Copenhagen Suborbitals nye bonus projekt: 2 meter orbit kapsel med LES motor !

Ja, vi skal lige prøve noget helt andet !

Denne blog er igen skrevet af os begge.

Mens vi udvikler HEAT2X med aktiv styring, rumskibe, RCS og andet guf, vil vi i CS lave et lille bonus projekt, der ligger i naturlig forlængelse af de ting vi ellers arbejder på og som kan naturligvis give en masse ny og brugbar viden.

I de næste måneder vil vi som planlagt fortsætte med fuld-skala statiske test af HEAT motoren - men samtidig laver vi altså noget hvor vi arbejder med alt det Tycho Brahe kapslen ikke havde:

  • Plads til at en astronaut kan ligge ned i den optimale stilling.

  • Launch Escape System (LES), som er en raket der kan løfte kapslen fri, i tilfælde af fejlfunktion på den egentlige løfteraket.

Vi har ikke nogen løfteraket der kan sende en 2 meter i diameter kapsel afsted - endnu - men vi kan vælge at lade den flyve på LES motoren alene. Dermed kan vi arbejde med en "rigtig" rumkapsel - som kan flyve på en måde, der ikke kræver aktiv styring.

CS LES/kapsel koncept. 2 meter i diameter.

Med dette lærer vi en masse vedr.:

Faldskærmssystemer - da den nye kapsel vil indeholde nøjagtigt samme system som i MAX-1 typen. Det er vigtigt for os at forstå hvordan vi laver, pakker og udfolder vores kommende meget store faldskærme. Denne kapsel, drevet af en LES motor, giver os muligheder for os at lave faldskærmstests, uden at det kræver en hel mission, som den i juni.

På billedet nedenunder set netop et splash down med 1 hovedskærm, som vi også agter at gøre det.

Gemini splashdown med 1 hovedskærm. Foto:NASA

Separationssystemer - det er de samme sprængbolte og pyro-systemer som på den lille kapsel. Eller mangel på samme.

Operationer:

Den nye kapsel vil blive afprøvet ved en sea launch ud for Nexø, fra Sputnik - og vi vil arbejde på at bruge de samme folk og det samme grej som normalt til recovery.

Den nye kapsel vil også blive afprøvet ved en droptest fra en kran - så vi kan se faldskærmen fungere i et kontrolleret og "sikkert" miljø.

LES motoren er en modificeret HATV, det vil sige det er en N20 baseret motor, som kan nemt kan opbevares - den skal designes til at kunne reagere med ned til 0.5 sek varsel.

Svinkeærnet her, betyder at der bliver en stor launch event i juni 2012, som i år - men med et lidt andet sigte. 2X flyver aktivt styret i 2013, med potentiale for meget stor højde. Hvis vi skulle køre efter en komplet udviklet HEAT2X-MAX1 raket med aktiv styring, ville vi nok gå hen og knække nakken. Nu har vi tid, til at udvikle i ordenligt tempo og kan få hjertet oppe at banke igen, ikke pga stress, men eufori.

Mens vi sætter denne her (meget grove) kapsel sammen og flyver den kan vores guidance folk i et fornuftigt tempo arbejde med 2X´s styresystem. Byggeriet af 2X starter som planlagt - men en del af det sker jo hos VST på Smed Hansens vej i Lem, så LES projektet her vil næppe påvirke det meget.

Det giver os også den fornødne tid til at måle på test-raketter til aktiv styring.

Den nye kapsel bliver en grov boiler plate bygget af almindeligt konstruktionsstål. Den får INS som Tycho Brahe, så vi bagefter kan analysere banen nøjagtigt. Randy får også et sæde, så han kan få en oplevelse mere.

Som altid - hvis de store drenge skulle lave sådan noget ville det blive stort og dyrt - men hos os er det ret meget nede på jorden. Alt det vi lærer bruger vi videre i processen med vores bemandede projekt.

Motivationen bag dette er som skrevet i den sidste blog at give frirum - Peter synes det er hyle skægt at lave en LES motor og Kristian kan nu prøve at arbejde i den rigtige skala - mærke geometrien - og få saft og kraft i de små grå, gennem variation. Alle gutterne fra 1X missionen vil som os nyde godt af variationen - og LES kapselen er jo også kun en lille det af alle de ting der sker omkring HAB og CS.

Apollo LES test. Foto: NASA

Det er basører det koster - og det bliver sjovt at lave, sjovt at følge og gør os bedre til det vi "rigtigt" laver.

For dem med fantasi - ja, denne har kapsels konfiguration er grundigt afprøvet. Ja, den kunne danne basis for både suborbitale og kredsløbsflyvninger - selvom det er en helt anden historie at udruste den til det. Det kræver bare en klynge af HEAT motorer - i stedet for en enkelt. Det er bare ikke så vigtigt nu - her er blot et lille intermezzo mens vi venter på 2X.

Dette projekt vil give os fornyet energi, fart og dine smukkeste billeder og video man kan drømme om. Det er lige så vigtigt.

For dem der frygtede at en udmelding der kunne give anledning til tab af momentum, så kan vi kun afsløre at det allerede har sat farten yderligere op. På den gode mode...

Kristian von Bengtson Peter Madsen

Peter Madsens billede
Peter Madsen
er kunstingeniør og fortæller i denne blog om sine projekter inden for raketvidenskab, astronautik, luftskibe, undervandsbåde og talrige andre emner, han beskæftiger sig med.

Kommentarer (38)

Ad astra ! ! !

god weekend "drenge"

Jeg glæder mig som et lille barn til at være med til at "redde" Randy igen :o)

mvh Flemming

  • 0
  • 0

You are GO guys, dream it up and weld it !.

Dejligt at se de skitser bliver til noget.
Nøj hvor har jeg studeret dine Sketch Books Kristian. -og hvor er der dog mange "ting" der kan opdages ved dine skitser. -Tak fordi du deler dem.

Troels

  • 0
  • 0

Ganske spændende sideprojekt.

Især muligheden for at teste faldskærmene uden at det nødvendigvis kræver en opsendelse ser jeg som meget vigtig.

Der var på et tidspunkt et medlem af CSS der skrev at han var ballonskipper.
Jeg ved ikke om han allerede har skrevet til jer, men ellers kan jeg prøve at grave hans mail frem.

Hvis det da ellers giver mening at lave droptest fra en ballon.

Mange hilsner
Martin Højriis Kristensen

  • 0
  • 0

Med LES motoren som bremse motor kan Re-entry hastigheden sænkes dramatisk og varmeskjold er ikke mere nødvendigt.
Kort tid før at LES motoren brænder ud frigøres den og trækker drouge skærmen ud. Derefter deployere LES motoren sin egen skærm, som forhindre den i at ramme payload modulet på vej ned.

  • 0
  • 0

I startede med motor i bunden, faldskærmen i midten og Randy i toppen

Så blev der byttet lidt så faldskærmen skulle i toppen og Randy i midten

Nu er planen at Randy skal i bunden faldskærmen i midten og motor i toppen.

Kan der være en mere naturlig rækkefølge... det er så fedt.

Motoren kan skiftes fra hybrid til væske, er prøvet

Kapsel kan skiftes fra model Randy stående til liggende, skal prøves

Faldskærmen kan skiftes fra værende 3 store til en kæmpe, skal prøves.

Er der andre ting i mangler at prøve?

Nu er der ingen vej tilbage...over og melde mig ind i CSS

  • 0
  • 0

Stop nu - tilbage til tegnebordet.
Vil De virkelig 100+ km ud i rummet - NEJ
Kan LES-concept komme så højt op - NEJ

  • 0
  • 0

Stop nu - tilbage til tegnebordet.
Vil De virkelig 100+ km ud i rummet - NEJ
Kan LES-concept komme så højt op - NEJ

LES er heller ikke meningen at det skal 100 km op, det er jo kun et sikkerhedssystem i tilfælde af at hovedmotoren fejler inden for de første 10-20 sekunder efter T=0 (Main engine start) hvorefter den er ligegyldig (og bedst kan smides af for ikke at bedrage med unødvendig vægt som man også gjorde ved Gemini til Apollo).

LES er især interessasnt i tilfældet hvor man bruger en clusterrakket (mere end 1 HEAT parallelt i første trin) hvor man kunne komme i den uhældige situation at kun nogen af hovedmotorerne starter korrekt hvorfor det vil være meget rart at kunne aborte på en sikker måde så kapslel (og dermed Peter) overlever.... :-)

  • 0
  • 0

for at leje med solid fuel booster :-)

Go for that!

Hvad er sigtet med hensyn til acceleration? Der må ligge et delikat kompromis mellem overlevelse ved redningsdrift og tilstrækkelig kapacitet til opbremsning af Heat? + TychoB? fra LEO. ;-)

R

  • 0
  • 0

Jo det er en skøn spændende ide med at bygge en fin 1961 model rumkapsel fra apollo projektet; konceptteret af de rigtige tyske raketforskere fra krigsfangelejren Redstone.
Men Kristian og Peter, hold jer nu til Heat raketten og få den til at løfte sig højere end den flyver!! I er virkelig godt på vej og har fået lavet en fantastisk organisation der RENT FAKTISK fik en launch fra Bornholms farvandet. Og det skal i fortsætte med at få til at køre - så læg nu alle svinkeærinderne til side! Og gå i kødet på det rigtige projekt! Den motor skal ikke chuffe - den skal se at få til at yde kontinuert! Det skylder i jeres projekt!

Som en klog dansk raketmand engang sagde: man kan bygge nok så fin en payload - men der skal nu altså en vel testet raketmotor i enden på den før man rigtig kan kalde det for en raket!

Så test, test og endnu mere test også selvom det kan virke kedeligt indimellem. Det er nu engang raketbyggerens lod!

Held og lykke med det!
Cabion

  • 0
  • 0

Det var over mine forventninger. Sikke en positiv overraskelse.

Jeg siger bare "gå glad i gang med det nye underprojekt".

Det glæder mig meget at jeres små projekter giver flere muligheder i fremtiden.
f,eks. Hvis hybridraket-hammeren ikke kan stoppes så har i væskeraket.
Hvis det viser sig at Max-1 rumskiber tumler rundt i luften ved seperation lige som Tycho Brahe har i et nyt rumskib, der i bonus nok er mere behageligt og sikkert og være astronaut i.

Ja ok, kræver måske flere raketter at få op, men så bliver det bare så meget federe at se Peter blive sendt op.

  • 0
  • 0

Det er vel egentlig også det de vil gøre i løbet af de næste ca 2 år.
- Bygge raket
- Fjerne hammeren fra hybridraketmortoren
- Lave noget aktiv styring der virker

Ting tager tid.
Jeg synes ikke at CS drengene skylder en launch næste år med HEAT 2X raket + nyt rumskib.

  • 0
  • 0

Jeg kan se på:
http://en.wikipedia.org/wiki/Pad_Abort_Tes...
at Apollo LES brugte canards til styring. Er det også noget i vil benytte jer af her til at få mere praktisk erfaring i raketstyring i atmosfæren?

Valget af et ombygget HATV design frem for HEAT 1X er det for at holde en motoer med vibrationer ude af dette forsøg? eller er der andre bagtanker?

Når I nu bruger hybrid frem for faststof til LES vil I så benytte een støbning med et hjulmøster i eller vil I binde 3 HATVs sammen?
Mit bud er i alt fald at der kun vil være een LOX ventil, men 3 tændinger.

Rent raketmæssigt, så kan der opnås meget ny og væsenlig erfaring ved dette sidespring, der kan bruges til HEAT 2X.

Rumskibsafdelingen får også travlt med to ret forskellige designs igang på en gang. Dog begge med faldskærm i toppen og et styre og abort system, der langt hen af vejen kan genbruges. Luge design vil nok ikke være ens. Et stort rumskib har plads til at åbne lugen indad, mens MAX-1 ikke har den plads.

Til afsendelse af Heat 2X, der skal der kun en lille modifikation af Sputnik til. Et lidt længere tårn/kran. Men til LES afsendelse.... Her glæder jeg mig til at se et tegningsforslag.

Tak for dette skaktræk. Tænk den tanke, at HEAT 2X næste år faktisk kom op i f.eks. 80 km's hjøjde, og der så bare var at vente år for år på fintuninger inden den når 100 km og er sikker nok til bemanding. Her vil det netop være bedre med et nyt og større mål, der er undervejs, med HEAT produktmodnes og kommer til at indgå i både målet om en mand i 100 km's højde og et rumskib i kredsløb.

  • 0
  • 0

Hej DARK !

Hvis ikke vi lige netop ville køre en serie test i fuld skala med HEAT - hvorfor står vi så tre man høj og drejer ø 720 flanger på dinoen i aften ??

Hvis ikke vi lige netop ville køre den store test serie, hvorfor har jeg så bestilt 600 kg polyuretan, og 2 x grafitklodser i HEAT størelse ?

-En til test motoren og en til 2X.

Vi laver en testmotor, ø 640 og kører inden for de næste måneder mindst 4 fuldskale test med HEAT. Det kan vi nu fordi CSS er blevet så stærk at vi har råd til meget mere grundige afprøvninger.

CSS er blevet så stærk fordi vi har tudet blive til grin og forsøge at flyve HEAT før den rigtigt var klar. Vi lærte dog lige så meget rent motormæssigt i luften som i prøvestanden.

Vi skal have den motor til at spille, og nu er det ikke længere tidlige udviklingstest, men fintuning og optimering vi er ude i. Den fløj altså, og slet ikke så tosset enda. Banen - jamen det er jo ikke et motoranliggende :O)

2X er i fuld sving - tankenes svøb er valset og vil blive svejst op til en komplet tank hos VST - ligesom dele til støbeværktøjet til gummiklodsen er blevet laserskåret hos Herfølge Kleinsmedie i dag.

Vi gør faktisk nøjagtigt hvad du anbefaler - men oveni hatten laver vi forsøg med en kapsel - der i princippet kunne have meget større fremtidspotentiale end den nuværende.

Nasa´s Orion er samme stil, Space X Dragon ditto.

Vi må jo berede os på den mulighed at CSS bliver ved med at støtte os som nu, og sker det er der muligheder ud over modellen med ståplads.

Har nogen bemærket at Space X gik fra Falcon 1 til Falcon 9 ved blot at lave en cluster af 9 x Merlin 1C motorer. Måske samme triks kan laves med HEAT, når denne har fløjet som single motor nogle gange.

7 x HEAT kan smide Kristians kapsel op, skulle nogen tænke i de baner.

For nu koncenterer vi os ganske intenst om HEAT motoren - fordi vi har set dens potentiale. Men von B skal have lige så meget lov at lege med "rigtige" rumskibe, som jeg sidste år fik lov at lege med "rigtige" væskemotorer.

Mit gæt er at denne måde at arbejde på netto netto holder - og vil få os i rummet hurtigere og sikrere end enøjet bliven midt på vejen.

Et giftigt eksempel:

I 2001 mødte jeg en utrolig tysk ingeniør, som byggede på en 16 meter lang og 2.5 meter diameter 300 meters dykkedybde ubåd. Carsten Standfuss gav mig mange gode ideer til Freja, men egen lille første ubåd.

Freja blev bygget, sejlede og lærte fra sig. Hun blev fulgt af Kraka, der gjorde det samme - nu med dykkersluse og tyskerstævn. Svinkeærinder hele vejen, mens Standfuss arbejde tålmodigt viddere på hans store ubåd.

I 2006 begyndte jeg på Nautilus, som faktisk er lidt større end Standfusses store båd. Jeg havde al erfaringen fra de to små projekter at trække på. Ikke bare om ubåde - men om at organise og motivere og danne et team.
Jeg byggede ikke Nautilus - det gjorde alle de der fik bakterien i blodet ved at sejle de to små ubåde.

I 2010 havde Nautilus sejlet på overfalden, snorklet, dykket dybt, sejlet neddykket med dybderor, sejlet neddykket på elektromotor. Sluttelig tog hun 36 timers forlægning med slæb ud i Østersøen. Hendes bygning tog 3 -4 år - det sidste mens hun sejlede.

Standfuss arbejder stadig tålmodigt på hans ubåd. Han har stadig aldrig sejlet en diesel ubåd, han har aldrig oplevet at manøvere et 30 - 40 tons fartøj rundt under vandet.

Han gør det hele rigtigt, og det er fremragende arbejde - men det bliver ikke færdigt lieg med det samme. Han er vidst på 16 år nu. Han laver ingen svinkeærinder - kun den rette linje. Resultat - han kan ikke opretholde den gejst og det drive variation giver.

I skulle se von Bengtson nu. Manden er motiveret som aldrig før, og har lige lavet vognen til at køre den nye kapsel på.

Den korteste vej til erkendelse og kreativitet er ikke den rette linje.

Se www.euronaut.org - Carstens ubåd er virkelig et imponerende projekt og jeg har lært så meget af den mand.

Peter Madsen

  • 0
  • 0

Og når jeg så har tørrret grinet af kan jeg så gå i gang med at spekulere hvad LES skal være godt for... på en hybrid hvor det er svært at få blandet nok LOX/brændstof til at det kan give en ordentlig ildkugle. Og 0.5 sek - det er da vist ikke hurtigt nok HVIS ildkuglen først kommer. Det er jo derfor man bruger faststofraketter på Apollo og Orion.

Men OK, det skal nok blive sjovt at følge. Fin tegning forøvrigt. Dem der gerne vi se mere af Kristians tegninger skal klikke sig frem til http://copenhagensuborbitals.com/sketchboo...

  • 0
  • 0

Men lad os nu lege ikk !

For nu er den eneste måde vi kan få såden en kapsel i luften - at bruge LES motoren.

Vi arbejder ikke med solid af juridiske grunde - og jeg tror vi kan gøre delayet meget kort. Jeg har bare ikke lige eksperimenteret med det før.

Peter Madsen

  • 0
  • 0

Hvor ville jeg nyde synet af jer der går og hygger med jeres idéer.
Et billede der ikke kan fanges statisk på et foto, en sådan glæde kan kun fanges med det menneskelige øje.

  • 0
  • 0

Tænkte nok det måske ville have et eller andet at gøre med jeres lettere hypotetiske, fremtidige orbital projekt.
Dét her havde jeg dog ikke lige forestillet mig :)
Glæder mig til affyringen næste år!

  • 0
  • 0

Hej Andreas,

Jeg kan se på:
http://en.wikipedia.org/wiki/Pad_Abort_Tes...
at Apollo LES brugte canards til styring. Er det også noget i vil benytte jer af her til at få mere praktisk erfaring i raketstyring i atmosfæren?

Ikke umiddelbart - dens beskedne fart, og enorme drag på bagenden (kapslen) gør den uegnet til canard styring i traditionel forstand. De omtalte canards var mere en slags sejl som klappede ud i en fast stilling, for at give så meget drag på toppen af LES motoren, at den alligevel vendte kapslen fremad.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Launch_e...
http://www.apollosaturn.com/asnr/s165.gif
Venligst Flemming

  • 0
  • 0

@ Peter Madsen

...
jeg tror vi kan gøre delayet meget kort. Jeg har bare ikke lige eksperimenteret med det før.

Hvad med en meget tynd overflade af af en blanding i toppen af PURen?.
Materialet ligger i et meget tyndt lang på overfaden af PURen (og som sagt kun i toppen). Materialet kan være termit, der dog er gjort meget mindre vild (støkiometrisk ukorrekt blanding).

Jeg tænker at du på den måde kan få en slags pyro med et stort overflade-areal, der kan tændes med en/flere tændingsrør til benzin-mortorer.

Jeg gætter at du ret hurtigt vil få en flammefront der bevæger sig imod raketdysen, hvis der altså lukkes op for LOX ventilen.

  • 0
  • 0

Vist Von B har brug for lidt alternative udfordringer for at holde motivationen oppe, - hvorfor ik' få ham til at designe en moon lander når vi er i gang. Som Peter siger så skal vi jo "bare" at bolte 7 x HEAT sammen, måske lige et andet trin (med måske 3 x Heat), måske lige lidt mere navigation/styring/life support og næste stop Månen! Hvor svært ka' det være? :-)

For mig kvalificerer det her ikke som "noget andet", det er jo' bare mere af det samme, - grunden til at jeg ik' ka' få nok af jeres projekt...

  • 0
  • 0

Jeg føler at jeg ikke helt forstår denne konstruktion. Jeg har altid været af den opfattelse at en raket er en raket med modifikationer. Som Ariane eller Soyus eller andre typer rundt omkring i verden. Nogle har jo dennr kugleform allerøverst og boosterne spredt ud nederst (tænker på Soyus). Ariane er en mere flere-trins raket.

Med de HEAT 1X / HEAT 2X som har en diameter på Ø650 og kapslen som har en diameter på Ø2000..Enten skal der være 4 om at sende kapslen afsted eller også........

Jeg er i vilrede. Er der nogen her som kan forklare noget af Peter og Bengtson nye princip.

  • 0
  • 0

Sune Jensen:

Med de HEAT 1X / HEAT 2X som har en diameter på Ø650 og kapslen som har en diameter på Ø2000..Enten skal der være 4 om at sende kapslen afsted eller også........

Man skal holde hovedet lidt koldt, og henregne booster clustere til kategorien "fremtidsfantasier".

Det er ikke meningen, at LES-kapslen skal sendes op med en HEAT.

Anvendt som LES, kan systemet løfte en kapsel af i en nødsituation og fjerne den fra rampen til betryggende højde og afstand, hvorfra den lander med faldskærm.

For vores vedkommende kan du betragte sideprojektet som en slags teststand; bl.a. for faldskærmssystemerne. Den affyres fra platformen og løfter kapslen væk fra selve platformen; ikke fra toppen af en raket.

Som dynamisk test"stand" giver den mulighed for at eksperimentere med bl.a. faldskærmssystemerne på en billigere måde, end ved opsendelser med HEAT.

Den vil benytte den allerede udviklede og testede PUR/N2O-HATV-raket, som ikke er tidskritisk, da den fungerer ved alm. temperatur.

Hvilke store og små teknikker, der siden overføres til "mainstream-projektet" vil tiden vise.

  • 0
  • 0

Nemlig. Det er stadig et rør med noget brændstof indeni, og ild i halen, der er vores eneste vej til stjernerne, ingen fornyelse siden de første kinesiske fyrværkeri raketter, kun forfinelse :)

  • 0
  • 0

Lige efter launch lurede jeg på om CS nu ville arbejde målrettet på fortsættelsen af projektet - og derved nærmest blive en fabrik, hvor begejstring og towlige ideer forsvandt.

Det må bare ikke ske; den ånd og begejstring over at være en del af et hele har vi jo ikke set i den videnskabelige verden siden tresserne.

Jeg er rigtig glad for

1: At CS har holdt fast på kreativiteten og laver de svinkeærinder, de føler for.
2: At der bliver en eller anden launch hvert år.
3: At målet ikke tabes af syne, selv om CS også laver noget andet sjovt undervejs.

Bliv ved, drenge!!

Vi bliver vi ved med at hælde midler efter jer.

MVH
Jan - www.raketvenner.dk

  • 0
  • 0