Budując i wystrzeliwując rakietowy napęd hybrydowy, studenci ze Szwajcarii zrealizowali dość wymagający projekt.
Praktyczne projekty realizowane na szwajcarskich uczelniach są często imponujące i przyszłościowe. item chętnie wspiera pionierskie pomysły młodych ludzi: Dzięki temu studenci ze Szwajcarii z powodzeniem użyli naszych komponentów do zaprojektowania robota do wykrywania fal sejsmicznych, robota do plewienia oraz robota budowlanego do zastosowania w kosmosie. Fascynujący projekt z zakresu badań kosmicznych realizuje teraz Szwajcarska Akademicka Inicjatywa na rzecz Kosmosu (ARIS) (niem. Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz, ARIS). ARIS to stowarzyszenie założone przez 15 studentów ETH w Zurychu, które aktualnie liczy łącznie 150 członków z różnych szkół wyższych i kierunków. Motto ARIS brzmi „Space to grow”. „Nas nie interesuje to, co ludzie już potrafią, lecz to, czego chcą się nauczyć i jak chcą się intelektualnie rozwijać” wyjaśnia Xeno Meienberg, kierownik projektu ARIS i student ETH (pol. Politechnika Federalna) w Zurychu na kierunku budowy maszyn. Cel nowego projektu polega na zaprojektowaniu rakietowego napędu hybrydowego, który wystrzeliwany i śledzony jest za pomocą rozwiązań wykonanych z profili systemu modułowego MB item.
Jeden pomysł – nieograniczone możliwości
Elastyczny, wytrzymały i wysokiej jakości: system modułowy MB firmy item jest od ponad 40 lat optymalnym rozwiązaniem sprawdzającym się przy każdym zadaniu konstrukcyjnym, które przyjdzie rozwiązać w zakresie budowy maszyn i urządzeń.
ZAMÓW BEZPŁATNY PAKIET WZORCOWY
Badanie kosmosu w Szwajcarii: Z rakietowym napędem hybrydowym w stan nieważkości
Nad konstrukcją rakietowego napędu hybrydowego pracuje 50 studentów w ramach projektu badań kosmicznych PICCARD. Projekt swoją nazwę zawdzięcza Augustowi Piccardowi, szwajcarskiemu badaczowi, któremu w 1931 roku jako pierwszemu człowiekowi udał się lot w stratosferę. Celem projektu jest wystrzelenie rakiety o długości 6 m i wadze ponad 100 kg na wysokość ok. 9,6 km, aby przeprowadzić eksperyment naukowy. „Naszym ładunkiem jest urządzenie akustyczne, które za pomocą fal dźwiękowych potrafi unieść i utrzymać w powietrzu mały obiekt” opowiada Xeno Meienberg. „Chcemy się dowiedzieć, czy to urządzenie działa również przy wysokich siłach g podczas startu napędu, a także później, w mikrograwitacji, gdy napęd osiągnął wysokość docelową.” Wówczas doświadczenie można przeprowadzić w stanie nieważkości.
Nasz zespół jest wyjątkowo interdyscyplinarny. Dzięki temu studenci uczą się, w jaki sposób można pracować ze specjalistami innych dyscyplin.
W projekcie PICCARD uczestniczą konstruktorzy maszyn, inżynierowie elektrycy, fizycy, matematycy oraz studenci ekonomii. „Nasz zespół jest wyjątkowo interdyscyplinarny. Dzięki temu studenci uczą się, w jaki sposób można pracować ze specjalistami innych dyscyplin“, podkreśla Xeno Meienberg. Natomiast w przypadku równolegle realizowanego projektu DAEDALUS jego uczestnicy, 6 studentów, skupia się wyłącznie na zaprojektowaniu napędu rakietowego. Rakietowy napęd hybrydowy zamiast stałego materiału napędowego wykorzystuje wiele faz paliw i utleniaczy. „Jako paliwa używamy prostego roztworu cukru (sorbitolu), parafiny i aluminium” wyjaśnia kierownik projektu. „Dodatkowo potrzebny jest tlen, my używamy gazu rozweselającego.” Ponieważ wymienione substancje tworzą niezupełnie bezpieczną mieszankę, gaz rozweselający magazynowany jest oddzielnie od paliwa w zbiorniku ciśnieniowym. Dzięki temu napęd PICCARD jest wyjątkowo bezpieczny.
Rama pod stację napełniającą i odbiornik „rocket tracker” wykonane z profili
Aby rakietowy napęd hybrydowy mógł wystrzelić, należy wypełnić go gazem rozweselającym. W celu zapewnienia bezpieczeństwa wszystkim uczestnikom studenci zaprojektowali specjalną ramę, która umożliwia napełnienia napędu z pewnej odległości. „Podczas startu stację napełniającą umieszcza się obok napędu. Stacją kierujemy elektronicznie na odległość” opowiada Xeno Meienberg. Ta autorska konstrukcja dba o bezpieczeństwo podczas uruchomienia napędu. Rama konstrukcji, której wysokość wynosi 2 m a szerokość 1,5 m, wykonana jest w całości z techniki profilowej item. „Z item pracowaliśmy po raz pierwszy, a systemem modułowym item zainteresowaliśmy się dzięki dobrym opiniom, które usłyszeliśmy od innych osób realizujących projekty na ETH w Zurychu. W naszym przypadku współpraca była również bardzo udana” dodaje Xeno Meienberg. Podczas projektowania wspomagano się programem item Engineeringtool. Inżynierowie z zespołu byli zachwyceni jego intuicyjną obsługą i inteligentnymi funkcjami.
Profile item są bardzo stabilne. Napędy były wystrzeliwane w różnych miejscach, np. na pustyni i w szwajcarskich górach, gdzie bezwarunkowo wymagana jest stateczność.
Aby śledzić rakietowy napęd hybrydowy, podczas jego startu umieszcza się w odległości 500 m od napędu tzw. odbiornik „rocket tracker”. „Na pokładzie napędu znajduje się urządzenie trackingowe, które wysyła informacje o aktualnej pozycji napędu” opowiada Xeno Meienberg. Rocket tracker, który ma 1,9 m wysokości, odbiera sygnały wysyłane przez to urządzenie. Profili item wykorzystano również do budowy ramy podstawy odbiornika o wymiarach 30 x 30 x 40 cm. Dzięki drugiemu odbiornikowi można wyciągnąć wnioski o tym, jak napęd zachowuje się w przestrzeni trójwymiarowej. Zespół był przede wszystkim pod wrażeniem właściwości materiałowych wytrzymałych profili item: „Profile item są bardzo stabilne. Napędy były wystrzeliwane w różnych miejscach, np. na pustyni i w szwajcarskich górach. W takich warunkach bezwarunkowo wymagana jest stateczność” wyjaśnia Xeno Meienberg. Decydującym czynnikiem jest również modułowa budowa: „Po zakończeniu projektu bez problemu można odzyskać profile i ponownie ich użyć” dodaje. „Te elementy można wykorzystywać wielokrotnie, uzupełniać je lub modyfikować. To bardzo praktyczne rozwiązanie, które nadaje się do naszych projektów, a na dodatek bardzo trwałe i ekologiczne.”
Wyścig kosmiczny wśród młodych naukowców
W dziedzinie badań kosmicznych istnieje prężnie działające, międzynarodowe środowisko młodych naukowców. Studenci mogą sprawdzić się w licznych konkursach, mierząc się z innymi zespołami. Zespół PICCARD zaprezentował swój rakietowy napęd hybrydowy w czerwcu w ramach konkursu Spaceport America Cup. Z powodu pandemii koronawirusa ten amerykański konkurs realizowany był wyłącznie w formie wirtualnej. Na październik 2021 zaplanowano udział w drugiej edycji konkursu European Rocketry Challenge (EuRoc) w Portugalii. Liczymy na długofalową współpracę z item w przyszłości – nie tylko w zakresie projektów dotyczących napędów rakietowych. „Od jesieni przyszłego roku pracujemy nad urządzeniem służącym do instalowania paneli słonecznych. Jest to pewnego rodzaju robot, który w pełni samodzielnie potrafi zainstalować panel słoneczny na innej planecie” opowiada Xeno Meienberg.
Chciałbyś regularnie otrzymywać informacje na temat zastosowania produktów item? W takim razie mamy coś dla Ciebie: Zapisz się do blogowego newslettera item, wykorzystując do tego baner w prawym górnym rogu!
