Det er ved at være længe siden, vi er kommet med en opdatering, så det er vist på tide at rette op på det. Det er længe kendt, at DanSTAR har haft som mål at implementere en 3D printed raketmotor i Dragonfly raketten i samarbejde med Teknologisk Institut, men regenerativ raketteknologi ligger ikke just til højrebenet, så imens vi får de sidste produktionsdetaljer på plads med TI, besluttede vi os for at skohorne et mellemtrin mellem vores demo motor og den 3D printede ind i testprogrammet. Konklusionen på dette er en analog til Copenhagen Suborbitals BPM2 motor, som vi i al beskedenhed lod os kraftigt inspirere af, og de var endda flinke nok til at præsentere os deres CAD modeller.
Outputtet på dette var en amalgamation af designfilosofien bag vores egen 3D printede og CS’ klassiske rå tilgang til rocket science, der resulterede i en 40 cm lang dobbeltvægget rørmotor med mulighed for ekstern kølepumpe tilkobling. Vi kalder den ”Engine B”. Engine B er designet til at operere på samme driftniveau som Gnome Child motoren (navnet på den 3D printede) – det vil sige samme kammertryk og brændstofforbrug, dog med den forskel at motoren producerer markant mindre thrust. Med andre ord så har vi bygget en særdeles ineffektiv raketmotor, men som samtidigt er en særdeles effektiv systemtester! Motoren yder lige omkring 2 kN (husk, at Gnome Child vil producere omkring 3,1 kN) og dette kommer fra den helt simple betragtning af tryk gange areal er lig med kraft. Engine B har nemlig ikke en konvergerende-divergerende delaval dyse til at accelerere udstødningsgasserne op til supersoniske hastigheder, og det gør produktionen af motoren simplere og billigere til sammenligning med Gnome Child.
Nok snak. Hvordan ser det så ud?
Denne video er resultatet fra over et års udvikling af vores teststand, der på flotteste vis demonstrerer, at den er i stand til at køre en fornuftig prekonfigureret start- og nedlukningssekvens af vores motorer. Dette har vi aldrig haft mulighed for at teste før, men den klarer det alligevel til UG. Sagen er den at når man starter en raketmotor, så minder faktisk lidt om at koble ind i en bil. Hvis man bare smider koblingen, så går bilen ud. Det kræver derfor at man lidt forsigtigt skal balancere speederen og koblingen mod hinanden indtil man ruller. På samme måde kræver en raketmotor at man lige lader flammen få ordenligt fat oppe i brændkammeret før man ellers åbner for flowet. Det kan ses på videoen nedenfor.
Det kan diskuteres om vores hovedventiler er lige hurtige nok til at ”gasse op”, men sommersummarum så fik vi efter 8 indstillingsskud, hvor vi forsigtigt justerede åbningsgrader og forsinkelser, motoren til at makke ret. Voldsomt det var det, men det markerede også en vigtig overgang, hvor test standen bestod sine indledende øvelser i reel raketmotortesting. Før nu, har al motordata været en bonus, for den har i virkeligheden ikke bidraget til noget specielt. Demo motorens formål var at antænde, og det gjorde den – så var det lidt lige meget om den producerede 280 N eller 320 N. Nu er DanSTAR kommet til et punkt, hvor elektronikken virker, softwaren spiller, og uret tikker indtil sommeren 2020, hvor vi skal til New Mexicos ørken med Dragonfly raketten og vise vores værd til universitetskonkurrencen Spaceport America Cup mod omtrent 150 andre hold, der dyster i forskellige kategorier om at ramme 10.000 eller 30.000 fod mest nøjagtigt.
Og data skal I selvfølgelig ikke snydes for. Her kommer den fulde pakke fra test nummer 10. Vi har opdaget nogle interessante egenskaber omkring vores fødesystem fra disse tests, blandt andet at vores kontraventiler bidrager til større tryktab end vi ønskede, og at vores rørledninger på tryksætningssiden sandsynligvis er lidt for små.
Vores load cell opførte sig lidt ærgerligt på grund af den kolde lattergas, men den gav alligevel noget som ligner brugbar data. Lower-bound på grafen nedenfor er kammertryk gange areal.
For første gang nogensinde havde vi også en raketmotor på, som faktisk drev vores flowmetre inden for deres range. Det gav også noget rimelig fint data.
Vi kørte motoren med en ekstern vandpumpe, som drev cirka 1 kg/s vand gennem systemet. Baseret på temperaturen på inlet og outlet af motoren, har vi absorberet omkring 150 kW i cirka 12 sekunder.
Det bliver nok alligevel ikke til mere rakettesting før efter nytår, så vi må se os til gode med de flotte farver den 31. God jul og godt nytår herfra!
