Door Benjamin & Rafaël Wilkosz

Kerbero

Introductie

De Kerberos gaan we bouwen als vliegend test platform voor het Avalon 005 motorsysteem en Thiemo's nieuwe PaDS. Oorspronkelijk wilde we proberen de geluidsbarrière te breken met deze raket, maar tijdens de bouw bleek dat de raket iets zwaarder werd dan verwacht, dus Mach 1 halen we niet meer... Dit is helemaal niet zo erg, omdat de restricties van de NAVRO geen vlucht boven de 2 kilometer toelaat!

Avalon 005 Motorsystee
Het Avalon 005 Motorsysteem.

Avalon 005 Motorsysteem

Na een lange ontwikkelingsperiode, met veel hoogte- en dieptepunten, lukte het Benjamin een goed functionerende motor te maken, genaamd de Avalon 005. Alle gemaakte motoren hadden een kaliumnitraat/dextrose/sucrose stuwstofblokken. Prototype 001, 002 en 003 waren niet bedoeld om gebruikt te worden in een raket, maar waren bedoeld om ervaring te krijgen in het bouwen van motorsystemen, gieten van vaste raketstuwstoffen en het bestuderen van erosieve effecten. Eerst is de Avalon 004 gebouwd. Deze motor zou een raket hebben aangedreven, maar explodeerde tijdens de eerste test. De straalpijp en de bovenste sluitring overleefde echter de explosie en werden gebruikt om de Avalon 004 B te bouwen. Zijn nieuwe motorbuis was veel korter. Dit veroorzaakte dat de verhouding tussen het motorgewicht en de impuls minder efficiënt werd, maar deze motor werkte wel naar behoren. Daarom besloot Benjamin een efficiënter motorsysteem te maken; de Avalon 005. Deze motor heeft al drie geslaagde testen gehad en de vierde is gepland op 8 augustus 2003 om de exacte specificaties van deze motor te meten. Uiteindelijk zal het voor de laatste keer op 5 september gebruikt worden tijdens de vlucht van de Kerberos!

Het vinnenblo
Het "vinnenblok".

Het bouwen van de romp

De rompbuis is gemaakt van fenolbuis van 76mm (3 inch), dit is de smalst verkrijgbare diameter die om het Avalon 005 motorsysteem past. Het is versterkt door het te lamineren met meerdere lagen koolstofdoek. De vinnen zitten aan de rompbuis met een zogenaamd "vinnenblok" (zie links). Het vinnenblok is gemaakt op de volgende manier. Een eenvoudige kartonnen buis die uitgezocht is op dat hij past om de motor en in de rompbuis van 76mm. De vinnen zijn aan deze kartonnen buis gelijmd met secondelijm en epoxyhars. Daarna zijn de doeken van koolstof/aramide en glasvezel gelaminateerd over één kant van een vin, de kartonnen buis en één kant van een andere vin. Een aluminium ring was in de kartonnen buis geplaatst om te verkomen dat het vervormde door het gewicht van de mallen en de vele lijmklemmen die we gebruikte om het laminaat op de vinnen te krijgen. Nadat de epoxyhars uitgehard was, is het teveel aan materiaal afgesneden om de originele vorm van de vinnen terug te krijgen. De glasvezeldoek is niet alleen over het koolstof/kevlardoek gelaminateerd voor de stijfheid, maar ook omdat de aramidevezels erg lastig snijden. Als laatste werden gleuven gefreesd in de rompbuis en het "vinnenblok" werd op de rompbuis gelijmd. De neuskegel is gekocht bij Caveman Rocketry en is gemaakt van glasvezel. Ook de fenolbuis van de parachuteruimte is gelaminateerd met glasvezel. We hebben besloten om glasvezel te gebruiken voor de bovenste delen van de raket om de volgende reden: koolstof schermt elektromagnetische velden af en omdat onze raket een zender krijgt om te raket terug te vinden na de landing, daarom dachten we dat het slim was om een ander materiaal dan koolstof te gebruiken. De aluminium ring die eerder te spraken kwam is niet alleen gemaakt om vervorming van de kartonnen buis te verkomen, maar zal ook gebruikt worden als de onderste centreerring voor de Avalon 005 motor.

Elektronic
De constructie van de parachuteruimte en het elektronicacompartiment.

Parachuteersysteem

Om het gewicht en de grootte te minimaliseren hebben we besloten de raket uit te rusten met een enkeltraps parachuteersysteem, waarvoor we toestemming hebben gekregen van Gerben-Jan Ligthart. Normaal gesproken moeten raketten die hoger dan een kilometer komen een tweetraps parachuteersysteem hebben. We volgende probleem wat we tegen kwamen was de vereiste dat de raket moet zijn geland in 90 seconde. Als je een tweetraps parachutering gebruikt, met eerst de ontplooiing van een streamer of een heel kleine parachute, dan zal hij heel snel hoogte verliezen. De laatste meters zal de raket vertraagd worden door een grote parachute, waardoor hij veilig land. Kerberos zal ongeveer 5,8 kilogram (vluchtklaar) wegen en de totale impuls van de Avalon 005 is ongeveer 1400Ns, waarmee we verwachten een maximum snelheid te halen van 830km/u en een hoogte van 1500 meter. Een simpele berekening leert ons dat de daalsnelheid ongeveer 17m/s of 60km/u zal zijn. Om aan deze vereiste te voldoen is een kleine (60 centimeter) Roy Brown parachute gekozen om de raket "veilig" terug op aarde te krijgen.

Elektronica

Tijdens de beginfase van het project hebben we gezocht naar een boordcomputer voor de Kerberos. We namen contact op met Thiemo van Engelen. Wij wisten dat hij een nieuw ontplooiingssysteem aan het ontwikkelen was en we hadden dit systeem met succes zien werken, waarop ik dacht dat dit de juiste boordcomputer voor de Kerberos zou zijn. Maar toen ik informeerde waren er geen PaDS's (Parachute Deployment System) meer op voorraad, maar gelukkig bood Thiemo aan om te ons te laten vliegen met zijn gemodificeerde experimentele PaDS. Op deze manier had ik een boordcomputer en Thiemo zal testgegevens verkrijgen voor zijn nieuwe PaDS. De PaDS is een barometrisch ontplooiingssysteem. Tot nu toe meette de PaDS geen versnelling. Om de mogelijkheden van de PaDS uit te breiden, heeft Thiemo deze functionaliteit toegevoegd. Op een klein akoestisch baken na zitten alle elektronica in het bovenste deel van de raket, de neuskegel van glasvezel. Voor het parachuteersysteem gebruiken we twee computers, de PaDS (belangrijkste) en de Trax-Art. Oorspronkelijk zouden we met alleen de PaDS vliegen, maar na enige overdenking hebben we besloten een Trax-Art te gebruiken als back-up voor de PaDS, omdat deze computer een experimenteel nieuw acceleratiesysteem gaat gebruiken. Om de raket terug te vinden gebruiken we drie systemen. Het belangrijkste systeem om de raket te vinden is een 300mW locatiebaken, geplaatst in de bovenkant van de neuskegel. Als we dichterbij de raket komen zal een akoestisch baken ons naar de exacte locatie leiden. In het geval we de raket niet terugvinden, hebben we een "laste hoop" systeem geïnstalleerd, een knipperend helder LED-systeem. Als het donker is zal misschien het militaire personeel van het schietterrein naar "die vreemde lichtjes" gaan kijken.

Motortest 8-8-2003

Nog een succesvolle test van de Avalon 005! (Eindelijk een betrouwbare motor!) De testresultaten staan hieronder in de grafiek.

Ga naar boven
JSN Boot template designed by JoomlaShine.com