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.
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Fig.
nº 1- Sistemas de
apriete con tornillos (bornera color azul)
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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.
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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: |
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Controle que
el método de plegado del paracaídas esté bien. Una forma de probarlo
es lanzándolo desde un vehículo en marcha a media velocidad. |
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Funcionamiento
del altímetro, temporizador o acelerómetro: realizar una prueba simulando
las condiciones de uso o lanzamiento. |
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Verifique que la cantidad de pólvora
negra para la eyección del paracaídas la haya calculado
en forma correcta. |
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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". |
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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. |
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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: |
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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 |
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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.
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Fig.
nº 7- Ignitores comerciales
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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.
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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!!!
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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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