Software
Hvad bliver de forskellige software klumper skrevet i? Styre software, overvågning etc?
Har I planer om at open source den software? Det vil jo være i tråd med at I deler alt andet og hvem ved måske vi kan hjælpe med at finde nogle bugs.
Rumfart på den anden måde
Hvordan bygger man en bemandet rumraket? Peter Madsen, kunstingeniør og Kristian von Bengtson, rumfartsarkitekt.SENESTE INDLÆG
EMNER
Snapshot fra raketsamlehallen...
I raketsamlehallen HAB på Refshaleøen er vi nu i gang med at samle fire raketter til sommerens Launch Campaign ved Space port Nexoe.
Efterhånden som vores fire sonderaketter bliver færdige vil det ganske givet komme til at se ret hot ud. Lidt som en flyudstilling hvor man viser al det isenkram en jagerbomber kan have på sine hardpoints.
Disse er dog ganske fredelige. 
Raketterne samles her. Foto CS.
De HATV devierede raketter er nogle robuste maskiner - som består af simple komponenter vi har bygget mange gange før. Vi har dog lavet lidt bedre støbeværktøjer hen ad vejen.
Hver raket består af nogle få basale dele - forrest lige under payloaden har vi den støste del som er tanken til dinitrogenoxid. Den er trykprøvet til 100 bar, og vil typisk stå opladt ved 40 - 50 bar alt efter tempretur.
I bunden af tanksektionen har vi injektoren og smelteproppen som fungerer som "ventil" i disse "ventilløse" raketter. Efter dette kommer et stykke med en gummiklods i som er brændtoffet. Alt efter brændtiden der ønskes laver man den med mange små ( 19 ) eller få tykke ( 7 ) åbninger eller brændporte. 
Her ses en færdigstøbt grain til et SMARAGD 1 trin. Designet her giver en meget kort brændtid, med en meget høj trykkraft.
http://www.youtube.com/watch?v=W-UcHVQ2Hxw
De ca. 30 kg N20 og 11 kg gummibrændstof afleverer alt deres energi på bare 3.5 sek. Resultatet er over 30 kN trykkraft. Instaleres denne bag i en personbil - f.eks en Citroen 2CV, vil den accelere med 5 g, og nå omkring 120 m/sek ved burnout. Det er lige under 450 km/t.
Vi bruger den til at starte SMARAGD´s 2. trin som kun vejer 40 kg, og som derfor starter ved overlydshastighed. Den høje startacceleration ( 25 g ) gør at vi kan regne med en meget stabil bane.
Agter for brændstoffet findes et efterbrændkammer som samler reaktionsprodukterne fra de mange kanaler og hvor forbrændingen kan færdigøres.
Endelig har vi dysen som laver tryk og varme om til bevægelse.
Vi har oplevet disse motorer som pålidelige - vi har aldrig haft en der ikke fungerede gennem ialt 12 test med HATVere på N20 basis. Vi har også målt vores allerhøjeste værdier for ISP på disse motorer - 215 sek, som er ganske pænt.
Hver af de fire raketter der lige nu samles vil helt sikkert bidrage både til de mange volt spænding som nu engang følger at skyde raketter af - men sandelig også lære os rigtigt meget.
Vi har to stk SMARAGD, som er en to trins raket med en kapasitet på ca. 25 km.
Så har vi to stk SAPPHIRE som er aktivt styrede raketter der skal vise os om vi kan løse den opgave. De er 1 trins - og får derfor apogge i 10 - 12 km højde hvis alt fungerer.
Ved den statiske test fungerede faktisk alt. Rorfladerne blev kørt gennem et testprogram - og de leverede ret nøjagtigt den ønskede styrekraft som de var designet til. Motoren selv - ja - det var en jo en HATV - så den gjorde som sådan nogen åbenbart altid gør - spyede ild.
Pålidelige motorer er nøglen til alt det andet.
For mig personligt er det rigtigt skønt endelig at bygge raketter til at flyve med - istedet for til prøvestanden. Det har taget meget længe at nå der til - jeg begyndte jo med dette som 16 årig - og det har også været sjovt at få prøvet så meget af på vejen. Men nu er det altså alvor - og jeg tror 2012 bliver ganske forrygende.
Dette er jo kun raketmotor afdelingens bidrag.
I Spacecraft afdelingen laver von Bengtson og Claus Nørregaard test af hans system til sprængning af topdomen hvori den første lille faldskærm som skal trække de tre store ud findes. Kapselafdelingen er særdeles aktive - og har sat alle sejl til for at lykkes med faldskærms delen som er så vigtig.
Der venter en lang række systemtest - som nogen gange er meget simple og andre gange bruger virkeligt tungt grej. Vi gør som man gør den slags, klipper det store projekt ned i små, og afprøver alt det vi kan under nøje kontrolerede forhold på jorden. Når det så er på plads samler vi det hele igen, og så er det alvor - et sted i luftrummet over Østersøen. Kapslen - vil derfor have fløjet - og sejlet - mange gange før vi opsender den for alvor.
Forestillingen om et improviseret - uorganiseret - snusfornuft drevet - sensationspræget projekt er - måske blevet noget udfordret hen ad vejen. Jeg synes faktisk det ser meget fornuftigt ud alt sammen. Næsten lidt konservativt. Altså undtagen lige det med at lave det på et gammelt nedlagt skibsværft...
Den ultimative kapsel test kommer dog først når en meget større løfteraket er udviklet. Men - det ser ud til ikke at være så besværligt.
De fire sonde raketter er - meget kraftige, meget spændende, meget gennemprøvede. De kan virkelig rykke grænser - både i flyvehøjde og i forhold til at være teknologisk interessante.
Europa er af en eller anden grund langt bagefter US. Der er ingen armatører i Europa der har fløjet en aktivt styret raket, og der er ingen der har fløjet over 12 km. I US har amatører fløjet raketter over 100 km, og har fløjet med aktiv styring.
http://www.youtube.com/watch?v=opnqt7Kq7mE_lj
Her ses en "kold" test af servomekanikken. Samme sekvens blev gennemløbet med motoren på fuld tryk. Alle dele, både servoer og styreflader kom uskadt fra det og flyver til sommer.
Selvom vi jo ikke skal sammenligne - så er det da aligevel dejligt hvis vi
kan vise at vi også kan være med her i Danmark.
HEAT 1X var vores første store raket - og den viste os at vi skal mestre aktiv styring. Det betyder alt. Efter 2012 skulle vi gerne være klar med den næste af disse - 2X, som har de ting 1X ikke havde: En fuld tank og aktiv styring. Det betyder potentiale til rumflyvning.
Trin for trin.
Peter Madsen
26. jan 2012 kl 19:54
26. jan 2012 kl 20:59
Pulsen stiger lidt ...
... hver gang jeg ser, at der er et nyt blogindlæg fra d'herrer Madsen og v. Bengtson!
Det er en glæde og en fornøjelse - keep 'em comin' :-)
Mere software og lidt hardware
Kan I kompensere for udfald af en eller to servoer?
Martin.
26. jan 2012 kl 21:34
Raketdysse
Er det blevet overvejet at lave en koncentrisk aerospike dysse?
Det kan måske give en simpel effektforbedring i alle lufttrykforhold.
Og det er "kun" en tilpasset dysseform. Om det virker med en hybridraket med hang til klumper ved jeg ikke. Men faststof og væske raketter fungerer.
Eksempler:
http://www.k-makris.gr/RocketT....htm
http://en.wikipedia.org/wiki/A...gine
http://ntrs.nasa.gov/archive/n....pdf
http://youtu.be/DacGl9drefg
Mvh!
26. jan 2012 kl 22:38
Kapslen
Amerikanerne arbejdede meget med test af deres kapsler, så de var sikre på at de kunne tåle at lande uden at springe læk. Hvordan vil CS sikre at jeres kan holde tæt?
27. jan 2012 kl 00:03
Re: Kapslen
Jeg tror de bruger LES til at lave en drop test af kapslen!
Jeppe
27. jan 2012 kl 00:39
forkammer
har i et forkammer inden jeres fuel grain eller har i dyser tilpasset portene i fuel grain?
Medføre de cirkulære porte i fuel grain ikke at der til tider bliver skudt store stykke uforbrændt brændsel ud som kan skade dyse og evt. aktiv styring?
27. jan 2012 kl 07:13
Store hybridraketter
Erfaringen indtil nu synes at være at hybridraketter har det bedst med at brænde i kort tid, men kan konstrueres til at levere et enormt tryk. Det må da tale for mange rakettrin? Så kan man også bedre tilpasse trykket til den resterende masse af raketstakken.
Re: forkammer
har i et forkammer inden jeres fuel grain eller har i dyser tilpasset portene i fuel grain?
Medføre de cirkulære porte i fuel grain ikke at der til tider bliver skudt store stykke uforbrændt brændsel ud som kan skade dyse og evt. aktiv styring?
Ja - der er et forkammer, det er også her igniterne sidder.
Jo - ved cirkulære porte vil der naturligvis blive små strimler til overs, som kommer ud. Derfor har vi også kørt statiske test som verificerede, at den aktive styring fint kan klare mosten ;o)
Cirkulære porte er LANGT det nemmeste fremstillingsmæssigt - at bygge små specielt formede mandreller i så store styktal er det rene Jørgen Clevin - jeg er netop i gang med nogle ret specielle til 2. trin til Smaragd - mere herom senere.
På vores store HEAT har vi "wagon wheel" brændstof konfiguration, som efterlader meget lidt af skillevæggene.
mvh Flemming
Re: Kapslen
Jeg tror de bruger LES til at lave en drop test af kapslen!
Jeppe
Ja (blandt andet) - mere herom senere ;o)
mvh Flemming
27. jan 2012 kl 09:45
Tak Peter
Det er som sædvanlig et utroligt spændende og lærerigt indlæg!
Mvh
Steen
Re: Software
Hvad bliver de forskellige software klumper skrevet i? Styre software, overvågning etc?
Altsammen ANSI C, samt der er vist nogle nye ting på vej til Tycho DS kapslen, som kører arduino.
Har I planer om at open source den software? Det vil jo være i tråd med at I deler alt andet og hvem ved måske vi kan hjælpe med at finde nogle bugs.
Der er vist ingen konkrete planer p.t. Måske kunne det hjælpe til at finde bugs, men signal/støj forholdet er en joker (tro mig, vi har modtaget mange sjove ting), og når vi beder om hjælp medfører det jo en vis forpligtelse til at forholde sig til det der kommer.
Så spørgsmålet er om metoden er effektiv. For mit eget bidrags vedkommende kunne jeg tænke mig at reviewe kode blandt en mindre skare af folk som jeg kender.
Vh Flemming
Re: Mere software og lidt hardware
Hej Martin,
Kan I kompensere for udfald af en eller to servoer?
Martin.
Måske 1, men ikke 2. Det afhænger i praksis meget af, i hvilken position et ror evt. går i stå. Hvis et ror f.eks. går i stå i en yderstilling, kræver det fuldt udslag på de 3 andre at holde thrust lige. Fra dette udgangspunkt kan man kun styre "til den ene side" om hver akse. Så skal man være heldig for at det går.
Venligst Flemming
27. jan 2012 kl 12:41
Re: Mere software og lidt hardware
Hej Martin,
Kan I kompensere for udfald af en eller to servoer?
Martin.
Måske 1, men ikke 2. Det afhænger i praksis meget af, i hvilken position et ror evt. går i stå. Hvis et ror f.eks. går i stå i en yderstilling, kræver det fuldt udslag på de 3 andre at holde thrust lige. Fra dette udgangspunkt kan man kun styre "til den ene side" om hver akse. Så skal man være heldig for at det går.
Venligst Flemming
Hvis 2 servoer går i stå i neutral stilling, kan man så ikke forestille sig at styre ved at inducere et spin og således opnå at den resterende styrekraft kan benyttes omkring alle akser?
Mvh
Kaare
27. jan 2012 kl 13:39
Re: Mere software og lidt hardware
Hej Martin,
Kan I kompensere for udfald af en eller to servoer?
Martin.
Måske 1, men ikke 2. Det afhænger i praksis meget af, i hvilken position et ror evt. går i stå. Hvis et ror f.eks. går i stå i en yderstilling, kræver det fuldt udslag på de 3 andre at holde thrust lige. Fra dette udgangspunkt kan man kun styre "til den ene side" om hver akse. Så skal man være heldig for at det går.
Venligst Flemming
Hvis 2 servoer går i stå i neutral stilling, kan man så ikke forestille sig at styre ved at inducere et spin og således opnå at den resterende styrekraft kan benyttes omkring alle akser?
Mvh
Kaare
Teoretisk kan man godt forestille sig at man kunne rede det på den måde, men jeg tror at den software der så skulle til ville blive meget mere kompleks (mit gæt mere end en faktor 2 i antal linier), hvilket ville gøre det meget mere vanskeligt at verificere at den virker korrekt. Desuden skal hele måden softwaren stabiliserer raketten på være anderledes i den del end i den anden hvilket yderligere besværliggør tingene for ikke at snakke om at rorbevægelserne nu skal synkroniseres til en rotation som normalt ikke vil forekomme/ikke ønskes.
Alt i alt tror jeg det vil være meget mere fornuftigt bare at konstatere at vi man ikke kan flyve med 2 servoer ude a drift.
27. jan 2012 kl 14:31
Sensor?
Den aktive styring er meget interessant, og skal nok give nogle grå hår.
Kan i fortælle hvilke sensorer i bruger, og om de er absolutte, altså om de kan rette raketten op til lodret uanset startvinkel?
27. jan 2012 kl 14:39
Test af regulering
Et spørgsmål: Er der overhovedet nogen måde at live-teste reguleringsalgoritmen på, uden at skulle sejle HATVer til Bornholm og launche?
Selv ville jeg umiddelbart mene nej...
Er der planlagt ekstra sikkerhedsforanstaltninger under testen af denne årsag?
27. jan 2012 kl 14:41
styremetode
Kommer styringen til at foregå som adaptiv kontrol med feedback fra jeres gyroer og andre instrumenter om bord?
Re: Sensor?
Goddag Svend,
Kan i fortælle hvilke sensorer i bruger, og om de er absolutte, altså om de kan rette raketten op til lodret uanset startvinkel?
I 2012 genbruger vi navigationssystemet fra HEAT-1X, som er baseret alene på en Analog Devices ADIS16367 IMU. I fremtiden vil det være oplagt at kombinere med flere sensor typer.
Inden launch retter systemet løbende sit koordinatsystem efter tyngdevektoren (helt præcist efter det modsatrettede løft, som MLP'en giver raketten). Dette naturligvis med så lang en tidskonstant at bølgegangen ikke generer. Så ja, den ved godt hvilken retning der er opad, uanset launch vinkel.
Svend, Lars, Kaare: Som lovet er der meget mere information på vej omkring guidance, stay tuned.
Venligst
Flemming Nyboe
Antal brændporte mm.
Har SMARAGDs førstetrin 19 brændporte til 3,5 sek. brændtid,
og har andettrinnet samt SAPPHIRE 7 brændporte til længere brændtider?
Er tykkelsen af SMARAGDs første- og andettrin ens?
Er det nødvendigt med ullage-raketter for at få andettrinnets lattergas ned til brændkammeret?
Bliver Sputniks servicetårn demonteret for at give plads til LES-testen?
Lars Work Andersen,
Dejlige spørgsmål !
"Har SMARAGDs førstetrin 19 brændporte til 3,5 sek. brændtid,
og har andettrinnet samt SAPPHIRE 7 brændporte til længere brændtider?"
Groft sagt er brændtiden - lige som på en faststof raket - proportional med brænddistancen. Derfor er det netop rigtigt at nu flere porte, nu kortere brændtid.
Men - hybrid forbrænding er meget kompliceret at modelere. Det er forklaringen på at 19 huls grainen også er meget kortere end 7 huls grainen.
I en faststof motor afhænger brændraten ( næsten ) kun af trykket. I en hybrid afhænger brændraten ( næsten ) ikke af trykket, men kun af en anden størrelse - som vi kalder GOX eller "oxydizer flux"
GOX måles som kg oxydizer pr. m2 brændport pr. sekund.
I starten er GOX høj fordi hullerne er små. Når forbrændingen skrider frem bliver portene større og deres overfalde vokser. Men - GOX falder, så brændraten falder.
Vores brændstof overholder stort set denne lov:
R = 0.104 x GOX ^ 0.68
Netto netto observerer vi at:
Brændraten er tæt på ens i hele motoren længde, og O/F forholdet er enten det samme i hele brandtiden eller går lidt mod Ox-rich. Brandraten ligger på 1-2 mm pr sekund stort set uanset hvad vi gør.
Forbrændingseffektivteten er fra 85 - 95 % - hvilket er samme niveau som på væskemotorer.
N20 er meget nemmere at arbejde med end LOX - også forbrændingsteknisk. ISP er næsten den samme uanset om vi kører 1:3 eller 1:10 i forholdet mellem brandstof og oxydizer. LOX er meget mere følsom og brænder meget dårligere. Derfor har vi også brug for meget større pre og post brandkamre ved en LOX motor end ved en N20 motor.
"Er tykkelsen af SMARAGDs første- og andettrin ens?"
Nej -
SMARAGD 1. trin er en HATV med 19 porte, mens andet trin er en ny størrelse på 133 mm med fire porte - som er formet på en ny måde. Vi tester den om en tre - fire uger og får støbeværktøjet i aften. Den har samme form som Spaec ship One´s motor, og har mindre spild og højere ISP end nogen anden CS motor før.
"Er det nødvendigt med ullage-raketter for at få andettrinnets lattergas ned til brændkammeret?"
Nej -
Endnu en fin egenskab ved N20. Gasfasen - som vil være i suge enden lige over injektoren ved negativ g har meget høj densitet - faktisk omking 50 % af væskefasen. Motoren vil derfor kunne strate på gasfase, og omgående gå plus g, og skifte til væskefase.
Test har vist at thrust på gasfase N20 er ca 50 % af thrust på væske.
Dette er hemmeligheden ved at vi også kan bruge hybrid til LES. Uanset hvorden accelerationsvektoren så vender og drejer, så har vi kraft nok til at få startet og vendt den så N20 væske kan nå ned.
Intet kommer gratis. N20 har forfærdelig lav densitet - vi kan kun tanke til hvad der svarer til 600 g / liter tank - mod LOX som vi kan have omkring 1000 g / liter tank. Vi er også låst til N20´s damptryk som er meget højere end optimalt. Slutteligt er N20 eksplosivt - vi håndterer det meget mere forsigtigt end man lige aner. LOX kan ingenting hvis der ikke er reduktionsmidler til stede men N20 kan - som f.eks. H202, med sig selv.
Sputnik:
"Bliver Sputniks servicetårn demonteret for at give plads til LES-testen?"
Ja -
Sevicetårnet skal af - og først bruges igen til 2X. Til den tid vil adgangsbroerne være i andre højder og hele tårnet forlænges.
HATVerne - SMARAUG og SAPPHIRE vil flyve fra en mindre rampe som kan skyde i alle vinkler fra 0 - 90 grader. Den er seks meter høj mod HEAT rampen på 13 meter.
Peter Madsen
27. jan 2012 kl 21:21
Re: Antal brændporte mm.
@Lars Worm Andersen
Bliver Sputniks servicetårn demonteret for at give plads til LES-testen?
Kristian von Bengtson har nogle fine billeder på Wired bloggen: http://www.wired.com/wiredscie...shop
Blog med billeder her af afmontering af servicetårn på Sputnik: http://www.wired.com/wiredscie...one/
27. jan 2012 kl 22:21
Berige polyurethan gummiet ?
Hej raketbyggere.
Utrolig spændende blog.
Har i overvejet at øge brandværdien og dermed ISP af hybridmotorerne ved at iblande aluminium eller magnesiums pulver til den flydende gummiblanding før i støber ?
Eller er det for dyrt og besværligt - måske endda ulovligt at købe pulveriseret aluminium ?
Tænkte man vel kunne hente nogle procent ekstra ud af motorerne på denne måde.
Aluminium
giver normalt ikke nogen ISP gevindst i en hybrid. Det er interessant i fast fordi faststof folk har burg for brændstoffer der bruger mindst mulig oxygen.Det faste oxydationsmiddel er et problem - der skulle optimalt være 80 - 90 % af det i faststof, men man kan normalt ikke komme så højt hvis det skal have gode mekaniske egenskaber. De mekaniske og støbetekniske egenskaber er altafgørende i faststof - og aluminum er derfor en smart ingrediens der fordi det øger tempreturen uden at bruge lige så meget oxygen som polymerer. Dette med de mekaniske egenskaber er også forklaringen på at "candy" drivmiddler - som bruger sukker som bindemiddel ikke er egnede til større raketter.
I en hybrid kan man vælge O/F forhold i designet som det iøvrigt passer en. Derfor er ISP for hybrid typisk også højere end for fast. Det samme gælder for flydende drivmiddel hvor O/F forholdet bestemmes med boremaskinen når injektoren bores.
Aluminum kan dog oge densiteten i en hybrid - så densitets impulsen stiger - men det står ikke mål med omkostningerne til aluminum pulver. På pulverform koster det 100 - 200 kr/kg og er ikke så almindeligt igen.
Aluminium pulver må ikke sælges til personer under 18 år, iflg fyrværkeri loven, men er ellers er adgangen til det ikke reguleret.
Peter Madsen
28. jan 2012 kl 06:16
Braendporte?
Hvorfor er der egentligt ikke en stor rund braend port midten af blokken, - i stedet for de 4, 7 eller flere mindre porte?
Mvh Bjorn
PS: - jeg glaeder mig til at se testen med 2CV'en der koerer 450 km/t... ;-)
Bjørn,
Brændraten er kun 1 -2 mm / sek - det ville give en HATV en brændtid på et minuts tid - og det ville lave O/F forholdet helt forkert. hybridraket design er meget mere indviklet en faststof raket design - hvor man kan køre med meget enklere geometrier.
Peter Madsen
Re: Re: Antal brændporte mm.
@Peter Madsen: Tak for det hurtige og grundige svar. Selvom jeg undrer mig over at rampen skal have forskellige vinkler. Er det for at udfordre den aktive styring?
@Lars Tørnes Hansen. Tak for linkene med KABOOOM!, Capsuleman, Pyroman, Boosterman og dr. Doofenshmirtz - øh nej ikke ham den sidste.
Re: Antal brændporte mm.
Selvom jeg undrer mig over at rampen skal have forskellige vinkler. Er det for at udfordre den aktive styring?
Se http://ing.dk/artikel/125179-n...2012
Det er nok nærmere et spørgsmål om at sikre at SMARAGD flyver den rigtige vej i ESD139 at de launches med 10 graders hældning. De er jo uden aktiv styring.
LES og SAPPHIRE launches med 0 graders hældning.
Re: Sensor?
Svend, Lars, Kaare: Som lovet er der meget mere information på vej omkring guidance, stay tuned.
Flemmings "stay tuned" henviser til dagens Ingeniøren hvor der er en artikel om styresystemet, på side 8 så vidt jeg husker.
Log ind
Ingeniør-job »
- DTU, Campus
- Projektleder
- Rambøll
- Planner (Project Manager Assistant) til nyoprettet projektafdeling
- Mogens Pedersen, Nyborg A/S
- Erfarne ingeniører til havnebygning
- Siemens Wind Power A/S
- Technology Engineer, Mechanical Systems
Kursus & Efteruddannelse »
- 4D Konsulenterne A/S
- Visual Basic (VB) .NET 3.5-4.0 Grundlæggende
- Dansk Konstruktions- og Betoninstitut
- P244 Beregning af betonkonstruktioner ved hjælp af elastiske Finite Element programmer
- Byggecentrum
- Energirenovering af bygninger
- VIA University College
- Det digitale byggeri 6 uger hold 2
- Seneste nyt
- Mest læste
- Debatterede
00:01
- Tyske simuleringer afslører Concordia-kaptajns løgne
- Amerikanere tester benzinmotor uden tændrør
- 32 meter lange modulvogntog har kurs mod Danmark
- Kina vil øge den kunstige nedbør betydeligt
- Live-tv: Dragon-kapsel koblet til International Rumstation
- Launch Escape System og Den store Booster
- Se den 32 meter lange lastbil
- Revolutionerende byggesystem indstillet til Produktprisen
- Sådan laver man: En spade
- Det nye Rigshospital til 1,85 mia. kr. skal sno sig langs Fælledparken
35
DEBAT »
- 1
- 35
- 119
- 40
- 22
- 55
- 1
- 4
- 5
- 17
