March 11, 2018

Sistema de recuperación

Electrónica del sistema de recuperación:

El sistema de recuperación es el que se encarga de que el cohete aterrice con seguridad. Todos nuestros cohetes disponen de un sistema de recuperación para ser recuperados en buen estado en el lanzamiento.

Cuando el cohete llega al punto más alto del vuelo, el apogeo, este sistema se encarga de expulsar el paracaídas para que el cohete descienda lentamente (2-5m/s). Este sistema tiene que ser robusto y seguro, ya que es vital el correcto despliegue del paracaídas en el momento adecuado. Para esto, la gran parte de nuestros cohetes disponen de un ordenador de vuelo que detecta el lanzamiento y hace una cuenta atrás (calculada previamente en un simulador de vuelo) hasta el apogeo, donde expulsa el paracaídas con una carga explosiva en el interior del cohete.

Prueba estática de eyección de paracaídas del cohete PEGASUS V3.

Este sistema se compone de fases:

  • Sensor de lanzamiento
  • Sección de eyección de paracaídas del ordenador de vuelo
  • Ignitor
  • Carga explosiva
  • Pistón
  • Paracaídas

El sensor de lanzamiento hace la misma función que un interruptor.  En el momento del lanzamiento cuando el cohete libra la lanzadera un conector se desconecta así dando señal de que el cohete ha dejado la lanzadera y el que vuelo ha empezado.

El ordenador de vuelo tiene una sección dedicada al sistema de recuperación. Esta parte del ordenador empieza una cuenta atrás cuando el sensor de lanzamiento le da la señal de que el vuelo ha empezado. El encargado de esto es un arduino nano situado en la bahía electrónica. Una vez la cuenta atrás ha terminado el cohete ya ha llegado a la altitud máxima, es el momento de expulsar el paracaídas. Para esto, el ordenador de vuelo envía una señal de ignición al ignitor mediante un transistor MOSFET.

El ignitor no es más que una resistencia que se funde y prende la carga explosiva, pero es una parte crítica del cohete. Antes los ignitores que fabricabamos eran dos hilos de cable de cobre bobinados de 5cm. Estos ignitores no funcionaban mal pero no eran totalmente seguros. Ahora la resistencia de cobre (no de acero) en vez de prender directamente la carga explosiva, prende una pequeña cantidad de fósforo que a su vez prende la carga explosiva. Así nos aseguramos de que habrá suficiente energía térmica como para activar la carga explosiva.

La carga explosiva es la que tiene que expulsar el paracaídas desde el interior del cohete. Para esto usamos una pequeña carga de pólvora negra en el interior de un compartimento de aluminio. Cuando el ignitor lo activa este genera suficiente gas como para empujar el pistón que expulsa primero el cono del cohete y luego el paracaídas.

El pistón es una parte simple pero muy importante, ya que es el encargado de empujar el paracaídas con el gas generado por la carga explosiva y a la vez, protegerlo del gas caliente. Este componente suele ser de un solo uso y solemos imprimirlo en 3D.

El paracaidas

El más común ha sido el circular con un escape de aire en el centro, con el objetivo de estabilizar la caída, un ejemplo de este es el que usamos en toda la serie de cohetes PEGASUS. Otro tipo de paracaídas frecuente en nuestros cohetes ha sido el de tipo de configuración en cruz, esta configuración lo han usado algunos cohetes de la serie X y JUNO. Desde un accidente con las cuerdas del paracaídas y la carga de eyección en uno de los vuelos de la serie X, nuestros paracaídas usan cuerdas ignifugas para prevenir daños que se pueden causar con los gases generados la carga explosiva.

Diseños nuevos:

Nuestros nuevos experimentos con nuevos sistemas de recuperación se centran en tres objetivos principales: seguridad, estabilidad y apertura bifásica.

  • Seguridad: Es el más importante de los objetivos. El paracaídas es una parte critica en el cohete, si este falla el cohete no sobrevivirá el descenso y puede ser un peligro potencial. Por esto el paracaídas tiene que poder soportar las fuerzas en la apertura y el descenso y despegarse correctamente.
  • Estabilidad: Es importante que el paracaídas sea estable para que el cohete no aterrice demasiado lejos de lo previsto y tenga un descenso seguro.
  • Apertura bifásica: Para que el cohete no aterrice muy lejos a causa de el viento que puede haber en diferentes partes del descenso, primero abriremos el paracaídas principal parcialmente y cuando falten pocos metros para el aterrizaje abriremos el paracaídas en su totalidad. Así el cohete desciende más rápido en la mayor parte de la caída pero, evitando desplazamiento lateral excesivo a causa del viento, pero aterrizará suavemente. De esta forma también evitamos grandes tensiones en la apertura del paracaídas, ya que se abre gradualmente.

Pruebas con paracaídas cuadrado:

 

 

Pruebas de apertura bifásica:

 

Pruebas de apertura bifasica con paracaídas cuadrado:

 

 

 

Para más información o archivos de piezas de este sistema contacte con nostros aquí.