Bezpieczne otwieranie spadochronu: CLES

Bezpieczne otwieranie spadochronu: CLES-Facil wykorzystuje
tensometry od HBM na pokładzie eksperymentalnej rakiety.
Każdego roku zespół ze stowarzyszenia lotniczego "Cles-Facil" doskonali rakietę
eksperymentalną w celu znalezienia odpowiedzi na kluczowe pytania badań naukowych. W
projekcie oblicza się siłę, która jest wywierana na rakietę poprzez otwarcie spadochronu.
"CLES-Facil" wykorzystuje do tego tensometry firmy HBM.
Nie wszystkie pytania dotyczące powietrza i podróży kosmicznych zostały wyjaśnione. Dlatego
instytucje na całym świecie przeprowadzają wiele projektów mających na celu dalsze badania w
obszarach, które są naukowo bez odpowiedzi. W 1967 roku Alain Juge założył klub Lyonnais
d'Experimentation Spatiales (CLES-FACIL), obecnie najstarsze lotnicze stowarzyszenie badań
we Francji. Silne powiązanie między klubem i dobrze znanym Uniwersytetem INSA w Lyonie
oznacza, że projekty badawcze są stale prowadzone na wysokim poziomie.
Fot. drużyna CLES-Facil z rakietą "Detrona"
Około 20-30 członków Cles-Facil nieprzerwanie
pracuje nad różnymi projektami badawczymi, na
przykład rozwój rakiet doświadczalnych, balonów
stratosferycznych i rakiet miniaturowych. Każdego
roku, CLES-Facil buduje również rakietę
badawczą ("Fusex"), z dokładnym celem na
badania i znalezienie odpowiedzi na poszczególne
pytania naukowe.
Projekt Detrona: Pomiar siły ze spadochronem
Zadaniem w roku 2011 dla rakiety "Detrona" z Cles-Facil było
między innymi, aby dowiedzieć się czy siła, która otwiera
spadochron wywiera wpływ na rakietę. Wartość ta była przedtem
tylko formalnie obliczana, nigdy nie mierzona. Dokładna
znajomość tej wartości ma duże znaczenie dla producentów
rakiety, ponieważ otwarcie spadochronu powoduje "szok" dla
rakiety, która w tym przypadku może spowodować nieodwracalne
zniszczenia całej konstrukcji.
Fusex Detrona jest krótka, ma 2 metry długości, średnicę 120 mm
i wagę 10 kg. Części rakiety to przezroczysty poliwęglan, aby
umożliwić instalację kamery na pokładzie o zasięgu 360 °.
Ponadto zamontowany jest spadochron, z którego bedą
dokonywane pomiary siły.
Oglądnij film o Projekcie Detrona
fot. Udany start Detrona
Semi-analityczny pomiar siły
W sumie siłę, od chwili otwarcia spadochronu, można oszacować za pomocą wzoru półanalitycznego: F = 0,65 * S * V2, gdzie S oznacza powierzchnię spadochronu i V jest prędkością w
chwili otwarcia. Prędkość V nie może być określona, a rozmiar powierzchni spadochronu naprawdę
zależy od formy w jaką się otwiera. W związku z tym Zespół z Cles-Facil postanowił wykorzystać
tensometry firmy HBM by obliczyć siłę na rakiecie Detrona.
Tensometry zostały zainstalowane na zamontowanym spadochronie w przeciwnych kierunkach,
dwa w kierunku napięć i dwa w kierunku kompresji. Taki układ pozwala na skręcanie i napreżenie
mieszanie się przepływów. Ponadto, istnieje wzmacniacz i forma oprogramowania obliczającego do
nagrywania danych pomiarowych.
Fot. aplikacja tensometrów na elementach
montażowych spadochronu, rakieta Detrona
Udany lot testowy i zdobycie danych pomiarowych
Lot testowy, w którym rakieta Detrona została wyposażona w
tensometry i system telemetryczny, był bardzo udany. Rakieta
osiągnęła wysokość ponad 1000 metrów. Otwarcie spadochronu
okazało się wiarygodne i precyzyjne. Poprzez system
telemetryczny zespół zebrał wszystkie istotne dane pomiarowe i
pokazał, że maksymalna siła, którą została wywarta na otwarcie
spadochronu wyniosła 1210 Newtonów.
Fot.Rakieta Detrona
Wykres przedstawia rozwój siły, która została zmierzona podczas lotu rakiety. Poszczególne etapy
od rozpoczęcia lotu do ekspansji na spadochronie są łatwe do zidentyfikowania.
Rys. Wykres pomiaru siły
Zmierzona wartość pomógła zespołowi CLES-Facil w dalszym rozwoju, a także została uznana w
dziedzinie przemysłu lotniczego. Projekt Detrona CLES-Facil w 2011 roku zdobył pierwszą
nagrodę "Planète Sciences" w konkurencji C'Space po raz trzeci. Ponadto, dodatkowo zdobył
nagrodę "Thales Alenia Space" zorganizowaną przez francuskie stowarzyszenie Air and SpaceTravel GIFAS.
Kontynuacja projektów z udziałem tensometrów
Kolejne projekty technologiczno- pomiarowe są już tutaj. Będące kontynuacją projektu z Detrona śledenie analizy naprężeń lotki na rakiecie. Tu znów zespół użyje tensometrów od HBM.
Biuro Inżynierskie Maciej Zajączkowski, ul. Krauthofera 16, PL 60-203 Poznań
Tel./Fax. +48 61 66 25 666, e-mail: [email protected] , www:http://www.hbm.com.pl