Projekt FURIA (FURORE) - rakieta FURIA XB - fi 19 mm
: środa, 1 sie 2018, 10:15
Witam wszystkich miłośników modelarstwa rakietowego i techniki rakietowej!
Przedstawiam Wam projekt mojej nowej rakiety!
Projekt: „FURIA” („FURORE”)
Dewiza: BYŁEM BLIŻEJ NIEBA!
Motto: „Stojąc na ramionach gigantów widzisz dalej niż oni!” I. Newton
Logo projektu Furia (łacińskie i polskie)
Cele:
Podstawowy: Udane zaprojektowanie i wystrzelenie rakiety własnej konstrukcji, jej prawidłowy lot oraz bezpieczny powrót na ziemię w celu odczytania parametrów lotu (wysokość). Zdobycie pierwszych doświadczeń.
Dodatkowy: Osiągnięcie możliwie maksymalnego pułapu. Zrobienie kroku milowego (a właściwie kilometrowego): osiągnięcie wysokości 1000 m (1 km) – od czegoś trzeba zacząć!
Założenia: Osiągnięcie celu przy minimalnym nakładzie środków finansowych, materiałowych i maksymalnie skracając czas operacyjny potrzebny na uruchomienie. Wykorzystanie prostych i tanich rozwiązań.
Projektowanie:
Głównym wytycznym jaki brałem pod uwagę przy projektowaniu rakiety były parametry silnika – jego średnica i ciąg maksymalny. Najmocniejszym silnikiem do jakiego mam aktualnie dostęp jest silnik klasy D9 i taki zostanie wykorzystany w projekcie. Drugim czynnikiem było osiągnięcie możliwie maksymalnej wysokości poprzez optymalizację elementów rakiety: minimalną średnicę oraz wydłużenie, odpowiedni kształt głowicy, zakończenia i stateczników.
I. Rakieta:
1. Korpus rakiety ze zwiniętego cienkiego papieru samoprzylepnego o gramaturze około 80g/m2 na rurce o średnicy 18 mm (średnica silnika), formatu A4, co da około 4 warstwy – grubość ścianki około 0,4 mm i średnicę zewnętrzną około 19 mm.
2. Stateczniki wykonane z takiego samego papieru, podklejonego do uzyskania właściwej sztywności (4 warstw papieru) i grubości około 0,4 mm. Przyklejane do korpusu za pomocą kleju cyjanoakrylowego (CA – SG).
3. Głowica wykonana (wytoczona) z twardego tworzywa przemysłowego – Ertalonu o gęstości 1,15 g/cm3, wygładzona i drążona w środku, gdzie znajdzie się miejsce na baterię zasilającą układ elektroniczny.
Całość rakiety również pokryta lakierem/farbą w celu wygładzenia powierzchni i zabezpieczenia przed wilgocią.
II. Silnik:
Silnik gotowy, fabryczny firmy Klima GmbH klasy D9-0 lub D9-P o parametrach: impuls całkowity: 19,5 Ns (20 Ns), ciąg maksymalny: 8,7 N (9 N), czas pracy silnika: 2,1 s, czas opóźnienia: 0 s, masa silnika: 26,3-26,5 g, masa paliwa 15,0-15,5 g, średnica zewnętrzna silnika: 18 mm, długość silnika: 70 mm. Cena: 15 - 20 zł sztuka.
III. Lądowania:
Tu jeszcze nie wiem co dokładnie zastosować i jak to uwalniać. Prawdopodobnie taśma wyzwalana ładunkiem... Sprawa otwarta do przeanalizowania...
IV. Elektronika:
Ponieważ głównym celem projektu jest jak najwyższy lot, parametr ten musi być jakoś zmierzony. Pomiar ten będzie realizowany przez prosty układ elektroniczny oparty na ARDUINO PRO MINI na razie tylko z jednym czujnikiem BMP180 mierzącym ciśnienie powietrza (wysokość względną), i/lub ewentualnie temperaturę powietrza i zapisujący odczytane wartości do pamięci EEPROM mikrokontrolera (dla Atmega328 – 1024 bajty). Zasilanie układu napięciem 3,3V z jednej baterii 4LR44 (o napięciu 6V). Pojemność nominalna: 105-185 mAh, zależnie od producenta, wymiary: 13,0x25,2 mm, waga: 10 g. Do tego mały włącznik zasilania. Układu działa wg algorytm:
1. Po uruchomieniu program wysyła zawartość pamięci na port szeregowy (Jeśli Monitor portu szeregowego nie będzie włączony ten krok nie wykona się).
2. Następnie obliczana jest wysokość odniesienia (poziom zerowy), czyli pułap z którego rakieta startuje. W ciągu 5 sekund układ pobiera z czujnika 100 próbek (co 50 ms) i oblicza z nich średnią arytmetyczną, która jest wysokością zerową.
3. Dalej rozpoczyna się właściwy pomiar i zapis danych. Układ co 50 ms (20 Hz) odczytuje z czujnika wysokość w pełnych metrach i zapisuję ją w pamięci EEPROM (pomniejszoną o wysokość odniesienia), której pojemność (1kB) pozwala zebrać 512 próbek (dwu bajtowych typu int - ponad 32 000 metrów) w czasie około 25 sekund co w zupełności wystarczy na prześledzenie lotu silnikowego i swobodnego, aż do momentu opadania rakiety. Można również mierzyć i zapisywać temperaturę powietrza (za pomocą tego samego czujnika), wówczas odczyt co 0,1 s (10 Hz). Układ w przyszłości będzie mógł być rozbudowany o akcelerometr i czytnik kart pamięci tak żeby móc zebrać więcej różnego rodzaju danych, a przede wszystkim potwierdzić osiągniętą wysokość lotu.
V. Start:
Prosta, lekka wyrzutnia rurowa z prętów średnicy fi7,8 mm osadzonych w stabilnej podstawie, odpalanie z lontu, śledzenie startu i lotu za pomocą kamery i obserwacji wizualnej. W dalszej perspektywie elektryczny zapalnik.
Silniki firmy Klima
Paln generalny
Projekt w OpenRocket. Symulacja dla wygładzenia części na poziomie 2um
Projekt w OpenRocket. Symulacja dla wygładzenia części na poziomie 60um
Arduino Pro Mini 3,3V z czujnikiem BMP180 w korpusie rakiety - jeszcze nie połączone.
Testy oprogramowania na Arduino Nano z zasilaniem 4xNiCd (4,8 V)
Przedstawiam Wam projekt mojej nowej rakiety!
Projekt: „FURIA” („FURORE”)
Dewiza: BYŁEM BLIŻEJ NIEBA!
Motto: „Stojąc na ramionach gigantów widzisz dalej niż oni!” I. Newton
Logo projektu Furia (łacińskie i polskie)
Cele:
Podstawowy: Udane zaprojektowanie i wystrzelenie rakiety własnej konstrukcji, jej prawidłowy lot oraz bezpieczny powrót na ziemię w celu odczytania parametrów lotu (wysokość). Zdobycie pierwszych doświadczeń.
Dodatkowy: Osiągnięcie możliwie maksymalnego pułapu. Zrobienie kroku milowego (a właściwie kilometrowego): osiągnięcie wysokości 1000 m (1 km) – od czegoś trzeba zacząć!
Założenia: Osiągnięcie celu przy minimalnym nakładzie środków finansowych, materiałowych i maksymalnie skracając czas operacyjny potrzebny na uruchomienie. Wykorzystanie prostych i tanich rozwiązań.
Projektowanie:
Głównym wytycznym jaki brałem pod uwagę przy projektowaniu rakiety były parametry silnika – jego średnica i ciąg maksymalny. Najmocniejszym silnikiem do jakiego mam aktualnie dostęp jest silnik klasy D9 i taki zostanie wykorzystany w projekcie. Drugim czynnikiem było osiągnięcie możliwie maksymalnej wysokości poprzez optymalizację elementów rakiety: minimalną średnicę oraz wydłużenie, odpowiedni kształt głowicy, zakończenia i stateczników.
I. Rakieta:
1. Korpus rakiety ze zwiniętego cienkiego papieru samoprzylepnego o gramaturze około 80g/m2 na rurce o średnicy 18 mm (średnica silnika), formatu A4, co da około 4 warstwy – grubość ścianki około 0,4 mm i średnicę zewnętrzną około 19 mm.
2. Stateczniki wykonane z takiego samego papieru, podklejonego do uzyskania właściwej sztywności (4 warstw papieru) i grubości około 0,4 mm. Przyklejane do korpusu za pomocą kleju cyjanoakrylowego (CA – SG).
3. Głowica wykonana (wytoczona) z twardego tworzywa przemysłowego – Ertalonu o gęstości 1,15 g/cm3, wygładzona i drążona w środku, gdzie znajdzie się miejsce na baterię zasilającą układ elektroniczny.
Całość rakiety również pokryta lakierem/farbą w celu wygładzenia powierzchni i zabezpieczenia przed wilgocią.
II. Silnik:
Silnik gotowy, fabryczny firmy Klima GmbH klasy D9-0 lub D9-P o parametrach: impuls całkowity: 19,5 Ns (20 Ns), ciąg maksymalny: 8,7 N (9 N), czas pracy silnika: 2,1 s, czas opóźnienia: 0 s, masa silnika: 26,3-26,5 g, masa paliwa 15,0-15,5 g, średnica zewnętrzna silnika: 18 mm, długość silnika: 70 mm. Cena: 15 - 20 zł sztuka.
III. Lądowania:
Tu jeszcze nie wiem co dokładnie zastosować i jak to uwalniać. Prawdopodobnie taśma wyzwalana ładunkiem... Sprawa otwarta do przeanalizowania...
IV. Elektronika:
Ponieważ głównym celem projektu jest jak najwyższy lot, parametr ten musi być jakoś zmierzony. Pomiar ten będzie realizowany przez prosty układ elektroniczny oparty na ARDUINO PRO MINI na razie tylko z jednym czujnikiem BMP180 mierzącym ciśnienie powietrza (wysokość względną), i/lub ewentualnie temperaturę powietrza i zapisujący odczytane wartości do pamięci EEPROM mikrokontrolera (dla Atmega328 – 1024 bajty). Zasilanie układu napięciem 3,3V z jednej baterii 4LR44 (o napięciu 6V). Pojemność nominalna: 105-185 mAh, zależnie od producenta, wymiary: 13,0x25,2 mm, waga: 10 g. Do tego mały włącznik zasilania. Układu działa wg algorytm:
1. Po uruchomieniu program wysyła zawartość pamięci na port szeregowy (Jeśli Monitor portu szeregowego nie będzie włączony ten krok nie wykona się).
2. Następnie obliczana jest wysokość odniesienia (poziom zerowy), czyli pułap z którego rakieta startuje. W ciągu 5 sekund układ pobiera z czujnika 100 próbek (co 50 ms) i oblicza z nich średnią arytmetyczną, która jest wysokością zerową.
3. Dalej rozpoczyna się właściwy pomiar i zapis danych. Układ co 50 ms (20 Hz) odczytuje z czujnika wysokość w pełnych metrach i zapisuję ją w pamięci EEPROM (pomniejszoną o wysokość odniesienia), której pojemność (1kB) pozwala zebrać 512 próbek (dwu bajtowych typu int - ponad 32 000 metrów) w czasie około 25 sekund co w zupełności wystarczy na prześledzenie lotu silnikowego i swobodnego, aż do momentu opadania rakiety. Można również mierzyć i zapisywać temperaturę powietrza (za pomocą tego samego czujnika), wówczas odczyt co 0,1 s (10 Hz). Układ w przyszłości będzie mógł być rozbudowany o akcelerometr i czytnik kart pamięci tak żeby móc zebrać więcej różnego rodzaju danych, a przede wszystkim potwierdzić osiągniętą wysokość lotu.
V. Start:
Prosta, lekka wyrzutnia rurowa z prętów średnicy fi7,8 mm osadzonych w stabilnej podstawie, odpalanie z lontu, śledzenie startu i lotu za pomocą kamery i obserwacji wizualnej. W dalszej perspektywie elektryczny zapalnik.
Silniki firmy Klima
Paln generalny
Projekt w OpenRocket. Symulacja dla wygładzenia części na poziomie 2um
Projekt w OpenRocket. Symulacja dla wygładzenia części na poziomie 60um
Arduino Pro Mini 3,3V z czujnikiem BMP180 w korpusie rakiety - jeszcze nie połączone.
Testy oprogramowania na Arduino Nano z zasilaniem 4xNiCd (4,8 V)