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  PORTADA

Como evitar fallas en los sistemas de recuperación.


Introducción

La recuperación de un cohete amateur experimental esta comandada en general por un altímetro, o por un temporizador, o por un acelerómetro. Una falla del mismo implica la caída balística del cohete a tierra. El inconveniente de esto es la habitual destrucción del cohete y lo más importante: es grave la posibilidad de daño a personas o bienes materiales.
El mayor motivo de falla, desde un punto de vista estadístico, es por la falla del sistema de recuperación. En vista de esto la medida de seguridad más importante es el lanzamiento de los cohetes en áreas apropiadas donde la caída libre del mismo no produzca daños.
Para reducir la posibilidad de fallas hay una serie de recomendaciones tomadas de la experiencia propia, y la de terceros.


Uso de listas de verificación L.V. (check-list)

Parecería claro que se conoce bien el procedimiento de montaje y lanzamiento de un cohete, digamos que Usted conoce bien "su" cohete, ya que fue pensado, diseñado y construido por Usted. Sin embargo el uso de una L.V. ayuda a:

       No olvidarse de hacer cualquier ítem de la operación de armado y preparación.
       Al redactar la L.V. se ordena el procedimiento de preparación y lanzamiento.

Es increíble como la tensión y el nerviosismo que se presenta durante el procedimiento de montaje y lanzamiento de un cohete pueden hacer llevar a errores obvios. Use la L.V.!!!. Lea y aplique "Listas de verificaciones L.V."



Controles previos en cada etapa del avance del trabajo

Realice controles a medida que avanza en los trabajos de diseño y montaje. Justamente me impulsó a redactar este artículo cuando soldé unos cables para prolongar un ignitor, los aislé y los controlé. Ahí encontré que uno de los cables que con tanto cuidado había manipulado no tenia continuidad. Se había cortado el cable en el interior de la aislación!!. A pesar de haber puesto cuidado en su armado, el ignitor no iba a funcionar!!!


Parámetros de cálculo

Sea conservador al momento de realizar los cálculos del sistema de recuperación. Use márgenes de seguridad generosos.
Si calcula tiempos para apogeo con software específico (por ejemplo SOAR, Rock-Sim, etc.) utilice también algún otro medio para verificar que no halla errores groseros. También es útil comparar valores obtenidos con cohetes parecidos.
Verifique que el cohete terminado responda a los parámetros que se usó para el cálculo, en particular verifique el peso final.
Las hojas que usó para hacer evaluaciones previas márquelas como "borrador" o crúcelas con dos líneas para que no se confundan con la hoja donde está el calculo definitivo y válido. A esta lo puede marcar con resaltador para no confundirse con valores de cálculos previos y que no se van a aplicar.



Armado de plaquetas electrónicas

Sea prolijo en el armado de plaquetas electrónicas. Asegúrese que no queden componentes que estén mal soldados. Limpie la plaqueta de restos de soldaduras y restos de alambres cortados. Todo el conexionado en lo posible debe estar soldado, en particular tratar de soldar todo el cableado de alimentación eléctrica y los cables de los ignitores.
Donde deba hacer conexiones removibles use sistemas de apriete con tornillos, por ejemplo borneras.

Fig. nº 1- Sistemas de apriete con tornillos (bornera color azul)

Proteja la parte de circuito impreso, y soldaduras, con laca no conductora. Si es posible mónte la plaqueta de tal forma que no sea posible un contacto accidental de los dedos (durante alistamiento previo al lanzamiento) que puedan perturbar el circuito. He visto que tocando el impreso con un PIC hacia que éste se reiniciase.
Si usa "jumpers" para cortocircuitar ignitores use "si o si" una Lista de Verificación o sujételes una cinta de color para asegurarse que sean removidas antes del lanzamiento. Es típico olvidarse de retirarlos antes del lanzamiento.

Pegue e inmovilice los componentes físicamente grandes para que las fuerzas generadas por la aceleración no los desmonten o desconecten.
Fig. nº 2


Ensayos de los sistemas de recuperación

Realice el ensayo de todos elementos y sistemas de recuperación. Sea metódico y ensaye todo lo que le sea posible!!!

Ejemplos de tipos de ensayos:
 
      
Controle que el método de plegado del paracaídas esté bien. Una forma de probarlo es lanzándolo desde un vehículo en marcha a media velocidad.
      
Funcionamiento del altímetro, temporizador o acelerómetro: realizar una prueba simulando las condiciones de uso o lanzamiento.
      
Verifique que la cantidad de pólvora negra para la eyección del paracaídas la haya calculado en forma correcta.
        Ensaye el sistema de recuperación completo. Se sorprenderá a veces del tipo de falla que se puede encontrar. "Lo obvio sólo lo es para el que está entrenado".
      
Controle que el sistema de amarre del paracaídas al cohete soporten la carga dinámica de apertura del mismo. De ser necesario instale un absorbedor de energía como ser un "shock-cord", que es una cuerda o un elástico que absorbe el pico de fuerza al producirse la apertura del paracaídas y la desaceleración del cohete.
Fig. nº 3- Preste cuidado al plegar los paracaídas. Fig. nº 4- Sistema sencillo para ensayar un altímetro creando vacío con la perita de goma para simular el ascenso del cohete.


Diseño del sistema de recuperación

Utilice diseños de sistemas de recuperación conservadores y probados. En caso de utilizar diseños de sistemas de recuperación que sean "innovadores", "más sencillos" ó "lo simplifique un poco", agregue otro sistema de recuperación que haya sido probado y sea confiable. Sí tiene sistemas de recuperación que le han dado buenos resultados siga usándolos!


Control de ignitores

Verifique la continuidad de los ignitores. Lo mejor es controlar con un tester (multímetro) que de el valor de resistencia debida. Este sistema lo uso hasta en la caja de disparo. El tester es mejor que un sistema simple de control de continuidad ya que puede detectar sí hay un cortocircuito; aunque la falla más común es por circuito abierto más que por cortocircuito. Por ello tiene ventajas incorporar el control de continuidad dentro del propio circuito de disparo de los ignitores; usándose este control en pruebas estáticas que no sean críticas y agregar el uso de tester para el control antes del lanzamiento.

Ejemplos:
 
Fig. nº 5- Control de continuidad en un altímetro. Es mediante teclas que encienden los LED´s verdes. Los LED´s rojos son para indicar el funcionamiento del altímetro   Fig. nº 6- Control continuidad en temporizador. Se implemento mediante "jumper" que enciende un LED (el del centro adelante). El LED rojo es para indicar el funcionamiento del temporizador.



Tipos de ignitores a emplear

El tipo de ignitor debe ser acorde a la capacidad de ignición del sistema de recuperación. Para asegurarse de ello lo mejor es ensayarlo en las condiciones más parecidas al vuelo a realizar.
Recomiendo el uso de ignitores de uso comercial ya que tienen sistemas de control de calidad y una confiabilidad superior a la aplicada por una persona amateur. Esto lo hago aún habiendo desarrollado, y teniendo en uso, diversos tipos de ignitores, algunos de ellos muy confiables y seguros como el micropirógeno que utilizo para aplicaciones con poca energía de activación disponible. Sin embargo para la carga de eyección uso "inflamadores" de uso en pirotecnia. Comento que los de tipo "lamparita de luces de navidad" suelen fallar.

Fig. nº 7- Ignitores comerciales


Fuente de energía

Verifique que en las condiciones de lanzamiento, y vuelo, las baterías puedan entregar la energía esperada y que esta sea mas que suficiente para el accionamiento del sistema de recuperación.
Para el lanzamiento use baterías nuevas, y antes de instalarlas controle que estén en buen estado midiendo su tensión o mejor con una lamparita de voltaje adecuado.
Cuando vaya al campo de lanzamiento lleve baterías nuevas de repuesto.
Préstele atención que puede pasar que los ensayos den bien pero luego en el campo de lanzamiento la temperatura ambiente sea más baja, y baje la tensión de las baterías. Esto me ha pasado con baterías de cámaras de fotos. También tenga en cuenta que a mayor altitud hay temperaturas más bajas que afectan a las baterías.

Fig. nº 8 y 9- Las baterías son pesadas y pueden ejercer mucha fuerza durante la aceleración del despegue. Asegúrese que la batería no se vaya a salir de su alojamiento. En caso de duda agregue un precinto plástico para sujetar la batería.


Asegúrese que las vibraciones y movimientos del cohete no vayan a generar interrupciones en el suministro de energía eléctrica. Donde sea posible agregue un capacitor para almacenar energía eléctrica. Por norma mía todos los dispositivos que armo tienen un capacitor (típico de 1000 microfaradios por 16 Volt). También esto ayuda en momentos de accionar el ignitor.
Asegúrese que las llaves funcionen bien y no se muevan por vibraciones. Lo mejor es evitarlas donde sea posible.
Use para el lanzamiento baterías de primera marca así se asegura el mejor desempeño de las mismas. Las de segunda marca pueden presentar problemas como ser capacidad menor a la esperada, etc.


Calibración y ajuste de la electrónica de recuperación

      Verifique que los tiempos de un temporizador sean los correctos.
      Calibre los altímetros, con una simple manguera transparente con agua lo puede hacer .
       Acelerómetros: contrólelos imprimiéndoles un movimiento de aceleración y verifique que la registren y se accionen.



Sistemas redundantes

Hasta donde le sea posible use siempre sistemas redundantes En particular sí prueba por ejemplo un altímetro agréguele un temporizador confiable y que ya haya estado calificado en vuelo. Lo mejor es duplicar directamente todo el sistema de recuperación hasta donde sea posible y razonable.



Instalación de altímetros barométricos

Los altímetros barométricos requieren un especial cuidado en su instalación, ya que deben sensar la presión del medio donde está el cohete y no otra cosa.

Algunas consideraciones:
      No lo instale cerca del cono ni cerca de las aletas ni nada que genere una diferencia de presión dinámica.
      Póngalo en una cámara aislada que no sea perturbado por los cambios de presión de la zona del cono ni del motor.
      Selle los pasajes de los cables a esta bahía.
      Hacerle tomas de presión con diámetros del orden de 3 mm. sin bordes ni rebajas.
       Verificar que durante el armado para el lanzamiento no se produzcan cambios de presión.

Nota: Al armar la bahía donde se halla el altímetro se puede dar que que se produzcan cambios de presión que sean interpretados por el altímetro que se produjo el lanzamiento y accionar la carga de eyección del paracaídas. Esto se puede dar típicamente al poner o sacar tapas.



Concepto final

Por experiencia propia, y ajena, se de múltiples fallas. Algunas son evitables fácilmente otras no tanto. Sí no se es prolijo y cuidadoso en el cálculo, armado, control y ensayo puede fallar el sistema de recuperación. Por ejemplo, arme un temporizador que fue calificado en vuelo con motores Candy, pero no funcionó en un cohete armado con motor híbrido. Motivo: el tiempo de lanzamiento del cohete con motor híbrido fue muy prolongado y el PIC queda en posición de inicio y no funcionó. Esta falla se hubiese detectado sí se hubiese vuelto a ensayar con el tiempo de preparación del cohete con motor híbrido. Pero como había sido calificado en vuelo y en innumerables ensayos no pareció que esperar 10 min. fuese diferente de esperar 5min. De hecho sí hubo diferencias…… y uno preguntándose porque terminó cayendo el cohete a tierra si abrir el paracaídas. Entonces reitero que hay que ser "prolijo" y cuidadoso en el cálculo, armado, control y ensayo del sistema de recuperación.




Sea metódico y ensaye todo lo que le sea posible!!!
Lo obvio sólo lo es para el que está entrenado.

 

 

 

 

 

 

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Primera emisión:10 de Junio 2006
Ultima modificación: 25 de Mayo 2016
 
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