Parachutes


Οι περισσότεροι πύραυλοι υψηλής ισχύος χρειάζονται δύο αλεξίπτωτα για την προσγείωση τους. Το πρώτο αλεξίπτωτο λέγεται Drogue, το οποίο χρειάζεται για την αρχική επιβράδυνση του πυραύλου, ενώ το δεύτερο είναι το κύριο αλεξίπτωτο, το οποίο έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να επιβραδύνει τον πύραυλο στην επιθυμητή ταχύτητα προσεδάφισης. Πριν σχεδιαστούν τα αλεξίπτωτα, γίνεται μελέτη για να επιλεχθούν τα κατάλληλα υλικά από τα οποία αυτά θα κατασκευαστούν, το ύφασμα (Ripstop Nylon), η κλωστή (Nylon), και τα σκοινιά (Nylon).

Testing Hyperion's Main Parachute

Η κύρια μέθοδος για τον σχεδιασμό και κατασκευή ενός αλεξίπτωτου ξεκινά με τον υπολογισμό της διαμέτρου (d) και του επιθυμητού συντελεστή τριβής του (Cd). Τα δεδομένα που χρειαζόμαστε είναι η ακριβής μάζα (Μ) του πυραύλου, αφού έχει τελειώσει η καύση του κινητήρα. Συγκεκριμένα για το Drogue αλεξίπτωτο, χρειάζεται επίσης να γνωρίζουμε την ταχύτητα (v) που θα έχει ο πύραυλος τη στιγμή που θα ανοίξει αυτό. Αυτές οι παράμετροι μπορούν να βρεθούν εύκολα με την βοήθεια του προγράμματος Open Rocket, το οποίο είναι ένα πρόγραμμα προσομοίωσης πτήσης. Η διάμετρος του αλεξίπτωτου βρίσκεται με τη βοήθεια κατάλληλης βιβλιογραφίας.
Στη συνέχεια κατασκευάζεται ένα πατρόν με τη βοήθεια συγκεκριμένων εξισώσεων, έτσι ώστε να κοπούν 8 ίδια κομμάτια από το ύφασμα σε σχήμα ισόπλευρου τριγώνου. Τα κομμάτια αυτά ράβονται με τη βοήθεια ραπτομηχανής με συγκεκριμένη ραφή (ζιγκ-ζαγκ).


Το επόμενο βήμα είναι να κοπεί η κεντρική τρύπα, της οποίας η ακτίνα είναι 20% της ακτίνας του αλεξίπτωτου. Αυτή η τρύπα είναι απαραίτητη, διότι καθιστά την κάθοδο του πυραύλου πιο σταθερή. Τέλος ράβονται 8 σκοινιά στο ύφασμα, τα οποία έχουν μήκος 1,15 φορές της διαμέτρου του αλεξίπτωτου.

Sewing Parachutes

Ejection Mechanism


Η υπο-ομάδα του recovery έχει αναπτύξει δυο μηχανισμούς. Ο πρώτος είναι ο μηχανισμός εκτίναξης, ο οποίος ξεχωρίζει το nosecone και ελευθερώνει το Drogue αλεξίπτωτο. Ο μηχανισμός αυτός αποτελείται από το μεταλλικό κυλινδρικό περίβλημα με τέσσερις μικρές τρύπες και δυο μεταλλικά καπάκια για τα δυο άκρα του. Μέσα στο περίβλημα αυτό τοποθετείται συγκεκριμένη ποσότητα μαύρης πυρίτιδας, η οποία πυροδοτείται την κατάλληλη στιγμή με εντολή από τα ηλεκτρονικά του πυραύλου. Η καύση αυτή δημιουργεί αέρια με υψηλής πίεσης, τα οποία διαφεύγουν από τις τρύπες του μηχανισμού μέσα στο εσωτερικό του πυραύλου, διαχωρίζοντας έτσι το nosecone από τον υπόλοιπο πύραυλο. Για τον σχεδιασμό του πρωτότυπου μηχανισμού πρέπει να είναι γνωστός ό εσωτερικός όγκος του πυραύλου που θα γίνει η εκτόνωση των αερίων, καθώς και το βάρος του nosecone. Έπειτα οι διαστάσεις του μηχανισμού και των τρυπών του, καθώς και μια πρώτη εκτίμηση για το ποσότητα της μαύρης πυρίτιδας που χρειάζεται για να λειτουργήσει ο μηχανισμός, υπολογίζονται με μαθηματικές εξισώσεις.

Ejection Mechanism

Tender Descender


Ο δεύτερος μηχανισμός λέγεται tender descender και είναι υπεύθυνος για να απελευθερώσει το κύριο αλεξίπτωτο ώστε αυτό να ανοίξει την κατάλληλη στιγμή. Αποτελείται από δυο μεταλλικά μέρη , εκ των οποίων το ένα είναι δεμένο με το Drogue αλεξίπτωτο και την θήκη του κύριου αλεξίπτωτου, ενώ το άλλο είναι δεμένο με τον πύραυλο. Τα δυο μέρη αυτά ενώνονται μεταξύ του με τέτοιο τρόπου έτσι ώστε να μπορεί να περικλείεται ανάμεσα τους μικρή ποσότητα μαύρης πυρίτιδας η οποία πυροδοτείται την επιθυμητή στιγμή από τα ηλεκτρονικά του πυραύλου. Όταν γίνει ο διαχωρισμός των δυο μερών το Drogue αλεξίπτωτο τραβάει την θήκη του κύριου αλεξίπτωτου και έτσι απελευθερώνεται και ανοίγει αυτό.

Tender Descender Mechanism

Future

Στόχος της υπο-ομάδας του recovery είναι η ασφαλής προσεδάφιση του πυραύλου. Για αυτόν το λόγο είναι απαραίτητη η μελέτη και κατασκευή κατάλληλων αλεξίπτωτων για την ομαλή κάθοδό του, αλλά και μηχανισμών οι οποίοι να είναι αξιόπιστοι και ικανοί να ανταπεξέλθουν την στιγμή που χρειάζεται. Η ασφάλεια δεν αφορά μόνο τον πύραυλο, αλλά και τα μέλη της υπο-ομάδας, για αυτό σκοπεύουμε στην ανάπτυξη μηχανισμών με γνώμονα την ασφάλεια ως προς τον χειρισμό κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, αλλά και της συναρμολόγησης του πυραύλου. Έτσι η υπο-ομάδα κατασκευάζει έναν εναλλακτικό μηχανισμό εκτίναξης ο οποίος θα αντικαταστήσει τη μαύρη πυρίτιδα και θα χρησιμοποιεί συμπιεσμένο CO2 για την επίτευξη του ίδιου στόχου. Επίσης με την προσθήκη payload, (παραπομπή στη σελίδα του payload) το οποίο θα αποσπάται από τον πύραυλο, αναδύεται η ανάγκη για σχεδιασμό και κατασκευή ενός ξεχωριστού αλεξίπτωτου.