Vi smadrede rumkapslen!

Kære læsere

For godt en uge siden havde vi en test af vores model af rumkapslen i vindtunnelen hos Copenhagen Air Experience.

Lad mig starte med at vise hvordan dagen sluttede:

Så nærværende blogoverskrift lyver ikke. Heldigvis havde vi planlagt testserien korrekt, så dette var den sidste planlagte test, da vi netop havde forventet at dette forsøg var det mest risikable.

Test af forskellige ophængningsmetoder samt fejlscenarier

Det, som vi ønskede at teste med rumkapslen, var primært hvordan vi kunne opnå den mest stabile rumkapsel under balluten og sekundært hvordan rumkapslen opførte sig, i det tilfælde at der ikke var en stabiliserende ballute, eller blot meget lidt trækkraft over rumkapslen. Vi havde derfor klargjort modellen med fire ophængningspunkter, så vi kunne teste forskellige scenarier af.

fire punkter blev testet til ophængning af rumkapslen under balluten.

Vi startede ud med at hænge balluten i tre punkter, fordelt i 0, 120 og 240 grader på cirklen. Dernæst to ophæng fordelt på 0 og 180 grader, så to på 0 og 120 grader og til sidst et enkelt ophængningspunkt.

Kort fortalt, så blev rumkapslen mere og mere stabil jo længere vi nåede hen i testprogrammet, og vi kunne derfor gå derfra med den erfaring, at less is more :-)

Rumkapslen hængende i et punkt. Foto: Carsten Olsen

Det er også en konklusion der passer faldskærmsafdelingen rigtig godt. Dels passer det med vores formodning om hvilken konfigurationer der giver den blødeste landing. Denne formodning bliver snart konverteret til viden, når vi tester landingen i en svømmehal - Vi skal dog lige have bygget en ny rumkapsel. En anden fordel, set med mine øjne er, at der med kun et ophængningspunkt vil være færre fejlmuligheder, når rumkapslen skal give slip på balluten og sige goddag til hovedfaldskærmen. Det vil også bidrage yderligere til en tidligere opbremsning på grund af det forøgede overfladeareal mod vinden, således at vi tidligere i returflyvningen kan brænde noget fart af.

Det giver os så til gengæld en anden hovedpine. Ved tre ophængningspunkter kan vi have den primære varmebeskyttelse i bunden af rumkapslen. Ved et ophæng der bringer rumkapslen til at hænge på skrå, vil vi skulle fokusere på et meget større område.

Og det er jo en af de klassiske udfordringer ved denne disciplin - alt er kompromiser. Når noget er en fordel for én afdeling, bliver det en ulempe for en anden. Men nu er vi blevet meget klogere på hvilken ophængning vi foretrækker.

Flyvning med meget lille drag-device

Hvad så, hvis balluten beslutter sig for at gå i stykker og på en eller anden vis kun genererer meget lidt trækkraft? Der var derfor lavet en meget lille faldskærm, som skulle emulere en fejlfunktion der udøvede et meget beskedent drag. Det blev hurtigt klart, at konsekvensen af denne tilstand, sammen med de finner vi havde med til rumkapslen, ikke var god. Det viste sig, at rumkapslen lagde sig på siden og blev ustabil, uden nogen synlig effekt af faldskærm og finner.

Hér er er der altså fortsat plads til yderligere udvikling, inden vi sender den første rumkapsel afsted.

Flyvning uden ballute

Og hvad så, hvis balluten beslutter sig for slet ikke at være tilstede når det virkelig gælder? Vi ønskede som det sidste at teste, hvordan rumkapslen opfører sig i tilfælde af at balluten får en fejlfunktion, eller bare forsvinder. Sidste test var derfor at lade rumkapslen flyve solo i vindtunnelen, uden hjælp fra balluten. Belært af forrige test var vi selvsagt noget spændte på resultatet, og ryddede derfor også hurtigt vindtunnelen, så snart at rumkapslen var kommet i lodret position. Langsomt blev der skruet op for vindstyrken, og længe så det ud til at rumkapslen kunne klare sig stabilt. Men så ramte operatøren terminalhastigheden for rumkapslen, og den blev derfor ikke længere stabiliseret af nettet den stod på. Et lille udsving betød at den hurtigt lagde sig på siden for derefter at flyve op som om at fanden var efter den. Næste gang vi så den var den i mange flere stykker, færdig, smadret og ukampdygtig.

Rumkapslen som den stod få sekunder før den smadrede

Større finner er derfor på tapetet, hvis vi ønsker en stabil returflyvning uden ballute. Og så kan undersøgelserne jo faktisk gå i loop, for måske vil de større finner være det der skal til for at gøre en 3-punktsophængning stabil?

Forbedrede målinger på Nexø balluterne

Et andet mål for dagen var at få mere præcise målinger på dragkoefficienterne for Nexø-balluterne.

Sidst vi målte på balluten til Nexø I foregik det ved at én sad og kiggede på udlæsningen på en lastcelle monteret på linen til balluten, mens en anden observerede værdierne på en håndholdt vindmåler. De to værdier, der hoppede og dansede, skulle så aflæses samtidig og noteres.

Manuel målemetode ved tidligere setup. Foto: Jev Olsen

Udover at det var MEGET besværligt, så gav det også en måleusikkerhed på trækbelastningen, idet min tilstedeværelse under balluten gjorde, at den fløj i forstyrret luft, og dermed ikke trak 100%.

Den nye måleboks til træk- og vindmålinger. Foto: Bianca Diana

Til denne test havde vores tidligere praktikant, Thomas Giraud-Saveur lavet en ny kombineret træk- og vindmåler, og den fungerede meget bedre. Den gav os både mere præcise målinger, men vi opnåede dem også på markant kortere tid, og det skal han have tak for.

træk- og vindmålinger studeres. Foto: Carsten Olsen

Som I kan se i grafen nedenfor, så gav den nye målemetode mulighed for at observere træk og vindhastighed i et kontinuert forløb fremfor tidligere målinger der kun kunne udføres ved udvalgte vindhastigheder.

Målinger på ballute. Grafik: Mads Stenfatt

Vi ønsker at være forberedte

TV2 Bornholm spurgte os efter testen, hvorfor det er at vi tester disse ting, når vi endnu ikke har fået en raket ud i rummet. Selvom svaret virker åbenlyst - især i dette forum - så ligger der egentlig mange gode tanker bag spørgsmålet. Men, som jeg sagde til dem, Det gør vi for at være forberedte til når vi når derud. Det er jo ikke uden grund, at der er et udtryk omkring at jo mere man træner, jo heldigere er man.

Her er et udvidet klip af hvordan TV2 Bornholm oplevede dagen

Hvis ikke vi havde foretaget disse tests i vindtunnelen, og havde vi bare sendt rumkapslen afsted i den konfiguration vi inden testen troede var smartest, så havde vi højst sandsynligt fået os en grundig og kostbar overraskelse. Det er netop derfor vi prøver at være systematiske i vores tilgang til rumfærden, i stedet for bare at banke et par plader jern sammen, kalde det en rumkapsel, sende den afsted og så se hvad der sker. Opsendelsesvinduer er en knap ressource som skal udnyttes så optimalt som muligt. Det vil i mine øjne være mangel på respekt af de penge vi modtager, hvis ikke vi gjorde vores ypperste for at fjerne flest mulige fejl inden raketten forlader rampen. Det gælder selvfølgelig for alle systemer, hvorfor det er en kæmpe fordel at vi er så mange der kan have hvert vores fokusområde at udvikle og teste på.

Carstens Olsens første sammenklip af dagens oplevelser. Snart kommer der mere...

Sponsorat

Jeg bliver altid så glad, når jeg kan skrive om endnu et sponsorat, og dette er nu igen tilfældet for min afdeling. Efter en god dialog med folkene hos denbigharmysurplus.co.uk har de nemlig tilbudt at forære os en helt ny faldskærm der i langt højere grad matcher de ønsker vi har til det faldskærmssystem der skal lande den bemandede rumkapsel. Jeg har tidligere beskrevet at de runde C9 faldskærme vi hidtil har benyttet har været valgt af økonomiske årsager, men at det ikke var den vej vi ville gå, når det begyndte at blive alvor.

Helt ny hvid ribbon-faldskærm. Foto: denbigharmysurplus.co.uk

Som det er de fleste bekendt, så har almindelige runde faldskærme det nemlig ikke så godt med at blive åbnet ved for høje hastigheder. Det løser man generelt ved forskellige mekanismer der sikrer, at faldskærmen ikke folder sig helt ud med det samme den møder luften. Derudover findes der også andre designs af faldskærme, der sikrer at faldskærmen har langt større tolerancer over for højhastighedsåbninger. Et af disse designs er det man kalder en ribbon-faldskærm, som simpelt sagt har en stor mængde huller der lettere slipper et eventuelt overtryk igennem, og dermed forbedrer faldskærmens overlevelseschancer ved en højhastighedsåbning.

Faldskærmen er forberedt til reefing. Foto: denbigharmysurplus.co.uk

Det skønne ved den faldskærm denbigharmysurplus.co.uk har tilbudt os er, at den også kommer med ringe til den snor vi monterer til reefing, som er vores system til at forsinke en total åbning af faldskærmen, og dermed gøre åbningsforløbet mere tilgivende over for faldskærm, rumkapsel og astronaut. Vi kommer forhåbentlig til at teste den nye faldskærm igen hos Center Jump (Læser I med?), og der vil vi så finde ud af hvor meget det vil give mening at reefe denne nye type. Hvor meget skærmen skal reefes er jo endnu et designvalg vi kan beslutte os ud af, i forhold til hvor hård en opbremsning vi ønsker os.

Tak, igen-igen

Og det bringer os til afslutningen, hvor vi igen vil sige tak til de virksomheder og, personer der hjælper os.

Brian og Sofie fra Copenhagen Air Experience. Foto: Bianca Diana

Copenhagen Air Experience har igen bidraget stort til opnåelsen af drømmen om bemandet amatørrumfart, og så skylder jeg også i denne omgang en tak til Cotter, som har været hjælpsomme med at skære stofstykker til balluten der holdt modellen svævende. tusind tak!

Ad astra,

Mads Stenfatt

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

Kommentarer (8)

...Kære Mads:-)

Hvorfor er ophængningspunkterne kun i periferien af kapslen? Hvis det bedste er ét punkt, kan det så ikke være i centrum så kapslen hænger helt lodret og ikke skævt?

VH
Jonas
Copenhagen Suborbitals

  • 0
  • 0

:-)

Undskyld uklarheden: Jeg taler om situationen med kun 1 punkt. Hvorfor er dette ene punkt ikke i midten af kapslen (som vi f.eks har afbilledet det i mine illustrationer:-)) så vi undgår at kapslen hænger skråt?

V
Jonas

  • 0
  • 0