Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Teknologiens Mediehus kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.
rumfart på den anden måde cs banner bloghoved

Mennesket dukker op i Pleistocæn...

Blog 2 af 2 om ”At gøre ild” af Jørgen Skyt

I min seneste blog beskrev jeg nødvendigheden af, at have en sikker tænding i den omstrømningskølede væskemotor, før man åbner op for sluserne til LOX og alkohol.

Da vi endnu ikke har lavet en gimbal løsning, der kan bruges til at vippe motoren, for at korrigere rakettens kurs, bruger vi som bekendt jetvanes i stedet. Det er rorflader, der kan tåle den høje temperatur og vindtrykket fra udstødningsgasserne og som er stukket ind i selve flammen, hvor de afbøjer jetstrålen ved hjælp af servomotorer. Helt tilbage fra von Brauns velmagtsdage har man brugt grafit til dette formål. Ganske vist eroderes det stille og roligt væk under brugen, men det kan tåle temperaturen. Til gengæld tåler det ikke slag og er ret dyrt, i den kvalitet, vi har brug for.

Under designprocessen til jetvane systemet til ”Sapphire”, den første aktivt styrede raket i CS historie, havde vi flere diskussioner om materialevalget, især på grund af økonomien. Under en indtagelse af kaffe og kage, sad vi en eftermiddag nogle stykker i vore klassiske HAB-Habitter, overdimensionerede thermodragter, og kom til at diskutere kobber. Der var en vis modstand mod brugen af dette metal, da det blev fremhævet at kobber smelter allerede ved 1063 grader Celcius, langt lavere end temperaturen på jetstrålen fra motoren.

Ved oplyst indsats fra de flerdimensionelt begavede materialekendere, blev det ret hurtigt erkendt, at da flyvningen ville vare relativt kort, var der en meget høj sandsynlighed for, at en rorflade i kobber kunne overleve, alene på grund af sin exceptionelt høje varmeledningsevne. Efter en hurtig test med en af Flemming Rasmussen CNC-fræst kobber-vane, viste materialet sig at være overraskende uskadt – og kernetemperaturen kom slet ikke i nærheden af smeltepunktet. Det var derfor med god grund – og en kæmpe succes – at vi valgte kobber til jetvanes til Sapphire. Billedet herunder viser kobber-jetvanes monteret på Sapphire til venstre og grafit-jetvanes monteret på Nexø 1 til højre.

Illustration: Morten Bulskov og Thomas Pedersen

Sapphires kobbervanes og Nexø 1's grafitvanes.

Hvad er så argumentet for at bruge de sarte og kostbare grafitvanes til Nexø 1, kunne man fremføre?

Tja, man kan faktisk med lidt god ret påstå, at når kobberjetvanes virkede så fortræffeligt til Sapphire, var det forårsaget af en ”designfejl”. Da disse første jetvanes var temmelig tykke og havde en tyk og tung ”rod”, havde de stor masse og kunne derfor absorbere den megen varme, uden at nå smeltepunktet. Da jetvanes sidder inden i flammen, virker de også som en prop i udstødningen og reducerer motorens samlede ydelse med op til 10-15%. Ved at bruge jetvanes, koster det altså motoreffekt. Derfor skal jetvanes have så lille tværsnitsprofil, som det er praktisk muligt. Derfor blev der lavet nye ”lavprofil” jetvanes til test i udstødningsjetten fra BPM-5: Én i kobber og én i grafit. Grafitvanen overlevede – kobbervanen brændte bort i en smuk, grøn flamme!

Illustration: Carsten Olsen

”The Hulk-test”

Ganske smukt, ja, man kunne næsten føle sig inspireret til at tilsætte kobbersulfat som fuel-additiv, for at få en lignende virkning under Østersøens skønne himmel. Men dét er måske nok at gå til yderligheder, som hilsen til den grønne solskinsø!

Vi har således måttet konkludere, at uden aktiv køling af kobber-vaner, er grafit det bedste bud til formålet, når det tages i betragtning, at vi selv skal kunne bearbejde det. Ulempen er dog, at grafit er et sart materiale, der ikke tåler stød, hvilket der er en indlysende risiko for, når vores igniter-stok bliver skudt ud af motoren ved overgang til main-stage.

Det var præcis, hvad der skete under én af motorkørslerne på den samme testdag, 31. maj 2015, som ”Hulk-testen”. På billedet herunder ses sliddet på grafit-vanerne undervejs i testforløbet. Bemærk det 4. billede, hvor en ”smølfe-barstol” har haft nærkontakt med grafitten og slået en flig af. Resultatet er, at jetstrålens slid er blevet uforholdsmæssigt stort, omend ikke på nogen måde katastrofalt.

Illustration: Carsten Olsen & Jev Olsen

Det er klart, at den slags oplevelser er medvirkende til, at vi har overvejet, om ikke vi kunne tænde motoren på en HELT anden måde. En måde, der tillader gentagne start af motoren, uden først at skulle installere en ny ”Wilsonkæp”, men bare trykke på en knap?

Vi skal måske helt tilbage til de første Pleistocæne menneskers opdagelse af, hvorledes ild skabes. De har givetvis stjålet den fra naturen, når der fra tid til anden slog et lyn ned i et træ, der brød i brand. Med nogle flere år på bagen, har vi jo heldigvis lært os det samme trick, nemlig at lave lyn, der kan tænde ild. Det er jo præcis dét vi bruger i en eksplosionsmotor med tændrør.

Så for tre-fire år siden, hvor jeg selv var ved at være led og ked af de - i mine øjne - tilfældigt sammenklampede, sikkerhedsmæssigt uforsvarlige og kunstnerisk forskelligartede, hjemmelavede ignitere, der blev brugt på den tid, tænkte jeg: ”Hvad med at bruge et tændrør?”. Principielt fint nok, men som beskrevet i forrige blog, kan et almindeligt tændrør, eller et helt batteri af dem, for den sags skyld, slet ikke levere den nødvendige energi til at starte en raketmotor i BMP5's størrelse. Jeg regnede hurtigt ud, at vi har brug for et STØRRE tændrør!

Oprindelig havde jeg tænkt mig at bade hele den indvendige del af brændkammeret med et brusebad af højfrekvente lyn fra en Teslaspole, men bare tanken om, hvilke konflikter og forklaringsproblemer, jeg skulle kæmpe mig igennem, overfor banden af hårdtpumpede drenge fra klubben af elektronik-nørder i foreningen, afholdt mig fra at gå længere ud ad dén sti. Man bør vælge sine kampe med omhu!

Efter en del research kom jeg frem til, at det mest oplagte ville være at lave en klassisk ”Augmented Spark Ignitor” eller ASI. Altså en ”mini-raketmotor med gnisttænding”, der kan sparke tilstrækkeligt mange Joule ind i brændkammeret til, at vi kan få ild. Den er jeg så gået i gang med at fremstille en testmodel af. Jeg ville have brugt kobber ad hensyn til varmeledningen, men jeg havde selv en stang messing liggende og nogen skal jo betale, hvis der skal købes.

Formålet er IKKE at lave en ignitor til fx BPM-5, men alene at undersøge de teknologiske og praktiske udfordringer ved konceptet;

Illustration: Jørgen Skyt

ASI-unit under forarbejde. Standard M14x1.0 tændrørsgevind. Hånddrejet og -fræst messing

Ideen er, at man med en sådan ignitor er helt sikker på, hvor den sidder, hvad den gør og at der ikke bliver skudt med pistolkugler inde i raketmotoren. Samtidig vil det være relativt trivielt at lukke motoren ned og starte den igen, indtil flere gange. En særlig fordel ved denne ”mini-raketmotor” er, at der kan anvendes et standard tændrør og en simpel tændspole, der vejer meget lidt.

Illustration: Jørgen Skyt og Jop Nijenhuis

Fræsning, lodning og færdigsamling af ASI-test unit.

ASI units er flittigt brugt bl.a. på Rocketdynes J2 motorer (Saturn 1B) og på hovedmotorerne på Space Shuttles, som herunder:

Illustration: NASA

Kilde: NASA. ASI unit til Space Shuttle Main Engine + Preburner

På trods af fordelene, er der alligevel nogle markante ulemper: Først og fremmest vil en ASI kræve, at der laves et andet injektor design. Der skal medbringes tanke, ventiler og elektronik til styring. Og der skal afsættes plads i raketten, hvor der allerede er pænt proppet. Sidst men ikke mindst koster det yderligere vægt og kompleksitet. Alt sammen ulemper, det er vanskelige at opveje med nogle fordele, som måske slet ikke er nødvendige. Er det ”nice-to-have” eller ”need-to-have”? Det kommer jo an på så meget, ikke? (Det var ikke MIG der tænkte ”orbit” … den slags ord bruger vi slet ikke i foreningen. Vi er skam anstændige mennesker!)

Andre har forsøgt det samme og opnået glimrende resultater. Blandt andet Robert Watzlavick, der på sin hjemmeside blandt andet har videoer af sine egne ASI-forsøg:

Illustration: Robert ”Bob” Watzlavick

Til venstre én af Bob's ASI-units, til højre er den centralt monteret gennem LOX-dome og injektor. Nedenunder et billede fra en test. Bemærk shock-diamanterne i denne minimotor.

Illustration: Robert ”Bob” Watzlavick

Jeg havde planer om at bruge GOX/Propan, helt bevidst om de udfordringer til køling, dette kunne give. Primært fordi propan har et meget lavt kogepunkt, der ville reducere risikoen for frysning i nærheden af LOX-rør og fordi GOX kan tappes fra LOX-tankens ulage (gaslommen øverst), omend blandet med Helium. Jacob har så foreslået Trykluft/Brint, efter en inspirerende sludder med nogle japanske raketudviklere, der havde været på visit i HAB. Denne blanding kan brænde under mange forskellige koncentrationer af brint og kan indstilles, så forbrændingsgasserne ikke bliver for varme. Ulempen er, at der både skal medbringes en brint-tank og en tryklufttank. Der er fordele og ulemper ved begge metoder og mine forsøg skal alene anvendes til af afgøre, hvori udfordringerne ligger.

Når de voksne leger...

I forrige blog beskrev jeg, hvorledes den russiske Soyous raket fortsat tændes med pyrotekniske igniter-kæppe, der monteres oppe i hver eneste af de 32 motorer. Det fungerer glimrende, men de har jo heller ingen jetvaner til styring.

Et meget klassisk brændstof til styreraketter er Hydrazin og NO2. I praksis bruges N2O4 (Dinitrogen tetroxid), der er en væske ved 21 grader celcius og derunder, samt en blanding af monomethylhydrazin (MMH) og asymmetrisk dimethylhydrazin (UDMH eller 1,1-dimethylhydrazin). Mange forskellige blandinger er forsøgt. Aerozine-50 er eksempelvis den 50/50 procent blanding, der anvendtes af Lunar Lander Module under Apollomissionerne til månen.

Det smarte ved dette valg af fuel og oxidizer er, at det er hypergolt. Det vil sige, at væskerne bryder spontant i brand ved kontakt med hinanden. Det kan bruges som primær fuel i en raket, men det kan også bruges i en igniter, der skal sætte ild i et andet brændstof.

Hypergole brændstoffer findes der mange af.

Et eksempel på anvendelsen kommer fra CS' afdeling for museumsgenstande; Spectra motoren, der i 2012 blev afprøvet med furfurylalkohol som fuel og hvid rygende salpetersyre som iltningsmiddel. Den højt koncentrerede salpetersyre er hypergol sammen med eksempelvis furfurylalkohol. Det er svært at undgå udslip af store mængder NO2 til omgivelserne under arbejde med højkoncentreret salpetersyre. Indånding af NO2 kan give væskeødemer i lungerne og meget andet ”underholdende”. Sagt på en anden måde, så drukner man bogstavelig talt i sine egne kropsvæsker, hvis man indånder skyen. Det er ikke uden grund, at NO2, blandt kendere, kaldes ”Den Brune Død”:

Til tænding af en raketmotor er der dog et mere oplagt valg. Der findes væsker, til eksempel triethylboran og triethylaluminium (sædvanligvis i blandingsforholdet 90/10 procent), der er pyroforisk og bryder spontant i brand ved kontakt med luftens egen ilt, eller som i en raketmotor, ved kontakt med LOX.

Det smarte ved brug af denne løsning er, at det er et monopropellant. Man skal så at sige ”bare lige” sprøjte det ind i brændkammeret, så tændes motoren med det samme.

Det er præcis denne løsning, der blev valgt til start af Saturn V rakettens enorme F1-motorer. På billedet herunder fra NASA, ses dels en gennemskåret injektor, hvor man ser den separate kanal til igniter-væsken. Det andet billede viser injektoren set nedefra, hvor man bemærker indsprøjningshullerne for triethylboran/triethylaluminium, der ligner hoveder på blanke, ligekærvede skruer:

Illustration: Robert ”Bob” Watzlavick

Ligeledes SpaceX har valgt denne løsning til start af 1. trin på Falcon 9, så det virker som en ganske oplagt kandidat på vej mod målet.

Det er dog ikke uden grund, vi er tilbageholdne over for disse hypergole/pyroforiske tændsystemer. Sagen er den, at samtlige involverede væsker er afsindigt ubehagelige at have omgang med. Anskaffelse, håndtering og opbevaring af disse stoffer kan tappe så store ressourcer fra foreningen, at det er absolut uforsvarligt at gå den vej. Som denne yderst illustrative video på alle måder understreger.

”Chemistry of Lunar Lift-Off - Periodic Table of Videos”:

Pyroteknisk løsning

Når nu både vi og russerne er så glade for pyroteknisk tænding, bør jeg hurtigt gennemgå, hvad sådan en ”pyroteknisk igniter” egentlig kunne være: Som udgangspunkt er det et indkaplset stykke fast brændstof, bestående af en presset eller støbt blanding af et brændstof og iltningsmiddel, der antændes og brænder meget lig en dessert-/nytårsfontaine. Man bruger dog ikke en lunte, men en elektrisk tænding.

Antændelsen foregår typisk med en indsat ”pyrogen initial igniter”, der er to tynde ledninger, forbundet med en lille modstandstråd, dyppet i, eller indkapslet i, en pyrogen tændsats, eksempelvis en Armstrong-blanding (”Hundepropkrudt”) med magnesiumpulver eller lignende, for at sikre høj energi i forbrændingen.

Fordele: Billigt og enkelt. Hvis designspecifikationer og procedurer til konstatering af, om igniteren er tændt iøvrigt overholdes, er det en meget sikker metode. Den har da også en høj successtatistik og anvendes den dag i dag på mange raketmotorer i kommerciel drift. Såsom Soyous og Vulcain motorer. Ulemper: En pyroteknisk igniter kan kun bruges én gang.

Måden de fremstilles og monteres på er meget forskellige:

Det kan være en eller flere pyrotekniske ignitere for enden af en pind, der, gennem ekspansionsdysen, monteres højt oppe i brændkammeret. Efter start af motoren vil konstruktionen før eller siden forlade brændkammeret, eller simpelthen brænde/fordampe bort. I skrivende stund kendes denne metode brugt på Soyous raketterne og på raketterne fra Copenhagen Suborbitals. I begge tilfælde fungerer det glimrende, omend sidstnævnte har overvejelser om, at justere på metoden.

Det kan også være en fast monteret "patron", der sidder i, eller nær, injektoren. Den afmonteres efter hver test, renses og inspiceres og kan typisk genlades med en ny, pyroteknisk ladning.

Her er et eksempel fra ”SPL Swiss Propulsion Laboratory”, der fremstiller sådanne. Billedet viser deres SPI-I pyrogen igniter. Det skal understreges, at modellen der ses på billedet, ikke er beregnet til at blive stukket op bagi, men monteres direkte gennem injektoren. Bemærk rørstudsen til trykmåling, der bruges til en måling af, hvor langt i festen man er.

En anden ganske simpel løsning kunne ligne en udboret maskinbolt, der, op gennem dysen, kan skrues ind i injektoren, hvor der sidder et gevindslået hul. Dette foregår med en temmelig lang topnøgle og et sundt, "norsk øjemål".

Den skal så også kunne tændes fra mission control, så forud for igniter ignition, introduceres den pyrogene initialigniter defor i den injektorintegrerede igniter, for enden af initialigniterinitiatoren, der er en ganske tynd, lang ledning, der sættes strøm til. Got it?

Omhyggeligt designet vil en sådan enhed kunne designes med flere af hinanden uafhængige pyrotekniske ladninger, med hver sin igniter. Selvfølgelig er der udfordringer ved en sådan konstruktion og jeg bruger da helt bevidst vendingen ”omhyggeligt designet”, ikke ”bare lige”, da brugen af sidstnævnte formulering, sædvanligvis koster dobbelt op til foreningens bødekasse for uanstændig sprogbrug.

Men hvis man gjorde en indsats, så ville det være muligt at bruge en sådan igniter til at genstarte raketmotoren under en flyvning. Eksempelvis, hvis der skal foretages massive banekorrektioner, hårde opbremsninger eller lignende.

May The Force Be With You!

Parallelt med arbejdet med ASI, er jeg ved at se på muligheden for at bygge og teste en af de mere ”sexede” løsninger, baseret på elektrisk tænding, nemlig en ”Plasma Torch”, ikke ganske ulig Jedi-riddernes foretrukne våben. Sådanne ”Plasma Torches” bruges mange forskellige steder og der er en rivende udvikling indenfor feltet, blandt andet til ren forbrænding af skadelige kemikalier og til skæring i alverdens forskellige materialer.

Foto: Plazarium Llc, Russisk producent

Plasmaen dannes inden i røret i en inert gas, typisk Argon, og ind i plasmaen af ioniseret gas, hvivles en strøm af vand eller lignende væske, der, under de ekstreme temperaturer i plasmaen, spaltes til ioniserede atomer, blæses ud og forbinder sig til nye, små molekyler igen, under en intens varmeudvikling. Den resulterende ”ionstråle” har en temperatur på 5-10.000 grader celcius og gennemskærer uproblematisk ethvert, kendt materiale.

Det var da jeg læste ét eller andet sted, at denne stråle blev langt kraftigere ved spaltning af methanol og endnu kraftigere ved spaltning af ethanol, der gik en prås op for mig: På vore raketter medbringer vi jo pænt store mængder Helium (belejligt nok en inert gas) og 75% ethanol, begge tryksat en del højere, end det maksimale kammertryk.

Så på servietter og kryllede noter begynder der langsomt at vokse et spændende stykke ”legetøj” frem, der bruger Helium som plasmagas og ethanol som flammeforstærker.

Fordele:

1) Meget høj temperatur og energitæthed

2) Begge forbrugsstoffer er i forvejen ombord og tryksat til langt over motorens arbejdstryk

3) Relativ beskedent pladskrav til det hul nær injektoren, igniteren skal føres ind gennem

4) Igniteren er selvkølende.

Ulemper:

1) Strømforsyningen kan blive overordentlig tung (som i et lille svejseværk) og skal fødes af et batteri, der også vil være tungt

2) Der anvendes højfrekvent startstrøm til plasmaen, så jeg slipper alligevel ikke for at skulle have en sludder med elektronik-drengene!

Den kommende tid skulle gerne afdække nogle aspekter ved, om nogle af de beskrevne ikke-hypergole teknologier, kan bruges til at pumpe tilpas mange Joule ind i brændkammeret, til at initiere motorstart, på betryggende vis i kommende generationer af vore motorer.

Illustration: Jørgen Skyt

Body folie på Nexø 1

Den lavteknologiske, ”pyrogene” ignitor fungerer jo egentlig ganske godt, men kan som beskrevet skade vore jetvanes. Vi har på raketten oven i købet skiltet med, hvor bekymrede vi er for vore sarte jetvanes. Alene af den grund, bør vi overveje et alternativ.

Do You Really Rely On Relays?

Som beskrevet i det tidligere er alene starten af en raketmotor afhængig af en lang kæde af ”events”, der hver især skal trigge noget, der skal trigge noget andet. Ganske som en kæde af relæer i en elektromekanisk opstilling, hvor man måske starter med et lille elektronisk relæ, der kan trække en beskeden strøm, der kan trække et større relæ, der kan levere endnu mere størm, der kan trække et kraftigt mekanisk relæ, der leverer endnu mere, for at trække et enormt relæ, der kan levere en stor arbejdsstrøm.

En sådan kæde af ”relæer” bruger vi også, men som beskrevet prøver vi at ”afkompleksificere” det mest muligt: Des færre relæer, vi kan nøjes med, des større sikkerhed har vi for, at hele kæden eksekveres korrekt.

Her kommer vi så til dagens højdepunkt: Hvilken løsning har CS fundet til brug for sommerens ”Nexø 1 Launch Campaign” i Østersøen?

Nu har Copenhagen Suborbitals ofte været beskyldt for, at være en ”kaffeklub”, der spiser for mange kager. Alene min egen fysiske statur burde dog være dokumentation nok for, at dette ikke er nogen udtalt aktivitet. Eller også er der nogen, der skjuler noget for mig, straks jeg dukker op! Men vi holder bestemt kaffemøder og vi spiser kager, ind i mellem:

Illustration: Copenhagen Suborbitals

Kaffe & Kage

Som det fremgår er det ikke helt traditionel hyggesnak, der foregår ved sådanne seancer. Det er da også netop i disse ”inbetweens” vi hitter på pudsige forenklinger og praktiske løsninger på de uløselige opgaver. En af disse har handlet om, hvorledes vi kommer af med ”Wilsonkæppen”, der sidder oppe i motoren, når først vi har fået ild.

I forrige blog i denne serie, blev det beskrevet, hvor galt det kan gå, hvis igniteren skydes ud af motoren, inden ilden har fået ordentlig fat og er selv-opretholdende: Hvis brændstoffet brænder udenfor kværken, kan vi risikere en tilbage-propagation af flammefronten, med en destruktiv hard-start, eller ”spontanously disassembly”, til følge. På den anden side vil vi heller ikke have ”Wilsonkæppen” til at sidde oppe i motoren, når vi går over til main-stage, da den jo udgør en prop i kværken, der kan medføre et uhensigtsmæssigt højt kammertryk; også en hard-start. Om end det sidste tilfælde næppe vil være destruktivt for motoren, så kan det medføre mission abort, når den smadrede kæp med smølfestol og igniter bliver skudt som en overdimensioneret haglladning ud mellem de sarte jetvanes og måske splintrer dem til spåner.

Så kæppen skal styres ud, den må ikke svinge og den skal ikke slippes ud for tidligt!

Derfor er følgende løsning kommet op. Til venstre ses en skitse af elementerne i løsningen, til højre ses det første forsøg implementeret på 1. generation af det stativ, vi bruger til tankning på søen:

Illustration: Jørgen Skyt

Igniter extractor

Det er denne løsning, der har vundet udbudsforetningen: Stokken styres på sin vej ud gennem et rør og er nederst forbundet med et lod for enden af en lang line. Smeltewireren, der går gennem træstokken (hvis ikke vi vælger et andet materiale) smelter over et stykke inde i prestage og slipper ”Wilsonkæppen” i frit fald mod Østersøens mørke dyb. Det kan ikke afvises, at vi i de næste få uger, der er tilbage, justerer lidt på enkelte forhold, blandt andet baseret på eventuelle forslag fra læserne. Men som udgangspunkt er den skitserede løsning vinderen!

Symbiotisk Synergi

Det er egentlig lidt af et sidespring, men afslutningsvis vil jeg tillade mig at bringe noget ganske andet på banen. Det handler om de mange synegieffekter, en organisation som Copenhagen Suborbitals fører med sig. Mange af de ting vi laver, udfordrer os på vores faglighed, lærer os nye ting og giver os hver især ideer til noget nyt, der kan bruges indenfor CS, eller omvendt, kan finde anvendelse andre steder i samfundet.

Jeg vil vove den påstand, at der ikke findes nogen branche, der kan mønstre lige så omfattende kompleksitet, som forskning i bipropellant raketteknologi. Det store undervisningspotentiale for alle, fra folkeskoleelever til ingeniørstuderende, understreger ligeledes, hvor vigtigt det er, at vi har et aktivt, frit og innovativt miljø for frivillig raketforskning i Danmark.

Vi glæder os til sommerens Launch Campaign, som små børn til Juleaften, hvor hver eneste af de utallige delelementer i den seneste del af dette komplekse samarbejde, skal stå sin ilddåb. Min egen fascination af raketforskning i almindelighed og CS-projektet i særdeleshed, hænger blandt andet sammen med den helt ekstreme kompleksitet.

Det er som en musisk symfoni af utallige instrumenter, baseret på forskellige teknologier og materialer, der med sine unikke egenskaber ved forskellige belastninger, ved ekstreme tryk og temperaturer, skal spilles til perfektion af en uoverskueligt stor gruppe dybt dedikerede mennesker, efter et nøje dirigeret partitur.

Én af de ting, jeg selv ser tilbage på – og nu tillader mig at filosofferer lidt fremadrettet over – er de mange synergi-effekter som planlægningen, designet og afviklingen af denne fantastiske koncert, efterlader i slipstrømmen.

Tænk alene på de mange virksomheder og underleverandører og sponsorer, der pludselig opdager, at de helt uventet, er blevet en del af et rumfartsprojekt og kan kalde deres flanger og rør og pakninger og gasser og elektronik, eller hvad de nu har leveret, for ”Rocket Grade” og bruge vores dygtige fotografers materiale i deres egen markedsføring?

Illustration: Jørgen Skyt

Herning Messen 2011

Disse synergieffekter, så vi også i kølvandet på det frembrusende Apollo projekt: Utallige virksomheder og enkeltpersoner fik, gennem det forcerede arbejde med projektet, en faglig blodtransfusion, der resulterede i en massiv opblomstring af nye virksomheder og fagområder, nye tilbud til deres traditionelle kunder, udvikling af nye uddannelser og ny teknologi. Da projektet lukkede, overlevede de der havde omstillet sig til den nye tids marked.

I de seks år, jeg har været en del af projektet har jeg oplevet utrolig mange ting, der har udviklet mig fagligt på mange områder og har affødt mange biprojekter, inspireret af samarbejdet i Copenhagen Suborbitals. Jeg har i denne tid blandt andet startet egen skilte og folievirksomhed, så vi kunne få folier på tøjet, på skilte og raketter. Jeg har fået færdiggjort et undervisningssystem til brøkregning, tvunget mig selv til, at lære meget mere om elektronik, udviklet et 3D-periodisk system, for at få bedre visuelt overblik over de mærkelige metaller og startet flere hjemlige Arduino projekter op. Jeg har taget svejsecertifikat, fødevarehygiejnecertifikat og epoxycertifikat – og lige så snart vi begyndte at diskutere truck tog jeg et truckførercertifikat. Jeg har udviklet en effektiv ”incinerator” afbrændingstønde for affald, bygget en stor luftværnssirene og er i færd med at bygge en sandwich sputteringmaskine og en CNC-fræser. Alt sammen inspireret af arbejdet i foreningen. Og jeg kunne blive ved, men det vil føre for vidt i denne ombæring.

Illustration: Mejling & Skyt)

Eksempler på output fra ”afdelingen for klistermærker”

På samme måde som jeg selv har oplevet det, tror jeg, at langt de fleste i foreningen har oplevet tilsvarende store, uforudsigelige udviklinger i mange forskellige faglige og personlige retninger, i den tid, de har arbejdet for projektet.

Jeg prøver i det kommende års tid eller så, at få et overblik over både de professionelle, de hobbybetonede og de mere underholdende og finurlige synergieffekter, af Copenhagen Suborbitals arbejde. Jeg kunne godt forestille mig, at nogle af læserne selv er blevet påvirkede og inspirerede til ét eller andet fantastisk, om det er nok så småt. Projekter, uddannelser, pudsige oplevelser, kurser eller hvad véd jeg. Det vil jeg rigtig gerne høre nærmere om – også i forhold til andre, lignende foreningsaktiviteter. Der er allerede mange, interessante guldkorn at samle op på vejen. Om det ender som en blog, eller om der kommer materiale nok til en bog, er dog svært at sige, på så tidligt et tidspunkt.

Men måske ER der virkelig guld for enden af regnbuen? Jeg håber, at det med denne dobbelt-blog er lykkedes mig at give læserne en fornemmelse af, at vi konstant har mange overvejelser i spil og måske også givet et beskedent indblik i, at der arbejdes med mange flere ting i og omkring værkstedet, end vi kan nå at fortælle om, på denne stramme plads.

Mads Stenfatt er et af flere medlemmer af Copenhagen Suborbitals, der skriver på denne blog. Mads er ansvarlig for udviklingen af faldskærmssystemerne.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hvorfor er træ valgt som materiale til pinden?

Jeg selv havde nok valgt en massiv glasfiber stang eller lignende. Mest fordi den nok er mere ensartet end en rundstok, fra trælasten. Måske også mere ild/varmefast? Det sidste kunne jeg ikke få en hurtig google søgning til at afsløre.

mvh Niels

  • 3
  • 0

En af disse har handlet om, hvorledes vi kommer af med ”Wilsonkæppen”, der sidder oppe i motoren,

Èn af gangene kunne jeg altså bare skræmme ham væk.

  • 4
  • 0

As Niels I wonder why you want to use a wooden stick? Won't it wobble in the fast gasses? How about a metal pipe, in the front of which you stick the igniter? It would be much stiffer, and easier to construct strong but smooth-running bearings for. The melt-wire is nice and simple, but how sure are you about getting the timing right? A (much) more complicated but better timed alternative would be to use a signal from the engine controller just before it enables the main stage. A spring instead of a weight might pull more quickly, and also work for horizonal tests.
Just a few thoughts that came to my mind. Thanks for the nice blog! Cheers, Urs

  • 7
  • 0

hvis plasmakanonen viser sig at være interessant så kunne man måske forsyne den med et tig-værk med højfrekvensstart og placere det ved siden af raketten så må man lave et par stik som bliver trukket ud når raketten forlader startrampen.

  • 4
  • 0

Tak Jørgen for endnu en fremragende blog.

Netop det med at blive udfordret på sin fagliglighed, er en af grundene til jeg er medlem af CS.

For ikke længe siden skulle vi bruge nogle større kar til at fornikle NTU motorerne i, jeg "vandt" opgaven med at fabrikere, anoder, katoder, holdere og andet hejs.
Fra denne dag noterede jeg følgende:

Svejst - Kobber, rustfri og titan.
Boret - Nikkel pellets, kobber, rustfri, PVC og POM.
Loddet - Kobber.
Fræset - POM og PVC.
Drejet - PVC.
Limet - PVC, eller prøvet på, (man skal huske at bruge den rigtige lim)
Bukket - Kobber, titan og rustfri.
Savet/skåret - POM, PVC, PA, rustfri, titan, paprør, acryl og kobber.
Slået gevind - Rustfri, POM og PVC.

Og hvis man ikke lige bruger sine hænder, så kan man jo altid gå og fundere over hvordan noget kan laves bedre, smartere eller lettere, det er så udfordrende og inspirerende at være medlem af CS.

Mvh Meincke
Proud menber of CS.

  • 10
  • 1

@Urs Kaenzlin & Niels Christensen

As Niels I wonder why you want to use a wooden stick? Won't it wobble in the fast gasses? How about a metal pipe, in the front of which you stick the igniter? It would be much stiffer, and easier to construct strong but smooth-running bearings for.

You are absolutely right. Using a glass fiber pipe, carbon fiber pipe or a steel pipe would definitely make the stick stiffer and smoother. And the electrical wires could be concealed within. This has been proposed and I like the idea. But the wooden stick is very light and if it stays in the flame for too long due to an error, it will evaporate (although leaving the deflector inside the chamber ... which is unfortunate :-( ).
The stiffness itself is actually not a problem, at long as the stick is controlled by the pipe through which it escapes, while the stiffness increases as the length of the upper part decreases during extraction. But we will consider your suggestions! Thank you!

The melt-wire is nice and simple, but how sure are you about getting the timing right? A (much) more complicated but better timed alternative would be to use a signal from the engine controller just before it enables the main stage.

We have no guarantees whatsoever! :-) We are almost dayly discussing exactly that! Thats why I write "Det kan ikke afvises, at vi i de næste få uger, der er tilbage, justerer lidt på enkelte forhold, blandt andet baseret på eventuelle forslag fra læserne.". Earlier mechanisms based on melting a strip has all been testet successfully. But they were tested with the same kind of strip mounted in the exact same place every time. You are right in your concern that this new melt wire system has not been tested - yet!
Your suggestion about an engine controller triggered mechanism is one of my personal favorites. Either with a motor drive or a simple solenoid, that drags out a split. Unfortunately it's not that trivial, as we only have a limited number of output lines for this kind of triggering signal. I know that a spare line is used for cutting the wire that will release the insulation foam on the LOX tank - it might be possible to use this signal for both purposes, but this has to be discussed thoroughly with electronics and mission planning!

A spring instead of a weight might pull more quickly, and also work for horizonal tests.

Again you are right. The reasons for not using this solution is 1) the spring will have to be very long for full extraction and 2) the spring will decrease its pull force during contraction, while gravity delivers constant pull force. Although the ARE rumors of a "Baltic Bermuda Triangle" near Bornholm. Among other things, like cameras, many rocket parts has been reported tracelessly disappearing in the area! :-)

Just a few thoughts that came to my mind. Thanks for the nice blog! Cheers, Urs

Thank you both very much! :-)

  • 8
  • 0

@Søren Winkel

hvis plasmakanonen viser sig at være interessant så kunne man måske forsyne den med et tig-værk med højfrekvensstart og placere det ved siden af raketten så må man lave et par stik som bliver trukket ud når raketten forlader startrampen.

Det er præcis det samme jeg hører hver gang jeg bekymrer mig over vægten af "alt det dér ekstra", jeg vil have med: "Kan vi ikke "bare lige" stille det udenfor?" :-)

Og jo, måske kan man faktisk! Det er helt sikkert én af de ting vi kommer til at tale rigtig meget om de kommende måneder. Det er lige dét med at finde ud af, hvordan det gøres. Men jeg er SIKKER på, det vil kunne lade sig gøre.

De "voksne" plejer bare (i hvertfald med ASI'er) at lade dem køre hele tiden, mens motoren kører. Muligvis for at beskytte ASI'en: Som jeg skriver om Plasma Torch, så er den selvkølene og har et indre tryk, der overstiger kammertrykket. Det samme gælder ASI-units. Så argumentet for IKKE at slukke efter tænding er, at det kunne være lige dér, der kommer en hotspot, det øjeblik man slukker for den! Det vil jo være et ukølet fremmedlegeme, der stikker ind i brændkammeret. Men det SKAL undersøges, så tak for forslaget. Det er meget relevant!

  • 9
  • 0

Tak Jørgen for endnu en fremragende blog.


Kun en fornøjelse, hvis mit skriv falder i god jord, især blandt nære fæller, så mange tak! :-)

Netop det med at blive udfordret på sin fagliglighed, er en af grundene til jeg er medlem af CS.
For ikke længe siden skulle vi bruge nogle større kar (...) og andet hejs.

Det er da egentlig utroligt, som vi bliver ved med at få brug for "noget STØRRE hejs"? :-)

Og hvis man ikke lige bruger sine hænder, så kan man jo altid gå og fundere over hvordan noget kan laves bedre, smartere eller lettere, det er så udfordrende og inspirerende at være medlem af CS.

Lige mine ord - men man må aldrig glemme sit bagland!
Og jeg ved, at du kan fortælle mange anekdoter og historier om synergi-effekter, så mon ikke folket får en "svejseblog" snart. Nutch, nutch? :-)

Mvh Meincke
Proud menber of CS.

Jeg tror vi er en del der er mere stolte af at samarbejde med dig, end du er af at samarbejde med os!
Men sådan er det nok hele vejen rundt!
Dine kommentarer er noterede i databasen med tak!

  • 10
  • 1

Nu er det jo sådan at man skal passe på med ikke at indføre kompleksitet eet sted for at fjerne det et andet sted, men alligevel...

Hvor kompliceret ville det være at flytte Jetvanes helt ud af vejen mens motoren tændes?

Jeg forestiller mig en konstruktion, hvor de fire Jetvanes er "fjederbelastede" og skubbes ud af motoråbningen af en anordning monteret på affyringsrampen. Så snart der er gang nok i motoren til at løfte raketten ca. 1 m op af rampen, vil jetvanes så vippe ind i raketstrømmen og gøre deres job med at styre raketten.

Hvis man ikke er bange for kompleksitet, kunne man give jetvanes en ekstra grads bevægelsesfrihed ved at styre hvor langt de trænger ind i jetstrømmen.

Men måske er Gimbal bare meget mere simpelt? (bortset fra at jeg ikke er sikker på, hvordan gimbal håndterer rotation om aksen).

  • 3
  • 0

Ja, den slags tanker skal man passe på med :-)

Men Jørgens fantastiske blog får jo ens tanker til at hoppe helt ud af rillen.

For med elektrisk tænding på en BPM5, et lambdatal omkring 0,8 og en turbo i måsen af udstødningen, såååååå er vi tæt på noget der kan sidde oven på en BPM100.
Og så kan man jo styre rotation om aksen med udstødningen efter turboen.

Nå, beklager sidespringet. tilbage i rillen - lad os først se noget der kan komme sikkert ned i faldskærm denne sommer, gerne 2 gange.

Glæder mig voldsomt - I vores egen skala vil 2x vellykket opsendelser, jo være lige så stort som når Space X lykkedes med at lande på prammen.

  • 4
  • 0

@Claus Nielsen:

Ideen er da udmærket. (Især, hvis rorerne kan vippes ind uden at blive beskadiget. :-)
Meeen,... jeg tror nu nok vi holder os til solide rorakser og en simplere løsning.

Gimbal håndterer ikke rotation.

  • 3
  • 0

Sikke en ordenlig blogluns der bliver serveret her. Som altid fra din hånd er den særdeles velskrevet. Er stadigvæk ved at fordøje indholdet. Man kan se at tidligere forslag om styring af Wilson-kæppen rute bare er den bedste løsning til at starte med. Kan se jeg gættede rigtigt med hensyn til føromtalte meta-spoiler.

Plasmastrålen lyder ret vovet men jeg tror elektronikflokken har en vigtig pointe:
https://youtu.be/XXqe-cNMLjQ?t=1m50s

Jeg er godt nok spændt på hvad I ender med at gøre med Spica's BPM-100 for den skal jo bruge et ordenligt kram for at blive varm nok. Integrerede igniterer lyder rigtigt interessant!

  • 3
  • 0

Kan man placere to ASI-units modsat og tværs på en akse, som så vil rotere og være drivkraft for en turbinepumpe?

Udvidet skør ide: Hvis det er et problem at finde en samling der kan overføre brændstof og iltningsmiddel til en roterende del, så lade tankene rotere med akslen. En slags mini raket hvor det hele roterer. Dette presser samtidig indholdet af tankene udad til siden hvorpå ASI-units er monteret.

Nå dur nok ikke men meget sjovt :-)

  • 0
  • 0