16 oktober 2019

Voor onder de parasol, livestream lancering Stratos III van DARE op 24 juli a.s.

Voor het DARE, Delfst Aerospace Rocket Engineering, Stratos III team breekt na maandenlange voorbereidingen bijna het moment suprême aan.Vanaf de Zuid-Spaanse El Arenosillo militaire lanceerbasis zal de Stratos III trachten het Europees studentenhoogterecord van 32,3 km te verbreken op 24 juli a.s om 21.00 CEST. De teamleden zullen weinig rustig onder de Spaanse zon aan de sangria zitten maar misschien voor vakantiegenieters een moment om met livestream DARE’s verrichtingen mee te beleven.

Stratos III credits; Eurocircuits

Sinds 4 juli zijn er al teamleden in Spanje bezig met de voorbereidingen en alles lijkt voorlopig spoedig te verlopen. De laatste hand werd deze week aan de gehele integratie van alle (motor)systemen gelegd met het oog op de generale repetitie die afgelopen vrijdag was. Op hun homepage is het ‘save the date’ de 18e juli a.s. en we moeten de livestream niet missen.Het hoofddoel is inderdaad het record van 32,3 km te verbreken.Daartoe heeft DARE de Stratos III ontworpen, de grootste raket ooit door henzelf gebouwd. Het Stratos III team staat onder leiding van een zes leden tellend management team met Jesse Hummel als teamleider.

Stratos III motor DHX400 Nimbus credits; Stratos

Aangedreven door een hybride motor, zie voor meer specificaties hun website of zie het artikel hieronder gepubliceerd in Ruimtevaart 1/2018,  en de lancering zal een van de door INTA vrijgegeven lanceervensters plaatsvinden, hetzij de 18e, 20e, 24e en 27e juli a.s. daar de lancering zeer afhankelijk is van de weersconditities. Er is een heuse press kitt beschikbaar  met livestream, video’s enz. gemaakt voor alle belangstellenden om maar niets te hoeven missen van deze grote happening.Godspeed!!

http://dare.tudelft.nl/stratos-iii/launch/

DARE’s  historie, overzicht teams en faciliteiten;

DARE ‘The Sky is NOT the Limit’

Na de succesvolle lancering van hun Stratos I en Stratos II + en andere sondeerraketten baant Delft Aerospace Rocket Engineering, DARE, zich een weg met als doel een nieuw tijdperk in te luiden in de wereld van de studentenraketbouw. Dit doet DARE aan de hand van een aantal grote projecten zoals AETHER, CSL-V7 en Stratos III. De auteur deed mee aan een rondleiding door de faciliteiten van de organisatie, gehost door. Kevin Eppenga, 2ejaars, destijds BSc Delft Aerospace en DARE’s PR-manager.

Korolev Lab DARE

“Waarom huren jullie niet een drijvend lanceerdek van SpaceX om deze Stratos III te lanceren?” Of “Waarom doe je dit helemaal, zou je niet op dit moment moeten studeren?” Slechts enkele vragen van een enthousiast publiek van vrienden en kennissen die op 7 oktober bij elkaar kwamen voor een bezoek van 1,5 uur aan de DARE-faciliteiten. De goed voorbereide tour begon in de D: Dreamhall. Elke tour langs DARE’s faciliteiten moet beginnen in deze gigantische hal, omdat het daar is dat bezoekers het, met andere ‘dreamteams’ gedeelde werkgebied zullen vinden waar de meeste actie plaatsvindt. Stukken metaal, lasmachines en technici met  printplaten en andere elektronica  domineren de werkplaats. Terwijl rockmuziek door het gebouw blaast, brengen studenten hier hun kostbare zaterdagmiddagen door, met het aanbrengen van draadjes rond raketmotoren. Het tweede niveau van de hal is de ontmoetingsplaats waar de groep na de uitstap naar het Korolev-lab, het ontwerp-, simulatie- en elektronicabureau terugkeerde voor enkele boeiende promotiefilms. Het publiek kijkt adembenemend toe hoe jonge studenten stalen lanceertorens oprichten en raketten assembleren, waaronder de Stratos II+ die DARE een Europese amateurraketrecord van 21,3 kilometer opleverde. Met nog meer enthousiasme en ambitie stortten ze zich in het volgende project, Stratos III. Deze raket heeft een stuwkracht van 22 kN, ongeveer een vijfde van een F16 straaljager met naverbrander en moet 100 kilometer de ruimte bereiken. Voor DARE the Sky is absoluut NOT the Limit.

De vereniging

DARE telt (en zie voor overzicht ook: Ruimtevaart 2013-2) momenteel 130 leden verdeeld over acht teams die werken aan verschillende technologieën, middelen voor voortstuwing, elektronica en recoverysystemen. De fysieke aanwezigheid van DARE is tegenwoordig te vinden in het Laika-lab in de D: Dreamhall en in het Korolev-lab op de faculteit van EWI, Electrotechniek, Wiskunde en Informatica. Ze runnen hun dagelijkse activiteiten bijna als een volwaardig bedrijf. Het bestuur coördineert en organiseert vergaderingen. Ze onderhouden hun website nauwgezet en houden hun sociale media, waaronder talloze blogs en Facebook-berichten, up-to-date. Een goed gestructureerde organisatie.

DARE-teams

Het Advanced Control Team (ACT), een van de acht  DARE-teams, onderzoekt de actieve stabilisatie van raketten en werkt aan vluchtsimulaties, vluchtbesturingssoftware en elektrisch, mechanisch en aerodynamisch ontwerp. Tot 2014 werden DARE-raketten passief gestabiliseerd, zodat winden de hoogte die een raket bereikte, ernstig kon beperken. Daarom ontwierp het team een stabilisatiesysteem die de vliegroute van de raket actief stabiliseert. Het vlaggenschip is de V7S-raket, een aangepaste CanSat V7 Launcher met het stabilisatie-augmentatiesysteem (SAS) geïmplementeerd in de payload-bay. In 2015 schreef de ACT geschiedenis van de lancering van de V7S, waarbij de SAS de raket naar een hoger hoogste punt bracht dan zijn passief gestabiliseerde tegenhangers. Een van de volgende grote projecten is Aether, dat is om een supersonische versie van de SAS op te nemen. In dit systeem worden de vinnen en canards onder een hoek van 45 graden geplaatst om de aerodynamische interferentie te verminderen. De V7S-ervaring en data-analyse van de lancering van Stratos II + in oktober 2015 hebben aangetoond dat een actief stabilisatiesysteem een belangrijk gunstig effect kan hebben op de hoogte die kan worden bereikt. Daarom is het een van de belangrijkste technologieën die binnen DARE worden ontwikkeld.

Het ‘Capsule and Recovery’-team ontwerpt raketstructuren en recoverysystemen. Dit team begon als een subteam van het Stratos II-project, waar het verantwoordelijk was voor de structurele integriteit van alle componenten boven de motor en het recoverysysteem. De belangrijkste componenten in dit gebied waren de ‘nosecone-shell’ soort huls voor de neuskegel, van glasvezel, de payloadbay en een door gas aangedreven ejectie- ‘mortier’systeem  voor de ontplooiing van de parachute. De van glasvezel gefabriceerde huls voor de neuskegel voor Stratos III zal vergelijkbaar zijn met die van Stratos II+. De ontwerpen voor beide Stratos III parachutes zijn een innovatie; Het ontwerp van de drogueparachute is een complexe lintparachute bestaande uit talloze aaneengestikte stukken stof. De hoofdparachute is een standaard kruisvormig model of een kleine variant daarvan en heeft een oppervlakte van twee vierkante meter. Het ontwerp voor Aether vraagt om een parachute van 13 m2, de grootste parachute ooit door DARE ontwikkeld, en ook de meest complexe parachute omdat hij de vallende raket moet vertragen van supersonische snelheden. Alle nieuwe subsystemen zijn al met succes getest.

Het Electronics Design and Development-team werkt aan het ontwerp en de ontwikkeling van vluchtelektronica en -software. De Aether-elektronicastack die zich in de neuskegel bevindt, bestaat uit boardlagen die aan verschillende taken zijn gewijd. Het bevat tal van elementen, waaronder het belangrijke en complexe Flight Termination System (FTS), een betrouwbaar veiligheidssysteem, afgeleid van Stratos II+. De FTS bewaakt continu de verbinding met grondbediening, in het geval van Aether over een bereik van meer dan 50 km in horizontale richting. Om DARE een generieke set vluchtelektronica te bieden, werkt het team aan een nieuwe set electronicaboards en bijbehorende software. Het nieuwe ontwerp is afkomstig van de groeiende hoeveelheid verschillende raketten binnen DARE, die allemaal elektronica nodig hebben om te werken. Tot nu toe werd de elektronica ontworpen met raketspecifieke software.

Het CanSat-team bouwt de draagraketten voor de Nederlandse CanSat-competitie. Een CanSat is een kleine ‘satelliet’ die is ingebouwd in een frisdrankblikje, een perfect hulpmiddel om leerlingen te leren over ruimtevaart en satelliettechnologie. Sinds de oprichting heeft DARE zijn CanSat Launcher verbeterd en dit resulteerde tot nu toe in de lancering van meer dan 30 CanSats. Momenteel heeft de CanSat Launcher zijn zevende hoofdrevisie bereikt, de CSL-V7 genaamd, die in staat is om maximaal 4 CanSat’s tot een hoogte van 1 kilometer te dragen. Een groot verschil met zijn voorgangers is dat het voornamelijk aluminium gebruikt als een structureel materiaal.

In 2013 zag DARE een reeks uiterst succesvolle zogeheten hot firingtests van een volledig op vloeibare brandstof voortgestuwde raketmotor, de Deimos M, die op ethanol werkt als brandstof en stikstofoxide als oxidatiemiddel. Werk aan deze motor door het Liquid Propulsion Team, LPT, resulteerde in een aantal conferentie-publicaties over de verbrandingseigenschappen van de geteste drijfgassen. Het team werkt momenteel aan een grotere, massa-geoptimaliseerde versie van de Deimos M-motor. Sinds 2013 werkt het team ook aan zijn opvolger, de Deimos F-motor. Het is ontworpen om stuwkracht te bieden in de orde van grootte van 1100 N, wat voldoende is om meer dan 100 kilogram op te tillen. De nieuwe “Demos F” is bedoeld om een aangepaste CanSat V7 – de zogeheten Deimos research Atmospheric Demonstrator – tot een kilometer hoogte te brengen. Bovendien wordt er veel onderzoek naar geavanceerde concepten uitgevoerd. Uiteindelijk is het doel om een vloeistofmotor te bouwen die een brandtijd van meer dan 10 seconden kan aanhouden door de druk in het toevoersysteem en de temperatuur van de wand van de verbrandingskamer te regelen.

Aether raket credits; DARE

Het ‘vaste raketbrandstof’team, ‘Solid Six’, is gespecialiseerd in vaste brandstoffen voor  raketaandrijving. In de loop der jaren heeft het team talloze motoren ontwikkeld voor betrouwbare raketten zoals de SRP- en DX-1-motor, de laatste in de CanSat- en ACT-raketten en de tweetrapsmotor voor Stratos I. Onlangs heeft het team gewerkt aan de ontwikkeling van DARE’s grootste en krachtigste  motor tot nu toe, de DXS Asimov. De motor is ontworpen voor implementatie in de Aether-draagraket die bedoeld is om met supersonische snelheden te vliegen. De DXS Asimov is gebaseerd op Kalinidex (‘Rocket Candy’), met sorbitol als brandstof en kaliumnitraat als oxidatiemiddel. De FSM (Full Scale Motor) was het definitieve ontwerp voor de motor, met zeven drijfgasvaten van elk 4,6 kg. Helaas waren tests niet succesvol en het team herziet momenteel het ontwerp.

Het Hybrid Rocket Propulsion-team ontwikkelt sinds 2006 hybride raketmotoren. Het teamwerk leidde tot de DHX 200 Aurora-motor die de Stratos II+ raket naar een recordhoogte van 21,3 km in 2015 voortstuwde. Om ervoor te zorgen dat de kennis over hybride raketmotortechnologie in leven werd gehouden, is project Phoenix geïnitieerd. Phoenix richt zich op de ontwikkeling van een hybride raketmotor van 4 kNs. Het idee achter de DHX4-Phoenix-motor is om een robuust testbed te hebben om nieuwe hybride motortechnologieën uit te testen. Deze technologieën kunnen dan worden gebruikt in een toekomstige Stratos-klasse raket. De DHX4-Phoenix is ook ontworpen om volledig compatibel te zijn met de CanSat V7-raket. In 2016/17 werden meerdere volledige testcampagnes met meerdere motortests uitgevoerd om het ontwerp te valideren.

Cryogenics Teamlogo credits; DARE

Uiteindelijk blijft het uiteindelijke doel van DARE om raketten te lanceren die hoogten tot 100 km bereiken. Stratos II+ kwam echter in de buurt van de efficiëntielimieten van het voortstuwingssysteem op stikstofoxide. Om deze beperkingen te overwinnen, zal het Cryogenic Propulsion Team van DARE een vloeibaar voortstuwingssysteem ontwikkelen op basis van vloeibare zuurstof, LOX. Met LOX wordt de efficiëntie van de raket en de dichtheid verhoogd, wat resulteert in een krachtiger, compacter systeem. Analyse toonde aan dat een combinatie van cryogene vloeibare zuurstof en bio-ethanol drijfgassen een raket in staat zou stellen om extreme hoogten te bereiken. De doelen van het team zijn; om een ??toevoersysteem te construeren dat in staat is om vloeibare LOX te hanteren bij een temperatuur van -170 ° Celsius bij 60 bar; een raketmotor te hebben die een stabiele verbranding van de combinatie van LOX en bio-ethanol kan ondersteunen met een temperatuur van 3500 ° Celsius bij 15 bar; een betrouwbare ontstekingsbron ontwikkelen op basis van een vonkontstekerontwerp; een effectieve en eenvoudig te produceren injector te ontwerpen die kan worden opgeschaald voor een 10 kN-motor; alsook ontwerp van een geautomatiseerde regelsequentie voor ventielactivering.

Naast de acht teams is er ook het Small Rocket Project (SRP), het DARE-project voor eerstejaars studenten. Hiervoor moeten studenten een raket bouwen die een ei tot op een kilometer hoogte schiet en het als één geheel terugbrengt. Teams nemen deel aan de SRP met namen als Major Tom en SpaceEgg. Onze gastheer Kevin put uit zijn vele memoires van het project: “We besloten om het klassiek te houden als team ‘Ground Control’ met onze raket ‘Major Tom’. Mijn team had ook een ‘Minor Tom’, deze raket was een tweetrapsraket, waarbij de tweede fase bijna volledig in 3D was geprint’.

Stratos I, II and III, ‘Missions (Im)possible’?!

Stratos II+ credits; DARE

In maart 2009 bereikte Stratos I een hoogte van 12,3 km, wat op dat moment een nieuw Europees hoogterecord voor studentenraketten was. De lancering van de Stratos II-raket was gepland in 2014, maar helaas ging deze niet door. De lancering was vertraagd vanwege problemen met het Flight Termination System. Nadat deze waren opgelost, veroorzaakte opnieuw samenstellen van de raket schade aan een cruciale verzegeling. Het lekkende N2O of distikstofmonoxide (in de volksmond lachgas) bevroor de koppelingssectie en verhinderde de activering van de hoofdklep. Er zijn drie onderzoeksprogramma’s geïmplementeerd voor de upgrade van Stratos II naar de Stratos II+. Eerst een herontwerp van de voortstuwing en elektronische subsystemen om minder vatbaar te zijn voor trillingen en lekken. Als onderdeel van deze inspanning werd de capsuleassemblage uitgebreid onderworpen aan een breed bereik van axiale en laterale versnellingen. Het tweede programma bouwde een stabieler platform voor de nuttige lading en ontwierp nieuwe technologieën zoals ‘mortier’ gelanceerde parachutes.  Het derde onderzoeksprogramma omvatte een rigoureus vluchtsimulatieprogramma voor Stratos II+. Dit was verreweg de grootste ooit binnen DARE, het vergde 500.000 simulaties om de leverancier van de lanceerplaats een definitief antwoord te geven op hoe groot een deel van de lucht- en zee rond de lanceerplaats moest worden gesloten.

Op 16 oktober 2015 bereikte Stratos II een hoogte van 21,3 km.  Hoewel het niet de beoogde 50 km hoogte maakte, leek het erop dat vrijwel alle systemen van de raket goed werkten. De gegevens werden geanalyseerd om redenen voor de underperformance te vinden, en ontdekten dat een van hen was dat de raket tijdens de opstijging met ongeveer 2 Hz roteerde, waardoor een vortex ontstond die het vloeibare N2O naar de wand van de tanks duwde. Op een bepaald punt in de verbranding bereikte de kern van de vortex het onderste schot van de tank en in plaats van brandend vloeibaar N2O werd gasvormig N2O verbrand, wat een lager motorvermogen opleverde.

Omdat NASA al een neuslengte voorsprong heeft, werd de doelstelling van het Stratos-team met een race naar Mars als te ambitieus beschouwd. Daarom werd besloten om een ??beetje dichter bij huis te blijven, maar desalniettemin een ambitieus doel te stellen. Dus het idee van een Stratos III-missie was geboren. Met de steun van DARE-tutor Chris Verhoeven (Space Systems Engineering) en twee coaches was het team belast met het benaderen van de Stratos III-missie vanuit het oogpunt van systems engineering. De conceptie van het ontwerp duurde 10 weken, waarna een levensvatbaar concept werd gepresenteerd. Het wordt een hybride raket in één fase met actieve canardcontrole. Voor (maar niet uitsluitend) de Stratos III heeft het Cryogenics-team een missie om nieuwe technologieën te ontwikkelen die DARE naar 150 km en verder zouden kunnen brengen. Sinds 2016 worden vier mogelijke verbeterpunten onderzocht en afhankelijk van hun prestaties in tests en hun paraatheidsgereedheid zullen ze worden geïmplementeerd in Stratos III: tankcomposietmaterialen, een actief besturingssysteem, een nieuw ontwikkelde hybride hoofdmotor en een tweede fase. Het hoofddoel is om in het voorjaar van 2018, zie bovenstaande,  te lanceren en opnieuw het Europese studenten recordniveau te breken.

Een van de belangrijkste technologieën voor de aankomende Stratos III-lancering is het lichtgewicht ontwerp van de raket waarvoor een composiettank nodig is. In samenwerking met het bedrijf ALE Delft en de Technische Universiteit Delft wordt het eerste prototype ontwikkeld. Het hoofdpodium zal een hybride raketmotor zijn met lachgas als oxidatiemiddel. Daarom is het prototype van de tank zo gemaakt dat het stikstofoxide kan vasthouden zonder dat het reageert met de tankwand. Dit is de reden waarom het gebruik van een PVC voering werd gekozen als een barrière tussen het oxidatiemiddel en het tankmateriaal, terwijl het ook diende als een soort spoel waar het koolstofvezel composiet tankmateriaal rond wordt gewonden. Het ontwerp zal schaalbaar zijn naar grotere tankvolumes. Filamentwikkeling is een techniek om de koolstofvezels op een zodanige manier te leggen dat alle belastingen door de vezel worden gedragen. Hiervoor moet het exacte wikkelpatroon worden berekend. Een andere uitdaging was om eenadequate afdichtingsmethode voor tanks te ontwerpen waaronder  zogeheten O-ringafdichtingen.

NSO, NLR, Holland Packing, Jac de Vries Infraroodverwarmingssystemen en TNO zijn slechts enkele van de vele trotse sponsors van DARE. Partners zoals NLR en NSO stellen DARE in staat raketten te bouwen en te lanceren ter grootte van Stratos II + en Stratos III, terwijl ze ook toegang hebben tot een breed scala aan hulpmiddelen, faciliteiten en kennis. Blogposts van de PR-managers van DARE geven enig inzicht in de doelen en producten van deze nationale organisaties en privébedrijven. Het wass geweldig om Kevin te horen vertellen dat de motivatie om een heel jaar lang te werken aan een heel project in plaats van slechts één specialiteit een unieke ervaring is. Ze kijken allemaal uit naar de Stratos III-lancering en kunnen niet wachten om een precieze datum en plaats te bepalen voor dit grote evenement.Voor speciale gelegenheden is er met DARE een afspraak te maken voor een bezoek aan de faciliteiten. Credits; Ruimtevaart 2018/1

Comments

  1. Angele van Oosterom zegt

    update lancering ; ‘The live stream will start at 14:45 CEST on 24th of July, with the hosted part beginning at 20:30 CEST. The lift-off is currently planned for 21:00 CEST.’

  2. Angele van Oosterom zegt

    Over de laatste poging van DARE nog geen duidelijke notificatie maar er zit een pers bericht aan te komen, de laatste twitter berichten klonken niet heel gunstig. De volgende blog geeft een mooi overzicht ook van DARE en volgt ook de aankomende lancering van de NEXO II in Barnholm, Denemarken, een lancering van een Deense raket vanaf een platform in de Baltische zee.
    https://hobbyspace.com/Blog/?p=16436

  3. Jammer, mislukt… 🙁

    ????LAUNCH UPDATE
    As you could see in the live stream, an anomaly occurred during the flight of the #StratosIII rocket. We are now playing back the video and radar footage of the launch to find out what exactly happened. We will keep you posted on the progress of our investigation.

    18:57 – 25 jul. 2018

Laat een reactie achter op Angele van Oosterom Reactie annuleren

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: