Febrero 17 2020 11:03 am

Autor Tema: PROYECTO: "Cormorán II"  (Leído 20425 veces)

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PROYECTO: "Cormorán II"
« en: Julio 09 2007 18:02 pm »
INTRODUCCIÓN:

La misión "Cormorán II" nace como un pequeño apoyo técnico a un proyecto del departamento LEEM de la Universidad de Ingeniería Aeronáutica de Madrid, denominado; COHETE LEEM-RK/CS E1.

La serie "Cormorán" da nombre a las misiones experimentales basadas en los reactores de aluminio.

Para las pruebas estáticas, los diámetros externos e internos del tubo de aluminio con aleación 6060 son 50/45 mm, con lo que el espesor del tubo del reactor es de 2.5 mm.

La misión se compone de varias pruebas de combustión a 1 atm, un conjunto de pruebas estáticas en el banco de pruebas de reactores y un lanzamiento de cohete.

Los reactores denominados A50/B y A50/C, cargan 737 gr. (aproximadamente) de mezcla propulsora KNO3+Eritritol y Fe2O3 como catalizador con las proporciones O/R 65/35 y 70/30 respectivamente. Este propulsor se denomina KNER+.

También se realizará, a modo de alternativa, una serie de reactores con propulsor de base epóxica (EPOKSAL y RNX-42) como parte de las pruebas estáticas. Los denominaremos A50/D, A50/E, A50/F, etc y pertenecen a la misma familia de reactores de aluminio con aleación 6060 y calibres 50/45. Los reactores A50/D y A50/E cargan 454 y 474 gr. de propulsor EPOKSAL respectivamente.

Sólo cuando la fiabilidad del reactor en el banco de pruebas, sea lo suficientemente alta, se determinará el diseño del sistema definitivo con el propulsor más conveniente. Se construirá el reactor A50/DEF con la información de los resultados de las pruebas estáticas.

Las pruebas estáticas contarán con una tobera de flujo subsónico de masilla epóxica y garganta de acero.

Se usa cartón como pantalla térmica de la cámara de combustión. Esto evita la pérdida de resistencia mecánica del aluminio debida al calentamiento. También evita las pérdidas de rendimiento termodinámico por radiación y conducción del calor a través de las paredes de metal de la cámara de combustión.


COMPOSICIÓN DEL PROPULSOR KNER+:

Ver aquí: http://todopetardos.com/foro/index.php?topic=1013.0



COMPOSICIÓN DEL PROPULSOR EPOKSAL:

Ver aquí: http://todopetardos.com/foro/index.php?topic=1003.0


VIDEO DEL REACTOR A50/E:

Ver aquí: http://todopetardos.com/foro/index.php?topic=1186.0


COMPOSICIÓN DEL RNX-42:

Ver aquí: http://todopetardos.com/foro/index.php?topic=1070.0



FUSELAJE:

El fuselaje es una evolución del modelo "Cormorán I" y está realizado con tubo de cartón helicoidal de 60 mm impregnado interior y exteriormente con resina epoxídica.

Los estabilizadores aerodinámicos son cuatro aletas trapezoidales de contrachapado de 3 mm. con bordes de ataque y salida afilados. Dichas aletas son impregnadas con resina epoxídica en su superficie y posteriormente lijadas. También se refuerza con este mismo adhesivo el punto de unión con el tubo en ambas caras del estabilizador y se encastran en las ranuras previstas para ello en el extremo inferior del fuselaje.

El cono de ataque se desarrolla en papel y se refuerza internamente con rellenos de arroz y resina epoxídica.
La pintura de todo el cohete es ecológica con base al agua de color gris y roja.

La simulación del vuelo se realiza con hoja de cálculo EZALT.


DATOS TÉCNICOS DEL REACTOR A50/DEF

(A la espera de los resultados del banco de pruebas).


NOTAS:

- Los propulsores KNER+ y EPOKSAL no están "caracterizados", por lo que los cálculos de simulación de los reactores están hechos para el KNO3/Sorbitol. Debe hacerse una extrapolación con las características de los nuevos propulsores (sobre todo en lo relativo a la velocidad de combustión).

- Los resultados de las pruebas estáticas de EPOKSAL y KNER+,  definirán la línea de propulsor a utilizar en el cohete Cormorán II.

- Si bien no se espera superar el régimen transónico, la simulación Ezalt da una velocidad máxima en torno a los 900 km/h.

- La altura esperada estará en torno a 1 km si no se producen fallos estructurales que afecten a la aerodinámica.


El precursor del "Cormorán II" fue el "Cormorán I" (Ver video)

<a href="http://www.youtube.com/watch?v=CZtkC6F6UZA" target="_blank">http://www.youtube.com/watch?v=CZtkC6F6UZA</a>





ESTADO DEL PROYECTO:

-JUNIO. Gestiones y adquisición de materiales. Diseño de los reactores mediante SRM. (Simulación por ordenador).

-JULIO. Pruebas de combustión con distintas formulaciones de KNER+ y construcción de los reactores A50/B y A50/C para el banco de pruebas.

-AGOSTO. Construcción del reactor A50/D con propulsor EPOKSAL. Pruebas estáticas de los reactores A50/B, A50/C y A50/D.

-SEPTIEMBRE. Construcción del reactor A50/E con propulsor EPOKSAL. Prueba estática del reactor A50/E.

-OCTUBRE. Construcción del reactor A50/F con propulsor NEPOX. Prueba estática del reactor A50/F.

-NOVIEMBRE. Caracterización del NEPOX mediante hoja excel SRM.

(Continúa en los siguientes mensajes).


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Re: Misión: "Cormorán II"
« Respuesta #1 en: Julio 09 2007 22:37 pm »
Wenas
Me alegro de que haya proyectos como este en el foro junto con el de apollo!!
En cuanto tiempo teneis pensado terminar el cormoran II ?
Yo no entiendo muxo de ingeneria Aeronautica XD ya que soy in chico de 15 años XDXD, pero por lo que veo esta muy bien encaminado, ojala que es vuele muy alto!!
Seguid asi e informadnos cada vez que hayan noticias nuevas.
Saludos
Pucar


¿Porque acer una simple hogera, cuando puedes hacer del cielo  una enorme bola de luces y fuego?

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Re: Misión: "Cormorán II"
« Respuesta #2 en: Julio 09 2007 23:09 pm »
 :loco: :loco: :loco: :loco: :loco: :loco: yo quiro una jajajja la verdad que yo tenia el mio montao y llegastes tu y me hechastes por tierra el trabajo jajjajajaja no tengo ni calculos ni leches y lo unico que me falta por poner es la tobera exterior de acero evidentemente tampoco tiene ningun calculo asi que yo creo que ni me voy a molestar en soldarla
               un saludo piromano88
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Re: Misión: "Cormorán II"
« Respuesta #3 en: Julio 09 2007 23:29 pm »
no si ya me lo habia bajado pero esque no entiendo nada jajajaja y las intrucciones toy buscandolas a ver como va
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Re: Misión: "Cormorán II"
« Respuesta #4 en: Julio 09 2007 23:31 pm »
aaaaaaaaa esque yo me bajaba otro rollo por eso ya decia yo jajajajaja que tronco
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Re: MISIÓN: "CORMORÁN II"
« Respuesta #5 en: Julio 14 2007 23:03 pm »
Hola, ya respondí, en el tema de apollo, aunque me falta algún dato por explicar, que estoy de vacas fuera de mi  casa. Has especificado muy bien tu proyecto. No dudes en grabarlo y poner fotos, arriba ese cormorán.

Un saludo

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Re: MISIÓN: "CORMORÁN II"
« Respuesta #6 en: Septiembre 04 2007 14:32 pm »
Siguiendo con el desarrollo de la misión, se construirá durante este mes de septiembre, el reactor A50/E.


Este reactor carga 474 gr. de EPOKSAL divididos en 6 segmentos cilíndricos huecos inhibidos externamente.

La tobera es de flujo subsónico torneada en acero con una garganta de 10mm. de diámetro.

Como el resto de reactores probados hasta la fecha, está realizado con tubo de 50 mm. y aleación de aluminio 6063.

El reactor presenta una curva de combustión regresiva que comienza en Kn=300 y termina en Kn=200.

La curva regresiva de combustión compensa un exponente de presión de 0.8 y produce un empuje relativamente estable en el eje del tiempo.

Por tratarse de propulsores no caracterizados, no se puede preveer el empuje ni el tiempo de combustión, estando precisamente estas pruebas destinadas a su caracterización. Una extrapolación basada en simulaciones anteriores predice un tiempo de combustión entre 3 y 5 segundos con un empuje medio de 75-98 Newtons (Unos 8 a 10 kg).

El anterior reactor A50/D tuvo un tiempo de empuje demasiado largo, siendo este de 10 segundos con kn=175, es por ello que se ha aumentado la presión de trabajo para este reactor, confiando en que el aluminio del tubo y el acero de los extremos, resistan.


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Re: MISIÓN: "CORMORÁN II"
« Respuesta #7 en: Septiembre 06 2007 17:33 pm »
alguien sabe algo de apollo ??? no se sponia que iba a tirar un prototipo y el cohete definitivo por estas fechas ???
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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #8 en: Diciembre 02 2007 13:56 pm »
EL CORMORÁN II PODRÍA SER SUPERSÓNICO.


Química

En noviembre del 2007 se caracterizó el propulsor NEPOX y se eligió entre varias alternativas, para propulsar el "Cormorán II".

Los propulsores descartados fueron el EPOKSAL y el KNER, de los cuales también se ha insertado videos y referencias técnicas.

La formulación de NEPOX está pendiente de una revisión ante la posibilidad de añadir a la mezcla un tensioactivo o un lubricante, con objeto de facilitar el moldeado y permitir una mejor evacuación de las burbujas de aire en esta fase crítica.



Mecánica

Las últimas reducciones en el peso y disminución del diámetro en el diseño del cohete, hacen pensar que el "Cormorán II" será supersónico. El apogeo previsto está en torno a los 1200 m.

Las estimaciones se han realizado suponiendo un coeficiente aerodinámico de 0.7. Dicho coeficiente es variable en función de la velocidad y se ha sobre estimado para obtener un valor promedio en el rango de velocidades.

La disminución en la cota de altura prevista se debe a la menor inercia del conjunto en comportamiento balístico, después de la fase de propulsión. Paradójicamente, no siempre un menor peso se traduce en mayor altura, debido a las fuerzas de rozamiento.

El reactor que impulsará al "Cormorán II" de denomina A50DEF y es el resultado de las investigaciones y banco de pruebas sobre modelos precedentes de la serie A50.

Se ha insertado toda la información sobre este reactor en:

 :point: http://todopetardos.com/foro/index.php?topic=1186.msg11233#msg11233



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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #9 en: Diciembre 02 2007 15:42 pm »
Buenas noticias entonces :)

Que ganas de verlo terminado ya y listo para volar :)

Suerte con el proyecto!!
Descubramos juntos el poder del 8º arte humano.

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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #10 en: Diciembre 06 2007 19:42 pm »
El "Cormorán II" no es sólo una evolución de su predecesor el "Cormorán I".

La misión "Cormorán II" encierra en sí misma evoluciones cualitativas y desafíos técnicos sin precedentes en nuestras misiones.

Nunca antes se había empleado en nuestras series de cohetes A50, lo que a continuación se detalla:

- Tobera cerámica.
- Propulsor NEPOX.
- Kn elevado (Kn=1000).
- Pantalla térmica de papel aceitado.
- Tubo de aluminio de 2 mm.
- Tiempos de empuje largos (Más de 5 segundos).
- Clasificación "J" (665 N-seg).
- Ojiva parabólica plástica.
- Espaciadores cargados con propulsor.
- Formulación del propulsor modificada (Sin prueba estática previa).


Normalmente las variaciones se introducen poco a poco en misiones sucesivas. Introducir tantos cambios en una sola misión no está exento de riesgo pero añade más interés científico al proyecto.

Seguidamente se expone los últimos avances en la construcción del reactor A50DEF.


La tobera cerámica ya está insertada y sellada


Retención con remaches de la tobera (Izquierda)


Pantalla térmica recubriendo el interior del tubo


Mezcla oxidante: KNO3 + Fe2O3 (Listo para mezclar con el combustible)


Combustible principal: Resina epoxídica y agente de curado (Marca FEROCA)


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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #11 en: Diciembre 07 2007 03:41 am »
Pués se ve que mejoras cada dia.

Creo que encotré algo de interés para una tobera.

En un capítulo de Mythbusters, intentaron hacer un cañon de vapor. El prototipo final tenía alguna clase de fuga lo que no permitía que alcanzara la presion necesaria, ¿Cómo lo solucionaron?

Simplemente envolvieron la caldera en fibra de vidrio y por lo que veo además de sellar la fuga, gran parte de la presión dentro de la caldera aumentó por el calor que se conservó gracias a la fibra de vidrio que actuó como aislante.

Imagino que si encontramos una manera liviana de retener calor en el cohete, modificando de alguna manera la pantalla térmica, se podria eventualmente conseguir un mayor empuje.


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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #12 en: Diciembre 07 2007 13:06 pm »
Salva con esos tiempos de combustion no tendras problemas de temperatura en la carcasa de aluminio

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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #13 en: Diciembre 07 2007 14:19 pm »
5 segundos no hay problema ...... mi cohete tiene una combustion de 0,7 segundos y estoy muerto de miedo, 5 segundos es mucho mas si tenemos en cuenta que son 5 segundos de un soplete, las temperaturas que se alcanzan son de unos 3000 grados. tambien decir que lo de la fibra de vidrio no es buena idea, recordar que los cazadores de mitos estan subvencionados, nosotros no, la fibra de vidrio es muy caro, igual que la de carbono, y a no ser que se disponga de un cohete bien grandito, no merece la pena
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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #14 en: Diciembre 07 2007 22:37 pm »
REACTOR:

Continua el proceso con la mezcla de oxidantes y reductores en la proporción 73/27.


Se pesa el oxidante (KNO3 + Fe2O3)


Se pesa el combustible (Resina epoxídica + Aluminio)


Se hace la mezcla y se moldean los granos propulsores


Granos moldeados para el "Cormorán II" (Falta el recubrimiento de aluminio)



FUSELAJE:

También se ha realizado la ojiva del fuselaje. Esta vez se ha mejorado el procedimiento.
Se usa para ello una copa de "Champan" desechable y se desmonta el pie. Se completa la ojiva con masilla.


Ojiva realizada con una copa de "Champán" desechable y masilla



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« última modificación: Diciembre 07 2007 22:48 pm por Salva »

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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #15 en: Diciembre 08 2007 00:24 am »
Jajajajaja que gran solución lo de la ojiva  :haha: :haha:

Yo tenngo pensado hacer una de madera, massisso (no se como se escribe xD) Tengo un amigo con un pequeño torno de madera que me lo haría gratis. Pero este solo para el cohete de 40cm ya que si fuera para el de 90cm un cono de madera masiso seria demasiado peso.


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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #16 en: Diciembre 08 2007 00:54 am »
Con un torno es lo ideal. Pero yo tengo muy poco espacio en mi casa y no puedo tener torno.

Este sistema me viene perfecto porque se adapta al diámetro de 50 mm que uso. Tenía otras alternativas pero ya ves que me he decidido por  esta.

Pronto mostraré fotos de las aletas estabilizadoras y el resto del fuselaje.


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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #17 en: Diciembre 08 2007 04:35 am »
Pero supongo que rellenarás la ojiva no? Si mal no recuerdo deben tener más peso en la punta.


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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #18 en: Diciembre 08 2007 21:52 pm »
FUSELAJE:

Lo de añadir peso en la punta (Arriba) es para hacerlo más estable.

Muchos cohetes pesan demasiado por abajo porque la tobera pesa lo suyo y las aletas también añaden peso. En estos casos es cuando se debe añadir peso a la punta.

Esta vez no es mi caso, aunque me ha pasado otras veces. El centro de gravedad queda casi a la mitad del cohete, así que con unas aletas pequeñas, queda perfectamente estabilizado.

Se aprecia en el esquema que el centro de presiones (Raya vertical verde) está suficientemente retrasado con respecto al CDG (Flechas azules verticales).

El momento sustentador es un vector que tiene por módulo la distancia entre centros de gravedad y presión. (CDG - CDP).

El valor del vector es positivo cuando el CDG está entre el CDP y el cono superior o parte delantera.




Diseño del fuselaje del "Cormorán II" (Centros de gravedad y presión)



Aletas estabilizadoras trapezoidales, recortadas en contrachapado de 3 mm.



El software para diseño de fuselajes y otras aplicaciones de cohetería se puede descargar en:

 :point:  http://www.cohetes.org/reactores.html#software




REACTOR:


Se ha recubierto con lámina de aluminio el conjunto de los BATES para incrementar la resistencia térmica de los inhibidores de cartón.


Recubrimiento antitérmico con cinta de aluminio adhesiva



BATES (Granos) terminados. (Sólo falta el tratamiento de imprimación bifásica).




También se confecciona un inhibidor idéntico a los empleados para moldear los granos pero vacío. El propósito es calcular su peso y descontarlo a los efectos oportunos. (Control de densidad, correcciones de peso, etc.).


El inhibidor completo (Cartón + aluminio) pesa 9.8 gr.




Una vez realizados y tratados los granos con la imprimación, se debe cerrar el reactor. Se debe taladrar los agujeros si no estuvieran realizados y proceder con el cerramiento y sellado.

El inflamador quedará en el interior del tapón y los cables atravesarán el mismo.



Taladrando los orificios para retener el tapón con remaches



Tapón formado con arandelas rodeadas con una junta de nylon



Los granos, ya imprimados, se alternan con los espaciadores dentro del reactor



Doble inflamador profesional y pólvora negra (En el interior)



La última etapa en la construcción de un reactor es su cierre. En este caso es una operación irreversible y por lo tanto, muy crítica.

Se encaja una pieza circular (arandela) con un agujero por donde pasarán los cables del inflamador. Por último, se cierra y se sella con resina epoxídica.


Vertemos la resina cuidando que el tapón ajuste perfectamente para evitar filtraciones



El reactor ha quedado finalmente terminado



El fuselaje de cartón se recubre con cinta de aluminio y previamente se realiza un surco para la bajada de los cables de ignición.

En la parte baja, se lija el tubo para mejorar la adherencia de la resina epoxídica, que formará una base resistente para colocar los estabilizadores de madera contrachapada.

Por razones aerodinámicas y de comodidad, se ha decidido emplear 3 aletas en vez de 4. De esta forma queda más ángulo para el paso de la guía (120º en lugar de 90º) y también disminuye el rozamiento aerodinámico.

Se compensa este cambio agrandando ligeramente la superficie de la aleta. Ahora solo queda encolar los estabilizadores y pintar.



Fuselaje del Cormorán II. Se aprecia la bajada de los cables de ignición.



Se coloca las aletas estabilizadoras una por una, dejando que se seque antes de colocar la siguiente. Nos ayudamos de una plantilla para lograr el centrado y la perpendicularidad.

Para adherir las aletas se usa un adhesivo epoxídico de alta viscosidad. De esta forma se evita que gotee y se delimita el punto de unión. Cualquier adhesivo epoxídico aumenta su viscosidad agregando polvo de aluminio a la mezcla.


Colocando las aletas estabilizadoras



En el lanzamiento de un cohete es necesario guiar sus primeros metros de ascenso porque el sistema pasivo de estabilización mediante aletas solo funciona a partir de una cierta velocidad.

Se puede usar un rail o una varilla y el cohete dispondrá de unos patines, tubos o argollas que lo unirán durante los primeros metros de aceleración, al sistema de guiado dispuesto.



Tubo para el guiado de 8 mm (6 mm internos) con ambas entradas afiladas para mejorar la aerodinámica



Para este lanzamiento y el de futuros cohetes, se ha decidido emplear por sencillez, coste y eficacia, una varilla de acero inoxidable.

La alternativa era un rail de aluminio pero los estudios aerodinámicos y mecánicos no indican ventajas a favor del rail cuando se trata de cohetes de pequeño y mediano tamaño.

Cohetes de clasificación "L" y superiores aconsejarían un cambio de la guía de aceleración de acero inoxidable por un sistema de mayor rigidez y con la posibilidad de adoptar tirantes para una mejor sujeción.



Varilla de acero inoxidable maciza de 6 mm de diámetro y 2000 mm de longitud



A falta del acabado final, se muestra el fuselaje prácticamente acabado. La última mano de resina epoxi sobre los estabilizadores (aletas), consigue aumentar la rigidez de estos considerablemente.

Las aletas de contrachapado de 3 mm colocadas a 120º, muestran las formas elegantes del cohete. El sellado translúcido de resina epoxi deja ver los 8 remaches que retienen la tobera cerámica.


Fuselaje completo del cohete Cormorán II



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« última modificación: Diciembre 22 2007 01:09 am por Salva »

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Re: COHETE "CORMORÁN II"
« Respuesta #19 en: Diciembre 27 2007 15:18 pm »
¡Por fin!


Cohete Cormorán II


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