close

Vores nyhedsbreve

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

Tunnelrotter

Kære Læsere

Det har været en travl december i Afdelingen For Langsomt Dalende Ting.

Kort før jul var jeg i Holland, inviteret af DARE, for at teste forskellige emner i en vindtunnel, og den 28. december lykkedes det endelig at få testet vores system af 3 faldskærme i fuld størrelse.

Foto: Mads Stenfatt

Denne blog vil omhandle turen til Holland, og senere vil jeg så skrive om Danmarks første forsøg af sin art med 3 faldskærme til udfoldelse på én gang.

Vindtunnelen

Selve vindtunnelen kan der læses mere om her: Open Jet Facility

I vores opstilling var en rig gjort klar ved mundingen af vindtunnelen, hvor de studerende havde lavet et snedigt setup, så man nemt kunne skifte beholder, afhængig af størrelsen af den faldskærm der skulle testes.

Nedenfor: den rig der udgjorde måleopsætningen i vindtunnelen hos TU Delft.

Foto: Mads Stenfatt

På riggen var så monteret en træklastcelle, som var koblet til en bærbar der stod udenfor vinden.

Jeg havde på forhånd lavet en lang prioriteret ønskeliste, uvidende om hvor meget der kunne lade sig gøre at klemme ind. Jeg var jo bare gæst i deres primære testforløb, men takket være deres smarte setup, kunne én test køre mens den næste blev klargjort. Det var effektivt og tidsbesparende, og resulterede i at jeg nåede alle mine ønsker igennem, og lidt til.

Grundlæggende havde jeg prioriteret at blive klogere på to ting:

  • Hvad reduceres trækkraften med på hovedfaldskærmen, når åbningen reduceres (reefes) til 5, 10 eller 25% areal

  • At se stabilitets- og trækforskelle fra det gamle til det nye ballutedesign.

Dernæst havde jeg nogle nysgerrighedspunkter jeg ønskede at dække:

  • Hvad er forskellen i trækkraft per faldskærm ved brug af enten 1, 2 eller tre faldskærme

  • Hvordan opfører to balluter sig sammen

Især det sidste er interessant for mig, af hensyn til redundans og produktionsmæssige udfordringer.

Hovedfaldskærmene

At teste hovedfaldskærmene skulle vise sig interessant, idet de i princippet var for store til at kunne være i luftstrømmens sweetspot. Jeg er derfor nødt til at tage et forbehold for data fra deres målinger, da de formodentlig ikke har været 100% i luftstrømmen.

Åbnet til 5% areal

Foto: Mads Stenfatt

Dette var den første test vi kørte i tunnelen, hvor vi benyttede det improviserede "manuelle" reefingsystem, en meget stærk sytråd. Jeg havde på forhånd lavede nogle markeringer på sytråden, så der bare skulle bindes knuder ved forskellige længder, der markede hvornår dens areal var et af de ønskede.

åbnet til 10% areal

Foto: Mads Stenfatt

åbnet til 25% areal

Foto: Mads Stenfatt

fuldt åben faldskærm

Foto: Mads Stenfatt

2 hovedskærme

Foto: Mads Stenfatt

3 hovedskærme

Foto: Mads Stenfatt

Der var stort tvivl om vindtunnelen kunne klare at holde alle tre i luften på én gang, og det ses da også på videoen, at der ikke så få gange falder en under, og hænger slapt for en stund.

Nedenfor er en samling af råklip fra de fleste tests. Læg især mærke til den sidste, hvor man netop kan se at alle tre faldskærme har svært ved at fange luft på samme tid.

Balluterne

Ballute mk2

Foto: Mads Stenfatt

Jeg skal ærligt indrømme, at jeg var enormt spændt på denne test, da jeg ved den tidligere droptest havde fået indikationer på at mk2 ville trække mere end vores første design. Det viste sig at holde stik.

Ballute mk1 med kulfiberstang ved luftindtag

Foto: Mads Stenfatt

Ballute mk1 med pudefyld ved luftindtag

Foto: Mads Stenfatt

Én af de væsentligste forskellige på mk1 og mk2 designet er, at den omkringgående "donut" er gået fra at være et ekstra lag stof der er syet på, til at være en del af den samme stofbane, som resten af balluten. Dermed er der i mk2 helt åbent ind i det store centrum og ud til "burble fence". Hvad den forskel gør, ser vi i slow mo optagelserne, hvor mk1 ballutterne først blæser selve "ballondelen" op, for dernæst at puste ringen op. på mk2 er det en mere fælles bevægelse der sker. Om det er en fordel eller ulempe er jeg endnu usikker på, men jeg har det i hvert fald på min observationsliste.

double ballute

Foto: Mads Stenfatt

De to balluter opførte sig ganske pænt sammen

Foto: Mads Stenfatt

På videoen længere nede kan man se dem sammen. Til tider kom jeg dog til at tænke på, at de lignede to legesyge hunde der delte snor hos den samme ejer :-)

Nedenfor er en samling af råklip fra de fleste ballute tests.

S2

Til forberedelse, inden jeg drog til Holland, lod vi faldskærme og balluter tage et par ture udover taget fra S2, vores store nabobygning.

Foto: CS
Foto: CS
Foto: Mads Stenfatt

Slow mo film af droptest af de tre mini-hovedfaldskærme.

Spørgsmålene besvaret

Jeg skrev længere oppe, at der var nogle hovedspørgsmål vi søgte at få besvaret. Her er så nogle tanker på det område.

Hvad reduceres trækkraften med på hovedfaldskærmen, når åbningen reduceres (reefes) til 5, 10 eller 25% areal

Målingerne viser en mindre reduktion i træk end hvad arealet reduceres med. Det ses også åbenlyst af film og billeder, at der over åbningen er en udposning der gør, at faldskærmens præsenterede areal overfor vinden er større end åbningen i bunden.

Foto: Mads Stenfatt

At se stabilitets- og trækforskelle fra det gamle til det nye ballutedesign.

Med baggrund i en relativt beskeden ændring i design lykkedes det os at måle en forøget trækevne på 7-10%. Det er jeg selvsagt særdeles tilfreds med, givet at det nye design er nemmere at lave, mere ensartet og symmetrisk i sin slutform, og så vejer det også mindre end det tidligere. det er simpelthen skønt nyt for missionen.

Hvad er forskellen i trækkraft per faldskærm ved brug af enten 1, 2 eller tre faldskærme

Vi planlægger i sidste ende at flyve med tre faldskærme over rumkapslen. Udfordringen, når det kommer til at beregne den nødvendige størrelse af dem, er, at det ikke bare er at måle en enkelt, og så gange med tre. Faldskærmene vil nemlig i et cluster påvirke hinanden, så de eksempelvis er mere skråtstillede. Effekten af dette er vigtig at tage med, når man skal designe faldskærmenes udformning og størrelse. Det var svært at få præcise målinger pga. faldskærmenes størrelse i forhold til vindens virkeområde, men vores målinger indikerer, at der ved 2 faldskærme ikke vil være nogen reduktion i trækkraft per skærm, mens vi ved tre faldskærme kan se omkring 9% effektivitetstab per faldskærm, hvilke vi bør kompensere for i det endelige designvalg. dette tal skal vi dog have verificeret, da det er dobbelt så meget som lærebøgerne indikerer at vi kan forvente.

Hvordan opfører to balluter sig sammen

Her bevægede vi os ud på ukendt grund, da jeg ikke har været i stand til at finde litteratur på området.

Grunden til at jeg vil undersøge dette er dobbelt. Dels, så er det ret besværligt at sy så store emner, som jeg forventer at skulle lave til Spica, hvis det kun skal være én ballute. Derudover, så er der også et aspekt af sikkerhed, idet det vil være rart med en form for redundans på dette område.

Ved de relativt lave hastigheder vi så i denne test, var jeg tilfreds med stabiliteten, som de to udviste. Det, som jeg dog ikke har lært noget om, og hvor jeg virkelig kan bruge noget input (hint-hint!), er hvordan man kan forestille sig at de vil opføre sig sammen ved de trans- og supersoniske hastigheder.

Hvis der er nogen der kan bidrage med viden på dette område, så vil det blive taget imod med kyshånd.

TAK

En kæmpe tak skal lyde til DARE, og medlemmerne af deres faldskærmsgruppe. Jeg er enormt taknemmelig for invitationen og resultatet af samarbejdet, og jeg håber inderligt at vi kan fortsætte det gode samarbejde i årene frem.

Næste gang jeg skriver, vil det være om den fantastiske test vi havde hos Center Jump i Odense. Det lykkedes os nemlig for første gang at få tre faldskærme til at svæve sammen i luftrummet over Odense Lufthavn. Det var et smukt syn, og jeg glæder mig til at dele resultaterne med jer.

Ad Astra,

Mads Stenfatt

Mads Stenfatt
er et af flere medlemmer af Copenhagen Suborbitals, der skriver på denne blog. Mads er ansvarlig for udviklingen af faldskærmssystemerne.

Kunne man mon droppe balluten, og i stedet bruge en stærkt reefet falskærm som ballute?

Faldskærmen kunne så un-reefes i flere steps, hvorved den overgår til sin nominelle rolle som faldskærm.

  • 1
  • 0

Kunne man mon droppe balluten, og i stedet bruge en stærkt reefet falskærm som ballute?
Faldskærmen kunne så un-reefes i flere steps, hvorved den overgår til sin nominelle rolle som faldskærm.

Sjov ide, men vi er udfordret af at vi på vej retur i atmosfæren møder temperaturer på op imod 400 grader, som skal udholdes af det materiale der nu engang er ude på det givne tidspunkt. At lave hele faldskærmssystemet af eksempelvis nomex/kevlar vil blive ekstremt tungt (og dyrt), så derfor er der i sidste ende mere sparet ved at dele det op i etaper.

  • 3
  • 0

Regarding questions about fluid dynamics you might want to contact Nicole Sharp. She is a scientist working in that area, and runs the very interesting FYFD blog about fluid dynamics.

  • 2
  • 0