pdf (4.2 Mb) - Nederlandse Vereniging voor Ruimtevaart

More documents

Recommendations

Info

Windtunneltest van de parachute voor de instrumentencapsule van de Stratos II.DARE’s eerste hybride motor DAWN.Stratos IIHet bereiken van de 50 km en uiteindelijk100 km bleek onmogelijk met de vastestuwstofraketmotor die gebruikt werdin Stratos I. Vroegtijdige missie-evaluatieduidde aan dat het ontwikkelen van eenhigh-performance raketmotor essentieelwas voor het verwezenlijken van StratosII en III. Na vele iteraties en conceptenkreeg het idee om een hybride raketmotorte gebruiken veel steun binnenDARE. Een hybride motor beschikt overde mogelijkheid genoeg specifieke impulste leveren (>180 seconden), heeftde mogelijkheid om aan- en uitgezet teworden, heeft hoge veiligheidsfactorenen, wellicht het belangrijkst, is precies denieuwe uitdaging waar de DARE ledenop zaten te wachten. Sinds 2010 is DAREdan ook hard bezig een hybride motorte ontwerpen, testen en uiteindelijk tefabriceren voor gebruik in de Stratos IIraket.Naast motorontwikkelingen zijn er ooknog ontwikkelingen op aspecten als aerodynamica,parachute-mechanisme enelektronica nodig. Stratos II zal tijdenszijn vlucht snelheden boven de 1000 m/sbehalen. Het ontwerpen van een capsuledie bijbehorende temperaturen (tegende 450 °C) en krachten aankan en tevensde parachute en wetenschappelijke experimentenveilig houdt is daarom minstenszo belangrijk als de verbeteringenin de voorstuwing. Simulaties en elektronicadie het naleven van het vluchtplanverzekeren zijn ook aandachtspunten diezeker niet nagelaten worden.Hybride TechnologieEen hybride motor gebruikt een vastebrandstof en een vloeibare oxidator(onder hoge druk). In tegenstelling totvaste stuwstof, dat oxidator en brandstofgemengd in vaste vorm gebruikt, zijn devaste brandstof en vloeibare oxidator inhybride motoren gescheiden van elkaaren worden ze via hogedrukkleppen inde ontstekingskamer samengevoegden tot ontsteking gebracht. Vanuit dezegedachte heeft het hybride team (Dawn)in het academisch jaar 2011/2012 DARE’seerste hybride motor ontwikkeld. Dezemotor is naar aanleiding van een DAREminor(deeltijdproject tijdens de Bachelorfase van de studie L&R) op kleinere schaalgebruikt om optimale brandstof/oxidator-combinaties en motorkarakteristiekente onderzoeken.Na maanden testen is vastgesteld dateen combinatie van Sorbitol plus additievenals brandstof, en NO 2 als oxidator,de beste optie voor Stratos II is. Hetfijne aan deze combinatie is dat, naasthoge prestaties, deze stoffen losstaandinert zijn, wat het uitvoeren van testenen vervoeren van de hybride motor eenstuk veiliger maakt. Tevens is na het analyserenvan testdata duidelijk gewordendat de Stratos II motor (Aurora DHX-200gedoopt, naar de 200 kN voorstuwingdie de motor levert) beschikt over eenspecifieke impuls van 198 seconden, eenbelangrijke mijlpaal in de ontwikkeling enrealisering van Stratos II.Aurora DHX-200Berekend is dat Aurora DHX-200 doormiddel van 99.6 kg stuwstof een totaleimpuls van 200 kNs moet leverenom Stratos II boven de 50 km hoogte testuwen. Hierop gebaseerd zijn de tanks,kleppen en straalpijp ontwikkeld. Deverbrandingskamer is zo ontworpen datdeze het begeeft bij een druk van 120bar, twee keer zo hoog als de berekendemaximale operatiedruk van 60 bar. Veiligheidblijft altijd voorop staan bij DARE,en zeker met een experimentele motorkan men niet veilig genoeg zijn. Eenverder ontwerppunt van de tank is datbij een druk van 120 bar de tank gecontroleerdaan de bovenkant uitscheurt enniet explosief kan falen.De straalpijp is vervaardigd uit eenenkel blok grafiet, met als kenmerkeneen ‘post combustion chamber’ (om deontbrandingsstabiliteit te verhogen) eneen belvormige divergerende sectie, wateen primeur binnen DARE is aangezientot nu toe alleen kegelvormige uitlatenzijn gebruikt. Grafiet is zeer resistenttegen de hoge temperaturen waar destraalpijp aan blootgesteld wordt en hetbehoudt zijn structurele integriteit onderhoge druk. Ook is grafiet gemakkelijkte bewerken en zijn de kosten laag; hetwordt daarom binnen DARE vaker voorstraalpijpen gebruikt.Volledige schaaltesten van de AuroraDHX-200 moeten uitwijzen of de karakteristiekenvan de kleinere testmotor ook34 Ruimtevaart 2013 | 2
Testopstelling van de DAWN motor met het DAWN team.gelden voor de Stratos II motor, en natuurlijkof de vervaardigde hybride motorwerkt zoals verwacht. Uitvoering van devolledige motortest staat op het momentvan schrijven gepland voor eind april, beginmei 2013 bij het onderzoekscentrumTNO Rijswijk. TNO Rijswijk beschikt overtestfaciliteiten die geschikt zijn voor deomvang van de Aurora DHX-200, en hetStratos Team is daarom zeer verheugd inzo’n professionele omgeving te kunnentesten. De testfase van de motor neemtmeer dan een week in beslag, zodatmet een zo groot mogelijke zekerheidgezegd kan worden of de motor klaaris voor de vlucht. Is dit het geval, danzal de Aurora DHX-200 door middel van99.6 kg stuwstof een totale impuls van200 kNs leveren en de Stratos II met eenenkele rakettrap, 18 seconden brandtijd,een maximale versnelling van 5 g en eensnelheid van 1000 m/s naar een hoogtevan meer dan50 km stuwen. Head ofOperations Rob Hermsen (BSc) ziet eendrukke testweek tegemoet: “Er is jarenonderzoek en hard werk gestoken in hetontwikkelen van de Aurora DHX-200,[...], we hebben er het volste vertrouwenin dat de motor de testweek glansrijk zaldoorstaan”.De lancering van de Stratos II staat geplandvoor eind 2013.(High-speed) videobeelden, data en evaluatieszijn na de volledige motortest tevinden op www.projectstratos.nl. Tevensis meer informatie te vinden op hetYoutube kanaal lrdare, de facebookpaginaDelft Aerospace Rocket Engineeringen de websites www.dare.tudelft.nl enwww.projectstratos.nl.Een visualisatie van de afmetingen van de 6 kg wegende straalpijp.Ruimtevaart 2013 | 235
Page 3 and 4: 50 jaar Russische vrouwenin de ruim
Page 5 and 6: Valentina Tereshkova meldt zich ger
Page 7 and 8: Elena Dobrokvashina en Yekaterina I
Page 9 and 10: Gefeliciteerd! In Nederland is meno
Page 11 and 12: Het MSL ruimtevoertuig en de belang
Page 13 and 14: Ruimtevaart 2013 | 213
Page 15 and 16: Chiaki MukaiChiaki Mukai is een Jap
Page 17 and 18: Bioclear maaktmicrobiologische proc
Page 19 and 20: De Simple-pen; dit hightech wattens
Page 21: Oprichter TomTom:‘Geloof in je pl
Page 24 and 25: 24 Ruimtevaart 2013 | 2
Page 26 and 27: 26 Ruimtevaart 2013 | 2
Page 28 and 29: Wie gaat de ruimtetoerismerace winn
Page 30 and 31: Links: testvlucht van de New Shepar
Page 32 and 33: Delft Aerospace RocketEngineering n
Page 36 and 37: NASA - A HumanAdventure ExhibitionB
Page 38 and 39: Replica van het interieur van een A
Page 41 and 42: Permanente behuizing: vanbarak tot
Page 43 and 44: alles goed gaat convergeert het ont
Page 45 and 46: Cubesat van de Universiteit van Aal
Page 47: Een camera op een van de twee staar

pdf (4.2 Mb) - Nederlandse Vereniging voor Ruimtevaart

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?