjul har sin akse på tværs af rakettens længderetning. Det skal kun overvinde lejefriktion - og det laver den friktion om til en moment om rakettens længde akse. Ja, det er lidt lang hårret - men burde virke.
Vi prøver i allerfald.
Kameraet bliver et GoPro, som konverteres let. Dels føder det standard def video til vores 1240 MHz / 7 watt TV sender. Vi sender også data ned ved 415 MHz / 7 watt.
Vi burde se på noget spons fra GoPro, hvis noget så ville dette produkt da have gavn af at have været på rumrejse.
Peter Madsen
08. nov 2011 kl 22:03
Spin er bare et problem. Vi vil jo gerne optage en high def video fra 65 km højde og smide her på bloggen - men roterer man seks omgange i sekundet bliver det noget forvirret bras.
tager 60 billeder pr sekund ved 720p opløsning som vi bruger.
Peter Madsen
08. nov 2011 kl 23:06
GoPro har endda lige lanceret et sprit nyt HD Hero2 kamera, der efter deres eget statement skulle være 2x så godt, 120fps ved 848×480, 1080p er std. ved 30fps, men nu i 170 graders vidvinkel og meget andet.
Så det ville da være oplagt for dem at sponsere et kamera, og hvis det overlever 20g's acceleration og en tur til 60+ km højde, er det da også en fin reklame :)
08. nov 2011 kl 23:20
Syntes det lyder rigtig spændende og som noget af en opgave. Men som du tidligere har sagt så bliver man kun udfordret når man stiller sig en opgave man på forhånd ikke ved hvordan man løser og så løser den :)
Der er dog en ting som jeg bider mærke i. Det er om i kan få gopro kameraet til at være vandtæt når i tilslutter noget til det?
Vil det ikke være nemmere og mere sikkert hvis i placere to kameraer. Et gopro kamera som optager i 720p og et mindre alm pal kamera som ikke er vandtæt som står for at sende video tilbage til skibet eller helt til bornholm.
Jeg har også gået og tænkt over hvordan i kan få data ud til skibet. Det kan gøres på tre måder.
1. Via WIFI. På land placere man en parabol med en masse gain som manuelt eller automatisk bliver rettet ind efter jeres støtteskibs ais position.
På skibet bliver der monteret sådan en her antenne der bliver rettet ind mod land: http://wifimarket.eu/product_i...d=a4
Dette kan enten ske automatisk eller manuelt. Denne antenne har en meget stor udstrålingsvinkel samtidigt med den har en forstærkning på 22DBi så det er ikke nødvendigt at den peger direkte mod basestationen.
Det kræver dog at i bruger en enhed der forstærker jeres wifi signal til 2-5w i begge ender samt en tilladelse. I får ingen problemer med interferens ved brug af denne løsning da frekvensen til wifi og den frekvens i bruger til video fra raketten ligger så langt fra hinanden.
2. Via 4G 2500Mhz. I bruger den antenne på skibet som jeg har linket til og tilslutter den til et telia 4G modem. Standard har et Telia 4G modem ikke noget eksternt antennestik. Men hvor der vilje er der vej, især hvis man bruger lidt fantasi og en loddekolbe.
Det kræver selvfølgelig at der er 4G netværk på bornholm til næste sommer.
3. I bruger en satellitforbindelse til data og tale lige som i sommers mens videofeedet bliver sendt ind til en basestation på land hvor det sammen med lyden fra skibet bliver sendt ud på nettet. Det eneste der er brug for her er at der er LOS og den antenne der sender video fra raketten vender med siden ind mod land når raketten står på rampen samt en tilladelse.
Ang LOS. I kan sagens få LOS ved at placere jeres modtagerstation på et højt sted på bornholm. Der er nogle høje bakker nord-øst for Nexø som sagens kan bruges.
Mvh Elias
CSS medlem og radioamatør OZ6EH
09. nov 2011 kl 05:37
"Vi kan desværre ikke gå den vej med HEAT aht. vores astronaut".
Nej, ikke hvis han skal ligge og slange sig i sofaen i en Apollo kapsel.
Men hvis han nu blev stående hvor han stod da han blev stillet og rumskibet blev mindst lige så langt som raketten, eller længere, så kunne han måske bevæge sig et godt stykke bagud på nogle milde fjedre og nogle enormt kraftige støddæmpere mens det gik hårdest for sig og så returnere langsomt til den gode udsigt når der kom ro på.
Varmen fra støddæmperne ville forhindre kolde tæer.
Der skal naturligvis regnes en del på dæmpningen.
09. nov 2011 kl 08:57
Nu ved jeg ikke ret meget om ret meget, men...
Lad os f.eks. sige 20 G som skal reduceres til måske 3 G i 20 sekunder. Det skal godt nok være nogen lange støddæmpere.
Nej så er det bedre at ligge ned. Så kan man klare langt højere G-påvirkning.
Man kunne også vælge at sætte accelerationen ned og bruge aktiv styring istedet, ligesom CS satser på.
Nu ved jeg ikke ret meget om ret meget, men...
Lad os f.eks. sige 20 G som skal reduceres til måske 3 G i 20 sekunder. Det skal godt nok være nogen lange støddæmpere.
Nej så er det bedre at ligge ned. Så kan man klare langt højere G-påvirkning.
Man kunne også vælge at sætte accelerationen ned og bruge aktiv styring istedet, ligesom CS satser på.
09. nov 2011 kl 11:43
ved ikke om de kan holde til -183 deg. C;
men kan PTFE/Teflon ikke bruges i stedet; så er der ikke problemer med temperaturen.
Dog kan krybningen da godt give problemer, men synes I skal se ind i det.
09. nov 2011 kl 11:47
hvad om kamaraet bare filmer løs. Derefter må man (en film mand) kunne bytte om på de enkelte billeder. Særligt hvis der er tale om en konstant rotation. Eller evt hvis der var et fixpunkt man kunne se for hver omløb, eksempelvis en sky, solen, månen, en stjerne, land eller hvad ved jeg. Det burde kunne ordnes digitalt, på en måde er billederne jo bare blandet sammen.
Mvh Jan Jensen
09. nov 2011 kl 12:07
"Proppen udgør "ventilen" og sejlgarnet er sequencer".
Ach, det er godt nok svært at holde sig opdateret... Vil det sige, at strålerortestene skete med en NO2 motor uden tryksætning med helium? Så har jeg jo svaret helt hen i vejret i en tidligere tråd. >suk<
Så får I jo alligevel noget at lave i vinter, for det ventilløse LOX design er da for godt til bare at glemme igen, ikke sandt? Plus at man ikke behøver at være bange for "industrispionage" - en raket der kan ligge klar længe før den affyres er ikke at spøge med.
Men hvordan laver man en kontrolleret sprængning hvor sprængkraften ikke går direkte ind i LOX- tanken? Og som samtidig kan holde til 25 bar?
Skal proppen være en sandwich - struktur?
hvad om kamaraet bare filmer løs.
09. nov 2011 kl 14:27
Peter Lykke:
Vil det sige, at strålerortestene skete med en NO2 motor uden tryksætning med helium?
en raket der kan ligge klar længe før den affyres er ikke at spøge med.
Men hvordan laver man en kontrolleret sprængning hvor sprængkraften ikke går direkte ind i LOX- tanken? Og som samtidig kan holde til 25 bar?
09. nov 2011 kl 15:22
hvad om kamaraet bare filmer løs.
Rotationshastigheden vil næppe være konstant, det vil blive et meget tidskrævende stykke arbejde at stykke sådan en optagelse sammen til noget brugbart.
Når jeg høre ordet o-ringe husker jeg klart og tydeligt en rumfærge-ulykke
Challenger. og den undersøgelse der kom frem bagefter om o-ringene. Tænk lige lidt over det
09. nov 2011 kl 17:16
Hvor lille lejefriktion regner i med at kunne komme ned paa naar motorerne accellererer?
09. nov 2011 kl 17:32
Dels føder det standard def video til vores 1240 MHz / 7 watt TV sender. Vi sender også data ned ved 415 MHz / 7 watt.
09. nov 2011 kl 18:56
Sune Jensen:
Når jeg høre ordet o-ringe husker jeg klart og tydeligt en rumfærge-ulykke
Challenger. og den undersøgelse der kom frem bagefter om o-ringene. Tænk lige lidt over det
Jeg tænkte om den sikkerhed og at CS skal gå med livrem og seler og være 100+% sikker.
09. nov 2011 kl 19:15
Men hvordan laver man en kontrolleret sprængning hvor sprængkraften ikke går direkte ind i LOX- tanken? Og som samtidig kan holde til 25 bar?
Spørgsmålet er ikke forstået. Der skal jo netop sprænges hul til tankens indre.
09. nov 2011 kl 19:47
OK. Du taler om åbningen for ilten ved start. Når du skrev "sprængning", troede jeg, du mente sprængningen ved abort (som er dikteret af indførelsen af ventilløst design).
Der er ikke tale om sprængning og ikke om bolte. Det er en prop, som holdes på plads af nylon. Når nylonen brænder væk, forskydes proppen ud af injektorhalsen og forbrændingen får tilført LOX.
Kameraet skal optage med extrem hastighed, hvis det ikke bare skal vise "streger" pga rotationen. Rotationen giver det samme, som et rystet kamera, bare i en dimension.
09. nov 2011 kl 21:16
Hrm, Peter har vist skrevet om det før, og det kan jeg da godt huske nu du nævner det. Det kan være jeg ubevidst or pr automatik har forkastet noget der koblede nylon/sejlgarn/plastikprop med Lox under 25 bar... :)
Nå, men det er da et interessant ingeniørmæssigt problem, så hvis I har brug for nogle - ubrugelige - ideer siger I bare til.
09. nov 2011 kl 22:44
Peter Lykke:
Det kan være jeg ubevidst or pr automatik har forkastet noget der koblede nylon/sejlgarn/plastikprop med Lox under 25 bar... :)
09. nov 2011 kl 22:51
Regarding the ideas to synchronize the camera with the spin rate of the rocket: the GoPro and most other small HD cameras on the market are CMOS sensors, not CCD. This means that they don't take individual frames like a film camera, in fact they continuously scan across the pixels.
A rapidly rotating view is thus not a series of normal views, but a series of diagonal smears as the bottom of each frame is taken later than the top.
If you download http://www.youtube.com/watch?v...dPPE , from a GoPro on a rapidly rotating rocket and step through the frames, it is clear.
09. nov 2011 kl 23:32
Jeg fandt dette klip der viser at synkronisering af spin og kamera fint kan lade sig gøre. Men det ville kræve en temmelig stabil rotationsfrekvens for at undgå forvrængninger.
Lille kamera monteret på RC helikopter-rotor:
http://www.youtube.com/watch?v...fNSs
Jeg fandt dette klip der viser at synkronisering af spin og kamera fint kan lade sig gøre. Men det ville kræve en temmelig stabil rotationsfrekvens for at undgå forvrængninger.
10. nov 2011 kl 11:20
Nice illustration, Ben.
11. nov 2011 kl 02:08
Nu ved jeg at hr. madsen er en dedikeret harald nyborg-fan derfor foreslår jeg at tætningen af proppen laves med stempelringe fra harald nyborgs oliefrie kompressorer, det er PTFE stempelringe men til forskel fra alm. stempelringe er samlingen i dem skåt afskåret således at de tætner ligesom et stykke korrekt skåret stykke aksetætning til et stævnrør, jeg vil tro de er 100% tætte når de sidder i riller på proppen, diameterene er vist også ca. det i skal bruge, hvis de ikke er kan i jo selv dreje nogle i den korrekte diameter.
mvh
henry tornow
11. nov 2011 kl 10:14
Ang. den ventilløse "prop", så har den allerede været benyttet adskillige gange med en succes rate på 100%.
Jeg gætter på, at løsningen er fundet tilstrækkelig moden, og at gutterne har kastet deres fokus på noget andet nu ;-)
Da peter ringede forleden og spurgte lidt om de frekvenser vi bruger
hørte han nok lidt forkert, eller mine unger legede lidt højt i mens.
Vi bruger normalt 3 bånd, 70cm, 23cm og 13 cm,
vi har også lavet forsøg med 5cm video links med gode billede resultater,
dog har dette bånd meget kort rækkevidde, ved de effekter vi har adgang til indtil vidre.
Til data bruger vi flere metoder, den ene er data via modem (1200 baud) i lydsporet via en video link, den anden er seperat dedikeret data på 70 cm båndet (9600 baud) det bliver ca 434 MHz
lidt mere her:
http://www.webx.dk/oz2cpu/dk-h....htm
samt her:
http://en.wikipedia.org/wiki/A...sion
vi er nød til at tage forebehold for doubler effekterne ved de båndbredder
og hastigheder vores raket arbejder ved, derfor er det en foredel med
rimelige brede modtagere i forehold til data mængden.
Feks så "flytter" en 1240 Mhz sender sig ca 100Hz pr 100km/t
eller 1kHz ved 1000km/t, hvilket ikke giver nogen problemer for en modtager der er flere MHz bred.
11. nov 2011 kl 14:13
@ Thomas Scherrer
Tak for info. Jeg regnede også med at amatørradiofrekvenserne var de eneste tilgængelige.
Selvfølgelig er du prof; men ikke alle får jo alle nyhedsbreve, så hvis du ikke kender Maxim's nye Power Line Communication kredse baseret på OFDM er her en link: http://www.maxim-ic.com/produc...ine/
Jeg ved ikke, om OFDM kan tåle dopplerskiftet; men kredsene ser ud til at kunne overføre store datamængder på en særdeles robust måde, så muligvis kan de streame HDTV direkte på f.eks. 1,3 GHz båndet. Dette bånd er jo ikke just overrendt, så det burde være muligt at få de nødvendige tilladelser til en bredbåndskommunikation.
det er sjovt nok modem chips fra maxim vi bruger allerede,
men du har ret i at disse nye ser MEGET interasante ud,
man siger jo ikke nej tak til mere data speed pr brugt audio kHz båndbredde :-)
PS : der er ikke doubler skift på det, demodulerde audio som disse modem chips får adgang til, jeg har færdige modulator og demodulator
print kort fra sidste HEAT flyvninger, og det var egentligt meningen
bare at genbruge dem, men det er kun sølle 1200 baud,
men vi har ingen klager fået af data opsamlings afdelingen over at 1200
skulle være for lidt.
11. nov 2011 kl 15:49
Kameraet skal optage med extrem hastighed, hvis det ikke bare skal vise "streger" pga rotationen. Rotationen giver det samme, som et rystet kamera, bare i en dimension.
Så kan motoren rotere sine 5 - 15 Hz, mens payloaden står stille.
11. nov 2011 kl 15:59
@ Thomas Scherrer
PS. Hvis man flytter det hele ind på Bornholm, som jeg foreslog i denne blog: http://ing.dk/artikel/123645-r...5861 , er der ialtfald intet problem med dopplerskift.
12. nov 2011 kl 09:14
@ Thomas Scherrer
Efter at have studeret Maxim kredsene må jeg indrømme, at jeg ikke er vildt imponeret over antal bit/Hz. 32 kbit/s ved en båndbredde på 85 kHz (95 kHz - 10 kHz) er ikke bedre, end hvad man kan gøre med meget simplere og stadig meget robuste modulationsarter, som oven i købet passer bedre med lydkanalens båndbredde på vel omkring 15-20 kHz. Jeg vil tro, at jeg sagtens kunne presse op mod 10 kbit/s igennem en sådan kanal og oven i købet holde de nederste ca. 4 kHz fri til lyd. Når Peter engang skal op, kan vi jo ikke undvære hans skrig, jubel, hjertebanken etc. :-)
Jeg sender dig lige en mail om, hvad jeg nok ville prøve. Har du dit eget prefix eller skal jeg bare benytte contact@copenhagensuborbitals.com?
20
