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

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

Seneste nyt fra Kapselgruppen

Kære læsere

Det er ved at være noget tid siden vi kom med lidt opdateringer i forhold til hvad der sker i kapselgruppen.

For et par måneder siden udsendte vi denne video og siden da er vi kommet lidt videre med sæde designet.

I videoen fortalte vi at vi havde fået en idé om at bruge et selesystem (lidt a-la et paraglider-sæde). Efter at have tænkt lidt videre i den retning kom vi frem til at det formegentlig vil være lidt sværere at lave et ophæng af selen som er stabilt i både X, Y og Z retningen. Vi er derfor gået over i et mere traditionelt sædekoncept som består af en ramme hvor der er sæde og ryglæn.

Som vi har nævnt i tidligere blogs, så vil vores astronaut sidde i den såkaldte cannon-ball position hvor knæene er trukket så langt op under hagen som muligt. Dette vil dog nok ikke være den mest behagelige siddeposition hvis man skal sidde i kapslen i måske et par timer mens raketten bliver tanket og fyldt med LOX. Vi vil derfor se på mulighederne for at kunne have forskellige siddepositioner afhængig af hvor i missionen vi er. Hvis man f.eks. kunne sidde i en mere normal ”jeg-sidder-på-en-kontorstol” eller måske endda en let oprejst position ville det gøre ventetiden mere behagelige.

En af de funktioner som sædesystemet vil have er at kunne dæmpe nedslaget af kapslen i vandet når den lander. Vi ved at vi med det design af kapslen som vi har nu, ikke vil kunne lande i vandet med lav nok impact til at vi kan sikre at astronauten ikke kommer til skade. Vi vil derfor lave et affjedringssystem som kan sikre at astronauten ikke oplever mere end 12g ved impact i hvad vi regner med, er en worse-case situation når kapslen kommer ned. De 12g kan lyde som et arbitrært tal, men det er det tal man regner med, er hvad jægerpiloter oplever når de skydes ud med katapultsæde og det er et tilfælde som mest ligner den siddeposition som vores astronaut har når kapslen lander.

Nedenunder her kan man se hvordan første iteration af dette sædedesign ser ud. Rammen kommer til at bestå af aluminiumsplader, som vi vil skære ud med vores nye plasmaskærer, og vil have en række letningshuller for at holde vægten så langt nede som muligt. Et af spørgsmålene er hvor tynde plader vi kan bruge samtidig med at vi har en høj nok styrke i rammen. Det er en af de ting som umiddelbart er lidt svære at regne på, så vi vil undersøge det empirisk i stedet for.

Illustration: Copenhagen Suborbitals

Vi vil starte med en tre mm plade og så vil vi øge stivheden af konstruktionen ved at vi vil folde kanterne af pladen op samt lave letningshullerne ”kegleformede”. Normalt ville vi lave dem med en hydraulisk presse, men da vi ikke har sådan én i værkstedet vil vi prøve at smede dem op med en han- og hunmatrice og en stor hammer (en del af de test af produktionsmetoder som er sjove at arbejde med).

Illustration: Copenhagen Suborbitals
Illustration: Copenhagen Suborbitals

En af fordelene ved at designe ting i CAD er at man opdager nogle ting tidligt, som man først ville have opdaget mens man var ved at samle ting. F.eks. så viser det sig at den længde af kapslen som vi har modelleret indtil videre, er for kort. Vi kommer derfor til at forlænge kapslen med ca. 400 mm.

Illustration: Copenhagen Suborbitals

Nu vil nogen nok sige at hvis man havde lavet sædedesignet inden man lavede vores mock-up kapsel så ville vi ikke behøve at lave ændringer nu, men ville lave det rigtigt fra starten. Og det er så problemet ved at være så få om at designe og bygge kapslen, at hvis vi skulle vente med at bygge noget før vi havde designet det hele i CAD så ville vi først kunne begynde at reelt bygge ting om et år eller to og det er ikke så motiverende. Derfor bliver det sådan en blanding af build-as-you-go og CAD-design arbejde.

En af de andre sjove ting vi arbejder på i øjeblikket, er at lave 1:10 skala nedslag-i-vand-test med vores 3D printede model af kapslen. En af de interessante ting ved disse tests er at vi kan gøre brug af vores nyindkøbte mini data logger (MSR175) hvor vi vil kunne måle g-påvirkningerne på kapselmodellen ved forskellige nedslagshastigheder og ved forskellige endebundsdesign.

Illustration: Copenhagen Suborbitals
Illustration: Copenhagen Suborbitals

Vi har ikke lavet nogle reelle test med denne sensor endnu, men vi har da lige leget lidt med den for at lære softwaren og sensoren at kende og nedenunder kan I se hvordan en graf kan se ud fra sensormålingerne ser ud. Mellem hvert målepunkt er der ca 0,15 ms så det giver mulighed for en masse data at analysere.

Illustration: Copenhagen Suborbitals

Forhåbentlig vil vi kunne bruge denne sensor til rigtigt mange andre gode ting i forhold til designet af hele raketsystemet, men mere om det i fremtiden.

Ad Astra

Martin

Martin Hedegaard Petersen er en af flere, der blogger på Rumfart på den anden måde.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Billedet viser nogle ubehageligt skarpe kanter og hjørner på sædet. Hvis en passager bliver trykket ind mod en af disse, kan han/hun komme slemt til skade. Må jeg foreslå, at man afrunder hjørnerne og sætter noget polstring på kanterne?

I kan evt. overveje at købe et færdigt sæde i stedet. Sæder fra formel1-racerbiler er vel solide nok? Det er givetvis dyrere end at lave det selv, men når det gælder passagerens sikkerhed skal man vel ikke spare alt for meget?

  • 1
  • 0

Det er nogle gode pointer.
Det vi laver nu er i første omgang en mock-up af sædet for at se om det fugerer som det skal med de egenskaber vi ønsker af sædet. Den endelige udgave vil designes så det er så sikkert for astronauten som muligt (eg. polstring og "bløde" kanter).

Vi har tidligere kigget på racer-sæder (til go-carts og rallybiler), men de er desværre ret store i forhold til det vi skal bruge. Og de mangler også muligheden for at støtte under baglåret når man folder sig sammen i cannon-ball stillingen.

Men igen; dette er et forsøg på at lave et speciallavet sæde til vores brug, men det kan god være at vores tests viser sig at vi må gå en anden vej. Og så kigger vi på det til den tid.

  • 2
  • 0

Jeg vil nok umiddelbart sige i skal regne med at lave den indre geometri uden plasma. Nemmest at nok bare at presse hullerne ud. Plasma vil være fint til de ydre geometrier men til alle de huller får i nok problemer i en 3 mm plade.

Hvis dette bare er en mockup eller en første iteration, så skal i måske bare droppe de huller for nu, og fokusere på den funktionelle form? Det virker som meget energi at bruge, på at vægt reducere et design som for mig at se er i et tidligt stadie. Prøv at spørge Solid Works hvor mange gram i sparer på det i har lavet nu. Mit gæt at at i bliver overrasket over hvor lidt det er. Skarpe kanter, som Torben også nævner, og fæstnings punkter, er nok mere min bekymring når jeg ser jeres CAD tegning.

En mere traditionel vej af gå, ville være at lave det ud af stål rør svejst sammen og så spænde enten alu plader eller kulfiber prepreg ud over fladerne. I har nogle ret gode svejsere i jeres gruppe og det går en del hurtigere og i er væsentligt mere fri i 3d rummet. Samtidig kan i nok regne med at FEA bliver mere pålideligt ifht.de resultater i får hvis i forsøger at regne på plader og deres samlinger.

  • 1
  • 1

De indledende tests vi har lavet med vores plasmaskærer giver ikke nogen indikation af at det skulle være noget problem at skære de runde huller i en 3 mm alu-plade, men vi er stadivæk ved at lære. Vad skulle være problemet med at lave de huller?

Efter vi havde kigget på muligheden for et racer-sæde og inden vi kom på idéen med paraglider-sædet, lavede jeg en CAD model af en rørramme i tyndvægget aluminiumsrør. Det blev en overraskende tung konstruktion, og de bevægelige dele gjorde kostruktionen mere besværlig at lave. Jeg siger ikke at det ikke ville kunne lade sig gøre, men at svejse en rammekonstruktion op så den er lige på alle leder og kanter må være mere besværlig end at samle pladedele som er CNC fremstillede (det er i hverfald min personlige holdning).
Jeg vil dog give dig ret i at det ville gøre FE beregninger lettere end den konstruktion vi kigger på nu, men vi forventer at vi vil lave noge fysiske tests (drop-tests med vores crash test dukke) for at sikre os at sædet vil kunne opfylde sin funktion.

  • 1
  • 0

De 400 mm I vil forlænge kapslen med, er formentlig for at I kan få plads til sæde affjedringen. Den ekstra plads bliver derfor initielt på undersiden af sædet.
Hvis den nederste del af sædet laves så det kan foldes op, så vil astronauten bedre kunne få plads til at stå og trippe lidt rundt under klargøringen af raketten.
Fod støtte delen kan måske laves af en form for lærred eller lignende.
Jeg vil foreslå at faldskærms befæstningen er foran astronauten, således at han/hun (og hele kapselen) sidder tilbagelænet under landingen. Det vil vel reducere belastningen på rygsøjlen.
Landede Apolo kapslerne ikke i vandet uden affjedring?

  • 0
  • 0

Hej Martin,

Plasma og meget indre geometri kan lede til at pladen warper og bukker. Prøv det, måske i kan finde en vej.

I en rør konstruktion ville i bruge jeres CNC plasma til at skære nogle plader som ville virke som planer til montagen. Afhængigt af geometrien ville i så lave et par stykker af dem og de ville virke som fixtur for at sikre at rørerne ender hvor de skal. Vægt mæssigt kan du ikke sammenligne før du har 2 designs som kan opfylde krav specifikationer og som har ca samme styrke. Jeg siger bare at rør løsningen er ret universalt anvendt, så helt galt kan det nok ikke være. Du ville nok bruge stål rør og grunden til at du gerne vil lave FEA inden du afslutter designet, er for at vægt optimere, da FEA vil vise dig hvilke rør der er belastet og hvor du kan skære fra.

Nu har du valgt det her plade projekt, og det er også spændende og nyt og jeg er spændt på at se det endelige design.

  • 0
  • 0

Det er korrekt at vi primært ville bruge pladsen under sædet for at gøre plads til et affjedringssystem eller noget andet som kan optage det stød der kommer når vi lander i vandet. En anden fordel med at have pladsen under er at man kan "rette" sædet ud så man kan stå på fodstøtten og rette kroppen ud. Det er i hverfald idéen. Nu må vi se om det virker. :-)

Det med placeringen af faldskærmen har vi kigget lidt på og simuleringerne siger at hvis vi rammer vandet i en vinkel er der en større risiko for at selve "tønden" vil deformere (i hverfald med de nuværende godstykkelser). Det ville klart være en fordel at få astronauten så ned at ligge så tæt på vandret for at bedre kunne modstå g-påvirkningerne, men det vil være en større belastning på kapslen.
Så vi er lidt ude i at vi må ingå et komprmis hvor vi lægger sædet så meget tilbage som overhoved muligt inde i kapslen, måske ramme vandet i en vinkel og så ellers indbygge affjedringssystemer i sæderammen som reducerer belastningen på kroppen så meget som muligt.

Det med Apollokapslen er jeg ikke helt sikker på, men jeg mener at hele sædesytemmet var ophængt i et slags affjedringsystem (hvis jeg tager fejl er jeg helt sikker på at nogen vil rette mig :-) )

  • 2
  • 0

Hej Lars

Det var en interessant betragtning med varmepåvirkningen og risikoen for warping af pladen. Det havde jeg ikke tænkt på.
Hvis det bliver et problem så kan vi finde på alternativer. Jeg har lavet lidt prøvepresninger i en skruestik og der lykkedes at lave de kegleformede huller ret let. Og de huller lavede jeg med et kop-bor. Så selvom det vil give noget mere manuelt arbejde så vil det være en mulighed.

Det kan godt være at det viser sig at pladedesignet ikke vil kunne bruges (ligesom vores tidligere idé med et seleophæng / paraglider-sæde), og så kan det være at vi genbesøget et rørrammedesign. Det er altsammen en del af det sjove ved at prøve at lave alternative løsninger til et alternativt projekt. :-)

  • 1
  • 0

Suspension system: You might take climbing ropes into consideration. They are especially designed to absorb shocks from down falls. I actually knew some guys who used those (instead of special elastic band) for bungee jumping and it seemed to work well.

  • 0
  • 0

Thank you for the link to that article. That was really interesting.

A while back we did toy with the idea to have a flat endbottom with a heat shield that could be used to slow down the capsule entering into the more dens part of the atmosphere and then ejecting it close to the water, having a more conical shaped endbottom uderneath.
This could possibly give the effect that the small sphere has on larger sphere in the article.

Maybe that is something we should look more into.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten