SMART Rockets @ DLRK 2014SMART Rockets @ DLRK 2014

In der vergangenen Woche fand der 63. Deutsche Luft- und Raumfahrtkongress in Augsburg statt. Unter dem diesjährigen Motto „Luft- und Raumfahrt – Antrieb zu neuen Horizonten“ waren auch zwei Sessions zum STERN-Programm des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Teil des Veranstaltungsprogramms. Natürlich durfte da auch das SMART Rockets-Team der TU Dresden nicht fehlen und war gleich mit 2 Beiträgen vertreten. Während sich der erste die Fortschritte der Triebwerksentwicklung und insbesondere die in der letzten Zeit durchgeführten Testkampagnen vorstellte, präsentierte der zweite Beitrag den aktuellen Stand des Subsystemdesigns.

Die Titel finden sich unter Veröffentlichungen und werden demnächst auf der Kongress-Homepage zu finden sein.Last week the „63. Deutsche Luft- und Raumfahrkongress“ took place in Augsburg. Under the motto „Aerospace – Drive to new Horizons“ two sessions about the DLR STERN-Programme were also part of the congress programme. Of course it was a must for the SMART Rockets-Team of  the TU Dresden to be part of the event. The two contributions deal with the progress in engine development and the latest test activities as well as with the current state of subsystem design.

The articles can be found under Publications and will soon be accessible on the Congress-Homepage.

Video vom LOX-DurchflusstestVideo of LOX Flow Rate Test

Hier ist die versprochene Zeitrafferaufnahme des bei unserer letzten Testkampagne durchgeführten LOX-Durchflusstests. Zu sehen ist der finale Aufbau, die gesamte Betankung, das Vorkühlen und der eigentliche Test.

As promised, here is the time-lapse video of the latest LOX flow rate test, which was conducted during our test campaign at the end of July. You can see the final preparations, the whole fuelling process, the pre-cooling and the test itself.

Video vom TeststandsaufbauVideo of Test Bench Installation

Bei unserer Testkampagne Ende Juli entstand folgende Zeitrafferaufnahme des Aufbaus unseres mobilen Raketenbrennkammerprüfstandes. In den kommenden Tagen wird ein weiteres Video zu unserem ersten LOX-Durchflusstest folgen, also seid gespannt!

The following video of the installation of our fully mobile rocket engine test bench was shot during out latest test campaign in July. We will upload another video of our first LOX flow test in the very next days, so stay tuned!

SMART Rockets – Erster kryogener Durchflusstest des InjektorsSMART Rockets – first kryogenic fluid-flow test at injector

Am 28.Mai 2014 gegen 17:00 Uhr haben wir am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik erstmals einen Durchflusstest mit flüssigem Stickstoff (LN2) durch unseren Testinjektor durchgeführt.  Bereits Ende letzten Jahres hatten wir unseren Teststand und dessen Funktion erfolgreich mit LN2 erprobt, hatten aber auch einige Verbesserungsansätze gefunden. So haben wir z.B. einen Corioliskraftsensor zur Messung des kryogenen Massendurchsatzes eingebaut. Weiterhin wird ein fernsteuerbares Ablasssystem für beide Tanks integriert.

Nachdem wir nun mit dem Sensoreinbau den Massedurchsatz für kryogene Flüssigkeiten messen konnten, war es an der Zeit den Injektor zu prüfen. Dafür haben wir zwei Testabläufe durchgeführt. Zum einen fuhren wir einen Test mit einer Tankbedrückung von etwa 5 bar Überdruck, da der Auslegungspunkt für den Injektor mit 5 bar Druckdifferenz bemessen wurde. Zum anderen haben wir einen Test mit etwa 20 bar Überdruck im Tank durchgeführt. Zu sehen sind die Tests in den folgenden beiden Videos.

Aus beiden Videos ist wieder viel zu lernen. An erster Stelle ist zu erkennen, dass die Messstrecke beim 5 bar Test erst nach knapp einer Minute durchgekühlt ist und Kryogen liefert. Eine Vorkühlung ist von daher unerlässlich. Somit heißt es insbesondere an der Rakete die Leitungen für Flüssigsauerstoff (LOX) möglichst kurz zu halten. Weiterhin ist zu erkennen, dass der LN2-Kegel sich während des gesamten Tests verändert und wächst. Es ist davon auszugehen, dass sich keine vollständig stationären Bedingungen einstellen werden, zumal der Fluidstrom pulsiert. Dies führen wir auf lokale Verdampfungen des LN2 zurück, da sich dieses auf der Siedelinie befindet. Recht stabil ist der Fluidstrom hingegen beim 20 bar Test. Hier wurde das Ventil kurz nach dem Bedrücken geöffnet und somit der Stickstoff als tiefkalteFlüssigkeit durch ein vorgekühltes System geschickt. Dadurch kam es zu wesentlich weniger Verdampfungserscheinungen.

Eine Auswertung der Messergebnisse hat folgende Ergebnisse gebracht: Der erste Test mit der 5 bar Druckdifferenz konnte leider nicht den geforderten Massestrom von102 g/serbringen, sondern lediglich 41 g/s. Dies führen wir, wie schon erwähnt, auf die lokalen Verdampfungen zurück, die a) eine Erhöhung des Leitungswiderstandes bewirken als auch b) die Fluidzusammensetzung verändern. Das Gemisch aus flüssiger und gasförmiger Phase hatte eine wesentlich kleinere Dichte und der Sensor misst direkt u.a. den Massestrom.
Wie bereits erwähnt, lag das Kryogen bei 20 bar als unterkühlte Flüssigkeit vor. Hier konnte mit Hilfe des Corioliskraft-Sensors eine Dichte von 0,75 g/cm^3 gemessen werden. Dieser Flüssigkeitszustand würde dann beim Triebwerkstest oder Raketenstart vorliegen. Eine kombinierte Auswertung beider Messreihen ergab dann schließlich einen Massestrom von etwa 91 g/s LN2 bzw. 112 g/s LOX als Flüssigkeit bei 20 bar Überdruck und 5 bar Druckdifferenz am Injektor.On 28th mai 2014 we performed for the first time a fluid-flow test with liquid nitrogen through the injector. So we were able to verificate the general designlast and latest improvements like the implementation of a coriolis-force-sensor for mass output and remote controlled outled.

For verification of the theoretical data and comparrison between the simulations and reality, two test at different pressure were performed.

From both videos much input could be get. At first place it is identifiable, that only after nearly a minute the pipes are cooled down enough to let liquid oxygen pass: Pre-cooling is essential and pipes have to be as short as possible. On the hand the sprying cone varied its shape: Because of unavoidable evaporation the process isn`t going to be static in any case. This effect could be minimized by the mentioned precooling and higher pressure, as shown in the second video.

SOMP Bake wieder aktiv

Mike Rupprecht (DK3WN) hat wieder Bakensignale von SOMP aufgezeichnet.

SOMP hat am 25.06. nach dem Laden des Akkus in einen passiven Modus gewechselt, um Energie zu sparen. In diesem Modus ist die Bake abgeschaltet.

Lt. den Bakendaten geht es SOMP gut. Die Energievorsorgung ist stabil, reicht aber – mit aktiver Bake – nicht für einen ausgeglichenen Energiehaushalt. Die Temperatur bewegt sich im nominalen Bereich.

 

SOMP stabilSOMP is active

SOMP arbeitet derzeit stabil, sein Zustand ist unverändert. Der Energiehaushalt ist nachwievor nicht ausgeglichen und der Akku damit leer. SOMP sendet die Bake regelmäßig und diese ist gut zu empfangen.

In den letzten Wochen haben sich die Überflüge von SOMP in den Nachtbereich verschoben und sich damit der Tag/Nacht Grenze angenährt. Vom 18.06. bis zum 1.07. befindet sich SOMP dauerhaft in der Sonne. Wir sind gespannt, ob der Akku dann wieder zum Leben erwacht.


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SOMP is backSOMP is back

SOMP sendet seit dem Wochenende wieder seine Bake. Vielen Dank an DL2KHU und DK3WN für die ersten Signale.
Die Ursache für die Funkpause liegt vermutlich in einem niedrigen Sonnenstand für den Satelliten in den letzten Tagen, wodurch nicht genug Energie erzeugt werden konnte.

Erklärungen zur BakeDescription of the CW-Beacon

Da wir sehr viele Zusendungen der Bake bekommen, ein paar erklärende Worte zum Inhalt. Im Betrieb sendet SOMP alle 2,5 Minuten eine Morse Bake mit 12WpM. Dazwischen (1 Minute nach Ende der Bake) wird eine schnelle Bake mit 240 WpM gesendet. Der gesendete Text besteht aus 3 Wörtern mit 17 Zeichen und folgendem Aufbau: DP0TUD AAA BBBBBBBB. AAA und BBBBBBBB kodieren Statuswerte des Satelliten. Der Baken-Decoder entschlüsselt die Werte und liefert folgende Ausgabe:

SAFETYFLT    –  Fehler des Akkus
FETMODE      –  keine Bedeutung
BATFLT           –  Akku hat kritische Entladetiefe
EWFLT            –  mind. ein Eingangswandler wurde zurückgesetzt, d.h. einmaliger oder permanenter Fehler eines Eingangswandlers aufgetreten
CHGMODE    – Batterie lädt/lädt nicht
ECLPMODE  – SOMP befindet sich im Schatten (Spannung aller Solarzellen niedrig)
SATMODE      – Modus des Satelliten
12VSTAT        – 12V Spannungsebene an/aus
8VSTAT           – 8V Spannungsebene an/aus
5VSTAT           – 5V Spannungsebene an/aus
3V3STAT        – 3.3V Spannungsebene an/aus
VEWMAX        – maximale Spannung der drei Eingangswandler (Umrechnung derzeit im Dekoder noch fehlerhaft)
IINPUT           – Ausgangsstrom der Eingangswandler. Zusammen mit VEWMAX ergibt dies die max. Eingangsleistung. (Umrechnung derzeit im Dekoder noch fehlerhaft)
AKRSOC        – Ladezustand der Batterie (0 – 100%)
IBAT                – Anzeige fehlerhaft, keine Bedeutung
BATTEMP      – Temperatur der Batterie, die Batterie befindet sich in der Mitte von SOMP.
CDHRST       – ResetCNT des On-Board-Computer
TIMER            – Fortlaufender Zeitstempel des On-Board-Computers
CRC               – Konsistenzprüfung der Bake

Die Telemetriewerte sind immer Echtzeittelemetriewerte vom Zeitpunkt der Absendung.

Einen Dank an alle die uns unermüdlich Telemetrie zusenden:
DH5YM, DK3WN, JA0CAW, VK5HI, JA1GDE, EU1XX, DJ7AL, HA5AJZ

 

*Update 06.05.2013*

SOMP überträgt das K falsch. Für K sendet SOMP „dit dah dit dah“.