TEKNOFEST 2018 ROKET YARIŞMASI Öncül Tasarım Raporu …±sması_yüksek... · 2020. 3. 11. · • Üretim olarak, seçilen parabolik serisi geometrisi CAD çizimi çıkarılarak

Herkese Açık | Public

TEKNOFEST 2018ROKET YARIŞMASIÖncül Tasarım Raporu

(ÖTR)Sunuşu

17 Mart 2019 Perşembe2018 TEKNOFEST ROKET YARIŞMASI ÖNCÜL TASARIM RAPORU

(ÖTR)


Takım Yapısı


(ÖTR)


Roket Genel Tasarımı


(ÖTR)


ÖZET 1/2


(ÖTR)

Ölçü Yorum

Boy (metre): 1.85 Tasarımımız için en uygun uzunluk değeridir

Çap (metre): 0.12 Tasarımımız için en uygun çap değeridir

Roketin Kuru Ağırlığı(kg.): 13.847 Bu değer toplam kütleden yakıt değeri çıkarılmıştır

Yakıt Kütlesi(kg.): 3.789 Bu değer motor kataloğundan alınıştırMotorun Kuru

Ağırlığı(kg.): 1.594Bu değer motorun teknik özelikleri tablosunda

alınmıştır

Faydalı Yük Ağırlığı (kg.): 4 Toplam yükümüz 4 kg olarak belirlenmiştirToplam Kalkış Ağırlığı

(kg.): 17.636 Openrocket alınmıştır

İtki Tipi: Katı yakıt Motorumuz katı yakıtlıdır

Yarışma Roketi Hakkında Genel Bilgiler


ÖZET 2/2


(ÖTR)

Tahmin Edilen Uçuş Verileri ve Analizleri

Ölçü YorumKalkış İtki/Ağırlık Oranı: 0.475 Kakıştaki itkinin toplam ağırlığa bölünmesidir

Rampa Hızı(m/s): 21.8 Openrocketten bu değer alınmıştırYanma Boyunca En az Statik

Denge Değeri: 1.84 Openrocketten bu değer alınmıştırEn büyük ivme (g): 4.92 En büyük ivme değeri 9.81’e bölünmüştür

En Yüksek Hız(m/s & M): 171 & 0.51 Openrocketten bu değer alınmıştırBelirlenen İrtifa(m): 1532 Openrocketten bu değer alınmıştır

Marka :Cesaroni İsim: L851 Sınıf: L

Motorun Toplam İtki Değeri(Ns): 3683.2Marka :Cesaroni İsim:L1050 Sınıf: M

Motorun Toplam İtki Değeri(Ns): 3727.0

Motor Seçimleri


Open Rocket Genel Tasarım 1/6


(ÖTR)

Burun konisi

Faydalı yük (uydu)

PayloadParaşütü

Şok Kordonu

GövdeParaşütü

İkincil Paraşüt

Ön Kanatçıklar

Paraşütayrılma sistemi

AviyonikSistem

Gövde ayrılmasitemi

Şok kordonu

Motor

Kanatçıklar

12

CM

30 CM 100 CM 55 CM

Merkezlemehalkaları

Ayrılma noktası(Coupler)

Motor koruma kapağı

Yedek AviyonikSistem




(ÖTR)

7.5

cm

10 cm

1 4

5 6 7 8 9

7 cm

7 cm 20 cm

8 cm

10

cm

15 cm

18 cm

11

,5cm

1 1

,5cm

3 cm

7,5

cm

1 1

,5cm

4 cm 10 cm

8 cm

10 cm

10

cm2 3




(ÖTR)

Bu alanda uçuş bilgisayarı bulunmaktadır. Aviyonik sistemin bileşenleri katlı yapıda olacaktır. Bu katlar distans ve somun kullanılarak birbirine sabitlenecektir.

AviyonikSistem

1

Gövdelerin ayrılma sistemleri tarafından ayrılması sonucu, faydalı yük ve burun konisi ile orta gövde ve motor gövdesi arasında şok kordonu kullanılacaktır. Sistemde toplamda

iki adet şok kordonu kullanılacaktır.

Şok kordonu

2

Bu alanda kamera, GPS, xbee, arduino vb. sensör bulunmaktadır.Faydalı yük

3

Bu alanda gövdenin ayrılmasında ve main paraşütün açılmasında kullanılacak sistemdir. İçersinde yaylı bir mekanizma bulunmaktadır. İki adet kullanılacaktır.

Ayrılma sistemi

4

Orta gövde ile motor gövdesini birbiri içerisinde geçmeye sağlayan bağlantı elemanıdır.Coupler5




(ÖTR)

6 Motor bloğunun kapağı ve orta gövdenin motor gövdesinde ayırmak için kullanılacak olan yapıdır.


7 Motorun, gövdenin merkezde kalmasını sağlayan halkalardır .Merkezl

emehalkası

8 Drogue paraşütü ve main paraşütleridir.Roket paraşütü

9 Faydalı yük ve burun konisinin paraşütleridir.Payloadparaşütü

Toplam süre :116.9 sn

Rüzgar hızı:10 m/snTahmini düşüş yeri: 𝟏𝟎 × 𝟏𝟏𝟎. 𝟕 = 𝟏𝟏𝟔𝟗𝒎



(ÖTR)




(ÖTR)

Main paraşütü açılma noktası

Drogue paraşütü açılma noktası

Burn Out noktası


Uçuş profili TablosuZaman İrtifa Hız

Fırlatma 0 0 0

Rampa Tepesi 0,585 s 6 m 21.8 m/s

Burn Out 4.37 s 383.5 m 162m/s

TepeNoktası(şok paraşütü açılmıştır)

19.1 s 1532 m 0 m/s

ParaşütAçılması

76,85 s 500 m 18.6 m/s

Paraşütsonrası

- - 8.17 m/s


Mekanik Görünüm & Kütle Bütçesi 1/7


(ÖTR)

20 cm

8 cm

10

cm

7,5 cm

15 cm

10

cm

48 cm

12

cm

Faydalı Yük (Payload)

AviyonikSistem/

Yedek aviyonik

Burun Konisi

Ayrılma Sistemi/Kurtarma Sistemi

Genel CAD Görünümü




(ÖTR)

BURUN KONİSİ

Komponent Malzeme Ağırlık(Gram) Adet

Faydalı yük Elektronik malzemeler +Demir 4000gr+/- 5gr 1

Şok kordonu Çelik tel 150gr +/- 5gr 1

Paraşüt Paraşüt kumaşı + Naylon iplik 193gr +/- 5gr 1

Mapa Dökme Demir 300gr +/- 5gr 2

Burun konisi Alüminyum 674gr +/- 5gr 1

TOPLAM 5317gr+/- 25gr

Motor Gövdesi

Komponent Malzeme Ağırlık(Gram) Adet

Motor Gövdesi Alüminyum 1370+/- 5gr 1

Ray butonu Alüminyum 350 gr +/- 5gr 2

Şok kordonu Çelik tel 100gr+/- 10gr 1

Merkezleme halkası 1/2/3 Polywood 450gr +/- 5gr 3

Motor koruma kapağı Polywood 197gr +/- 5gr 1

Kanatçıklar Alüminyum 1094gr +/- 5gr 1


Motor - 3789gr 1

TOPLAM 7500gr +/- 40gr




(ÖTR)

Orta Gövde

Gövde 1 Alüminyum 2492+/- 5gr 1

Drogue paraşüt Paraşüt kumaşı + Naylon iplik 250gr +/- 5gr 1

Main paraşüt Paraşüt kumaşı + Naylon iplik 450gr+/- 10gr 1

Aviyonik sistem 1/2 Cardboard 500gr +/- 5gr 2

Ayrılma sistemi 1/2 ABS Plastik 500gr +/- 5gr 2


Coupler Alüminyum 430 +/- 5gr 1

Ön Kanatçıklar Alüminyum 425+/- 5gr 1

TOPLAM 4747 gr+/- 45gr

TOPLAM KÜTLE : 17.564 +/-0.110 [kg]




(ÖTR)

Roketin orta gövde ve motor gövdesine yerleştirilmiş iki adet ray butonu ile 6 m’lik sigmaprofilli fırlatma rampasına yerleştirilir.

Ateşleme yapılır, roket apogee’yi gördüğünde orta gövdede yer alan ayrılma sistemi devreye girecektir.(Yükseklik azalmaya başladı an)

Yay, misine ipi ile yanlardan açılan delikler ile yay sıkıştırılmış şekilde tutulacaktır.

Düğüm noktası en arka kısımda yer alacaktır. Çevreye zarar vermemesi için bu kısımda karbonatlı kağıt ile çevre ile bağlantısı kesilecektir.

Ray butonu Ayrılma sistemiİpi geçirileceği delik kısımları

Düğüm noktası




(ÖTR)

Aviyonik sistemden rezistans (Nichrome) teli ile tetik verilerek, yayın serbest kalmasıyla itici aparat ileri doğru hareket etmeye başlayacaktır.

Motor gövdesine sabitlenmiş olan motor koruma kapağına teması ile sıkı geçme ile birbirine geçmiş olan gövdeler ayrılması sağlanacaktır.

Faydalı yük, orta gövde üzerinde oturtturulan sabitleyici aparatlardan apogee noktasına vardığında burun konisini uç kısmına doğru harekete başlayacaktır.

Bu hareketten faydalanarak, sıkı geçme yapılmış olan burun konisi ile orta gövde birbirinden ayrılmasını sağlayacaktır.

İtici aparat Motor koruma kapağı Faydalı yüksabitleyici aparatlar

Faydalı yük




(ÖTR)

Burun konisinin uç kısmına doğru hareket eden faydalı yük, çapın azalmasından dolayı daha fazla ileri doğru hareket edemeyecektir.

Burun konisi ile faydalı yük diğer gövdelerden ayrı şekilde kurtarılacaktır. Daha sonra bu sistemlerde birbiri içerisinden çıkarılacaktır.

Faydalı yükün burun konisi içerisinde çıkması ise; faydalı yükün içerisinde yaylı ayrılma sistemi bulunmaktadır.

Uç kısma yerleştirilen paraşüt, ayrılma sistemine tetik verilmesiyle açılacaktır. Böylelikle faydalı yük burun konisi içerisinden çıkarılmış olacaktır.




(ÖTR)

Orta gövdenin paraşütünün açılması ise; drogueparaşütün burun konisi ile ip bağlantısı yapılarak, paraşütü beraberinde çıkarılması sağlanacaktır.(ip bağlantısı düğümlenmeyecektir )

500 m’de ayrılma sistemi-2 aynı şekilde ip ile sıkıştırılmış olan yay, aviyonik sistemden tetiğin gelmesiyle çalışacaktır.

Gelen tetik, düğüm noktasına bağlı olan rezistans teli, ısınmanın gerçekleşmesiyle ip bağlantısını koparacaktır.

Yayın harekete başlamasıyla, paraşütü yukarı doğru sürüklemesiyle main paraşütü açılacaktır.(ayrılma sisteminin uzunluğu testlerimize bağlı olarak değişimi söz konusu olabilir)

Faydalı yükDrogueparaşüt

Ayrılma sistemi


Misine ipi

Rezistans teli

Main paraşüt


Sistem Uçuş Analizi Verileri 1/2


(ÖTR)

Kalkış İtki / Ağırlık Oranı Bu değer motorun Kalkıştaki itkinin ağırlığa bölünmesi ile elde edilir ve birimsizdir.(N/N)

𝐾𝑎𝑙𝑘𝚤ş 𝑖𝑡𝑘𝑖

𝐴ğ𝚤𝑟𝑙𝚤𝑘=

82.32

17.628 ∗ 9.81= 0.476

Rampa Hızı

Genel hareket denklemleri ile 𝑡 =2 2×𝑥

𝑎elde edilir. Burada 𝑎 =

𝑉𝑠−𝑉𝑖

𝑡ifadeye zaman ve ortalama ivme yazılırsa 𝑉𝑠 yani rampadan

çıkış hızı bulunmuş olur. Bu değeri aynı zamanda OpenRocket’ten de okuyabiliriz.

𝑉𝑟𝑎𝑚𝑝𝑎 = 21.8 𝑚/𝑠𝑛

Yanma Boyunca En az Statik Denge Değeri

Statik Marjin = CP−CG

Gövde Çapı=

123−101

12= 1.84

En Büyük İvme Değeri

En büyük ivme =𝑀𝑎𝑥 𝑖𝑣𝑚𝑒 𝑑𝑒ğ𝑒𝑟𝑖

Y𝑒𝑟ç𝑒𝑘𝑖𝑚𝑖 𝑖𝑣𝑚𝑒𝑠𝑖=

47.7

9.81= 4.86 𝑔


Sistem Uçuş Analizi Verileri 2/2


(ÖTR)

Uçuş boyunca Mach değeri 0.5 cal değerini aşmamaktadır.

Uçuş boyunca Stabilite değeri 1.84 ile 2.55 arasında kalmaktadır.


Operasyon Konsepti (CONOPS)1/4


(ÖTR)


Operasyon Konsepti (CONOPS) 2/4


(ÖTR)

Fırlatma Süreci• 1 -Elektriksel ateşleme sistemi ile roket ateşlendi ve kalkışa başladı.• 2 -Roket hızlandı ve irtifa kazanmaya başladı.• 3 -Roket maksimum yüksekliğe ulaşmakta.• 4 -Roket hedef yüksekliğe(1500m) ulaştı, faydalı yük ve burun konisi otonom olarak serbest kaldı ve

birincil paraşüt otonom olarak açıldı. Faydalı yükün(uydu) paraşütü açıldı.

• 5 -Roketin birincil paraşütleri açıldı.• 6 –Roketin ikincil paraşütü yerden 500m yükseklikte açıldı.• 7 -Roket zemine güvenli bir şekilde iniş yaptı.• 8 - Uydunun görev yükü ve burun konisi zemine güvenli iniş yaptı.




(ÖTR)

• Sensör anlık verileri roketin bilgisayarına bağlı SD karta ve Faydalı yükteki SD karta kayıt edilecektir. Aynı zamanda yer istasyonuna anlık olarak veriler aktarılacaktır.

• Roketin ve faydalı yükün bulunması dürbün ve gps’den alınan verinin yer istasyonunda gözlemlenmesi sonucunda tespit edilebilir.

• Görev operasyonu ,her üye için yandaki görselde ayrıntılı bir şekilde gösterilmiştir.

• Roketin herhangi bir bölümüne rahatça erişilebilecek şekilde tasarım yapılmıştır.




(ÖTR)


Roket Alt Sistemleri


(ÖTR)



(ÖTR)

11

.5 cm

30 cm 18 cm

12

cm

Burun Konisi 1/4

Parabolik Burun Konisi

Geometrik bir şekil olan parabol biçimidir. Bir eksen üzerinde yer alan sabit bir odak noktasından ve doğrultman denilen sabit bir doğrudan eşit uzaklıkta yer alan noktaların geometrik yeridir.

Sistemimiz için en uygun ve sürüklenme yüzdesi en düşük olan parabolik serisi seçilmiştir.


Burun Konisi 2/4


(ÖTR)

• Malzeme olarak alüminyum seçimi yapılacaktır. Alüminyum dayanım ve uygun geometri eldesi için oldukça uygun bir malzemedir.

• Alüminyum, kompozit kumaşlar (cam fiber, karbon fiber) oranla üretimi kolay, istenilen geometrik ölçüleri bire bir yakalama, temin etmede kolaylık ve nispeten diğer malzemelere ucuzdur.

• Üretim olarak, seçilen parabolik serisi geometrisi CAD çizimi çıkarılarak CNC Torna işleme merkezinde kolaylıkla üretimi planlanmaktadır. Öte yandan cam fiber ve karbon fiber gibi malzemelerden üretimi daha kolaydır.

• Testler; basma testleri, Eğilme Testi ve Termal şok testi yapılacaktır. Belirli bir yükseklikten düşme testleri yapılacaktır.



(ÖTR)

Burun Konisi 3/4

Üretimi CNC Torna işleme merkezi ile alüminyum 2.5 mm et kalınlığında üretimi planlamaktadır.

Üretim Ve Test Planı

Üretim 22-24 Nisan 2019

Düşme Testi 25 Nisan 2019

Basma test 25 Nisan 2019

Eğilme Testi 26 Nisan 2019

Termal şok 27 Nisan 2019



(ÖTR)

Burun Konisi 4/4

Burun konisi içerisinde yer alacak olan uydu içeriği:

• Uydu içerisinde GPS , Xbee , Kamera ve Mikroişlemci(Arduino) olacaktır.

• GPS den anlık olarak konum verileri Xbee aracılığı ile yer istasyonuna iletilecektir. Bu veriler aynı zamanda uydu kurtarma operasyonunda kullanılacaktır.

• Kamera anlık görüntü aktarımı için kullanılacaktır. Uydu ayrılma anından itibaren alınan görüntüler yer istasyonuna iletilecek ve canlı yayın yapılacaktır.


Kurtarma Sistemi 1/2


(ÖTR)

2

1 Birinci sistem seçildi. Çünkü sistemimiz için uygun yayı bulmak için özel üretim yapma imkanımız var. Aynı zamanda denemeler sonucu uygun uzunlukta ve katsayısı da yay seçme imkanımız bulunmaktadır. Karbondioksit gazı ile paraşüt ve paraşüt iplerine zarar verme olayından dolayı tercih etmemekteyiz. Birincil paraşütlerin rengi turuncu, ikincil paraşütlerin rengi ise gri renkte planlanmaktadır.

Paraşütümüz özel üretim olacaktır. Yandaki şekilde ise paraşüt yapımı ve bağlantıları gösterilmektedir.


Kurtarma Sistemi 2/2


(ÖTR)

Yapı Çap [cm] İniş Hızı[m/s]

Faydalı yük 195 8

Drogue paraşüt 145 18.6

Main paraşüt 286 8.17

• Faydalı yükün paraşütü kendi içerisinde olacaktır ve yine kendi içinde yaylı sistem ile apogeenoktasında nikrom telin tetik vermesiyle açılacaktır.

• Drogue paraşüt, faydalı yükün apogee noktasında dışarı çıkarken faydalı yükten yararlanarak, arasında bağlantı yapılarak (ip ile sadece beraberinde dışarı çıkarılacak, serbest şekilde bağlanacaktır) paraşütün dışarı çıkması sağlanacak.

• Main paraşütü ise 500 metreye geldiğinde, sensörler aracılığıyla algılanıp misine ip ile sıkıştırılmış olan yay nikrom tel tarafından yay-ip bağlantısı kesilerek serbest bırakılacaktır. Yayın serbest kalmasıyla öndeki paraşüt için yapılmış olan plakayı ileri doğru hareket ettirerek, orta gövde içerisindeki paraşütün dışarı çıkması sağlanacaktır. Drogue paraşütün bağlantısı da şekildeki mapaya bağlı olacağından, paraşütün çıkacağı yön yukarı yönde olacağından rüzgarın paraşütü engelleme çabasını bertaraf edilmiş olur.


Aviyonik 1/3


(ÖTR)

Ana Uçuş Bilgisayarı Yedek Uçuş Bilgisayarı Uçuş bilgisayarı oluşturulurken her sensörün bağlantısı, kodu ve alınan verinin doğruluğu kontrol edilecektir.Daha sonra uçuş bilgisayarı adım adım sensörler eklenerek her seferinde de yukarıdaki adım uygulanarak uçuş Bilgisayarı yazılımı ve bağlantıları oluşturulmuş olacaktır.Sensör bağlantıları ve haberleşme protokol ayarları Arduino İde ve XCTU programlarından yapılacaktır. Prototiplemeler breadboard üzerinde yapılacaktır nihai ürün, iyileştirmeler ve geliştirmeler sonucunda özel pcbTasarımı ile yapılacaktır.Ana aviyonik sistem olarak ayrılma tetiğini 10DOF Sensör Kartından dan gelen veriler verecektir.Yedek aviyonik sistem olarak ayrılma tetiğini BME280 den gelen veriler verecektir.


Aviyonik 2/3


(ÖTR)

GPS Sensörü Konum bilgisini enlem , boylam, rakım olarak bize veren sensör.

Arduino Sistemin çalışmasını sağlayan sensör verilerini okuyan mikroişlemci.

Led Sistemin açıldığını ve çalıştığını görmek için ışık yayan diyot.

Arduino Kamera Modülü

Roketin uçuş süresi boyunca yer istasyonuna canlı yayın yapacak modül.

SD kart Uçuş bilgisayarından alınan anlık veriler SD karta kaydedecek olan modül.

Aksiyon Kamerası

Uçuş süresi boyunca kayıt almak için kullanılacak.

Xbee Haberleşme modülü. Yer istasyonu ile haberleşecek ve verileri gönderecek olan modül.

TP-LINK TL-ANT2424B 24 dBi Anten

Roketten gelen verileri iletecek olan sinyalin zayıflamasını/kaybolmasını engeller.

Mekanizma tetiği-NikromTel

Açılmanın(burun konisi, paraşüt vs..) gerçekleşmesi için tetikleme yapılarak oluşturulan mekanizmadır.Nikrom tel sayesinde verilen mekanizma tetiği mekanik ayrılma sistemini aktif hale getirir.

Arduino Lojik Gerilim Seviye Dönüştürücü

Sensör ya da diğer elektronik kartların çalışması için gerekli olan gerilimi çift yönlü değiştiren eleman.(3.3-5 V , 5-3.3 V)Mikroişlemci pinlerinden alınan gerilimi sensör çalışma gerilimine göre dönüştürmek için kullanılacak.

BME280 İçerisinde sıcaklık,basınç, nem sensörü bulunan çoklu sensör kartıdır. (Yedek uçuş bilgisayarında yer alıcak.)

10 DOF İMU İçerisinde sıcaklık , Basınç, Gyro , İvme ölçer bulunan çoklu sensör kartıdır . (Ana uçuş bilgisayarında yer alıcaktır.)

Aviyonik Sistem CAD Tasarımından kesit


Aviyonik 3/3


(ÖTR)

SAD : Sensör alt sistem dizaynı HAVİ : Haberleşme ve Veri işleme alt sistemi EAS: Elektrik alt sistem UYT : Uçuş yazılımı tasarımı YIT : Yer istasyonu tasarımı

• Roketin ve faydalı yükün topladığı anlık veriler, görüntüler kendi içlerinde bulunan SD karta belirli bir telemetri formatında kayıt edilecektir.

• Kendi geliştireceğimiz yer istasyon yazılımında anlık olarak gösterilecek, grafikler çizdirilecek ve telemetri formatında kayıt edilecektir.

• Ana ve yedek uçuş bilgisayarları farklı sensörlerdenfarklı veriler elde ederek iki farklı algoritmaya göre ayrılma sistemi için tetikleme görevini yapacaktır.

• Ana ve yedek aviyonik sistem birbiri ile haberleşerek eş zamanlı sistemi kontrol edecektir.


Yapısal – Gövde/Gövde İçi Yapısal Destekler 1/2


(ÖTR)

Alüminyum 7075

Çekme Dayanımı (Mpa) 572

Akma Dayanımı (Mpa) 503

Uzama (%) 11

Kesme Modülü (Mpa) 331

Elastisite (Gpa) 72

Karbon Fiber

Çekme Dayanımı (Gpa) 250

Özgül ağırlık(Gr/cm^3) 1.8

Kopma uzaması (%) 1,6-2,2

Isıl iletkenlik (W/M˟K) 20

Elastisite (Gpa) 72

Cam Fiber-E


Özgül ağırlık(Gr/cm^3) 2.54

Isıl genleşme katsayısı 5.6

Yumuşama Sıcaklığı (°C) 970

Elastisite (Gpa) 72.4

Kontrplak

Basma Dayanımı (Mpa) 45-62

Uzama (%) 2

Kesme Modülü (Mpa) 8.8-10.9

Gövde Malzemeleri Ve İç Entegrasyon Malzemeleri

Alüminyum seçmemizin nedeni;üretimi kolay, farklı geometrik şekillere getirebilme ve hızlı bir

imalat sürecidir. Diğer gövde malzemeleri için uygun ortam

olmadığından (Cam ve karbon fiber) üretim zor olacaktır.



(ÖTR)

Yapısal – Gövde/Gövde İçi Yapısal Destekler 2/2

Üretim özgün olacaktır.

Üretim Seçenekleri Tasarımın ölçüleri alınarak CAD çizimi çıkarılacaktır. Gcode oluşturularak CNC Torna işleme Merkezinde işlenerek uygun boyutları getirilecektir.

Testler; basma testleri, Termal şok testi ve düşme testleri yapılacaktır.

Testler, Solidworks Simulation ve ANSYS simülasyon programlarında yapılacaktır.


Yapısal – Kanatçık 1/2


(ÖTR)

Arka KanatçıklarÖn Kanatçıklar

Uygun kanatçık şekli, sayısı ve profili roketimizin yükseklik ve

aerodinamik koşullar göz önünde bulundurularak OpenRocket’te

karar verilmiştir. Sistemimiz için üç kanatçıklı ve

aerodinamik şekilli kanatçığa sahip olacaktır.

35 cm

10 cm

12

cm

22 cm

5 cm

20 cm


Yapısal – Kanatçık 2/2


(ÖTR)

• Roketimizin gövdesini alüminyum 2.5mm levhadan düşünmekteyiz. Çünküdiğer öngördüğümüz kontrplakı gövde ilekanat montajı zor ve sağlam bir yapıolamayacağında alüminyum levha önplandadır.

• Özellikle alüminyum için özel kaynakçeşidi olan TİG kaynağı ile gövde vekanatçıkların birleştirilmesi sağlanacaktır.

• Özgün kanat üretimi yapılacaktır. Üretimyöntemi ise öngörülen boyutların CADçizimi çıkarılarak CNC lazer kesim işlemeaktarılmasıyla 2.5 mm et kalınlığındakialüminyum levhadan kanatçık üretimiyapılacaktır.

Alüminyum 7075


Akma Dayanımı (Mpa) 503

Uzama (%) 11

Kesme Modülü (Mpa) 331

Elastisite (Gpa) 72

CNC Lazer Kesim TİG Kaynağı

Kontrplak

Basma Dayanımı (Mpa) 45-62

Uzama (%) 2

Kesme Modülü (Mpa) 8.8-10.9


Motor 1/2


(ÖTR)

• Sistemimiz için ilk önceliğimiz L851 motorudur. Motorun çapı 7.5 cm’dir. Sistemimize entegre etmek için merkezleme halkası kullanılarak roketimize uyumu sağlanacaktır.

• Motorun montaj stratejisi için 1. sistem kullanılacaktır. Çünkü motorumuzu yerleştirirken, gövdenin içerisindeki parçaları çıkarmaya gerek kalmadan ve hızlı bir şekilde motorumuzu yerleştirebiliyoruz.

• Merkezleme halkasının içerisine metrik somun gömülerek ve sabit kalmasını sağlayarak motorumuzun dış çapında mm olarak daha küçük bilezik halka kullanılarak motor sabitlenecektir.

• Aynı şekilde uçuş sonrası demontajda, metrik cıvata çıkarılarak motor sorunsuz bir şekilde çıkarılacaktır.


Motor 2/2


(ÖTR)

Motorun montaj stratejisi Bilezik halka

Kontrplak

Metrik cıvata ve somun

Motor kancası

Kontrplak halkası

Motor12

1

Motor

Bilezik halka

Motor gövdesi


İkinci Motor Seçimi 1/3


(ÖTR)

Roket üzerinde öngörülen minor değişiklikler

Roket tasarımımız her iki motor içinde uygundur. Herhangi bir değişiklik yapılmadan ikinci motoru kullanabiliriz. Sistemimiz için uygun değerleri sağlamaktadır.




(ÖTR)




(ÖTR)

2.Motor seçiminde uçuş boyunca statik marjindeğeri 1.51-2.7 aralığında kalmaktadır. 2.Motor seçiminde rampadan çıkış hızı 25.8 m/sn dir.


Roketin Bütünleştirilmesi ve Testler


(ÖTR)


Roket Bütünleştirme Stratejisi 1/2


(ÖTR)

Burun konisi ile orta gövde arasında sıkı geçme sistemi uygulanacaktır.

Orta gövde (100 cm) iki parçadan oluşmaktadır. Birbirine sıkı geçtikten sonra vida ile aviyonik sistemin üzerinden sabitlenecektir. Nedeni ise içerisine yerleştireceğimiz aviyonik sistem, ayrılma sistemleri ve paraşütleri yerleştirmede zorluk yaşamamak adına orta gövde iki parçadan oluşmaktadır. Openrockettetek bir gövde halinde gösterdik. Bu gövde uçuş ve iniş boyunca bu noktadan ayrılma yapılmayacaktır.

Orta gövde ile motor gövdesi sıkı geçme ile birleştirilecektir.

Kanatçıklar gövdelere TİG kaynağı ile sabitlenecektir.(Ön ve arka kanatçıklar)

Ayrılma sistemleri gövdeye vidalar ile sabitlenecektir.

Mapalara metrik diş açılacaktır. Burun konisine metrik diş açılarak sabitlenecektir. Faydalı yük, aviyoniksisteme ve motor gövdesine ise yapıştırma işlemi uygulanacaktır.



(ÖTR)

Gövde Kanatçık Kaynak yapılacak bölgeler

Vidalar

Mapalar

VidalarAyrılma sistemi

Orta gövdeOrta gövde

Roket Bütünleştirme Stratejisi 2/2


Testler 1/7


(ÖTR)

Basma Testi:Basma kuvveti oluşturan deneysel cihazlar ile basma testi yapılacaktır. Bunun yanında hesaplanmış en büyük hava yükünün fiziksel modellenmesi ile tüm alt sistemlerin basmaya karşı dirençleri test edilecektir.

Düşme Testi:Düşürme testleri roket

yapısalların belirli bir yükseklikten bırakılmasıyla yapılacaktır. Buradaki amaç ani şok dalgalanmalarına malzemelerin tepkileridir.

Eğilme Testi:Bir tarafından sabitlenmiş roket

yapısallarının belirli bir noktasından uygulanan kuvvet ile yapı eğilmeye zorlanacaktır. Deneysel cihazlar ya da kendimizin tasarladığı fiziksel model ile test edilecektir.

Yapısal/Mekanik mukavemet testleri


Testler 2/7


(ÖTR)

Termal şok testi:Belirlenen roket çok yüksek irtifalara

çıkmasından dolayı ısıl şok testi yapılacaktır. Ayrıca paraşüt gibi yapılarında sarıldığı ısıya dayanıklı kumaşta test edilecektir.

Uçuş sırasında oluşacak sürtünmeye bağlı olarak sıcaklık dağılımı testi:Bu testi ancak analiz programları gibi ortamlarda test

mümkündür. Bu testte artan hıza bağlı olarak oluşacak olan sürtünme kuvvetinin yüzeye yaptığı etki incelenmiş olacaktır.


Testler 3/7


(ÖTR)

Kurtarma sistemlerinin açılma testleri:

Bu testte paraşütün açılması için kullanılacak olan Nikrom tel sisteminin test edilmesi, paraşüt sisteminin gövdeden çıkışı, şok kordonunun gövdeden çıkışı test edilecektir. Testlerde yüksek binalardan bırakma ve yerde kontrollü ateşleme şeklinde olacaktır.

Burun açılma testleri

Burun konisi testinde shoulder uzunluğu orta gövdeden ayrılmasını yüksek binadan bırakılarak test edilecektir. Roketimizin yere düştüğünde zarar gelmemesi için zeminde tedbirler alınacaktır.


Testler 4/7


(ÖTR)

Aviyonik sistem testleri Sensörlerin Testi:>>Basınç, sıcaklık, İvme, gyro (10dof İMU)>> Sıcaklık, nem ve basınç (BME 280)>>Kamera (Aksiyon kamerası ve arduino kamera modülü)>>GPS: hız verisi ve konumu bilgisi alınacaktır. Çeşitli yüksekliklerde denenecektir

Elektrik Sistemi Testi:Tüm elektronik parçalar baskılı devre kartı üzerinde bulunur.İlk olarak, elektrikli alt sistemler ayrı ayrı test edilecektir. Tüm alt sistemler başarılı bir şekilde çalıştıktan sonra, elektrik alt sistemleri birbiriyle ve Roketin sistemi ile entegre edilecektir.Entegrasyon sonrasında, elektronik sistem düşük irtifa testleri kullanılarak test edilecektir.Basınç Sensörü Testi: Model Roketin yüksekliği basınç sensörü ile hesaplanacaktır. Basınç sensörü, tam olarak bildiğimiz yükseklikteki bir yerde test edilecektir.Kamera + SD Kart Testi: Video kaydı farklı yüksekliklerde test edilecektir SD kart için kaydedilen veriler incelenecektir.Sıcaklık Sensörü testi: Kademeli olarak sıcaklığı artırılıcak bir fırın içerisinde test edilecektir.İvme ve gyro sensörleri: Belli açılar ve yönler için gyro belli bir hızlar için ivme ölçer sensörü test edilecektir.

>>Gps (Gy-neo6mv2+seramik Anteni)>>Pil >>Ayrılma Mekanizması.


Testler 5/7


(ÖTR)

Telekominasyon 1/3

Simulasyon

Xbee - PC bağlantısı sağlaması

(Seri Port)

XBee of XBee text

sending test

XBee ile diğer Xbee’ye bir sensör verisi

gönderme testi yapılması

Point to Multipoint metin testi

XBee - XBee Telemetry

Paket İletimTesti

(Rastgele verilerle )

Multipoint to XBee

Telemetry Paket İletimTest (With

rondom content)

Multipoint to XBee

Telemetry Paket İletimi Testi (Gerçeksensor verileri

ile)

Uzaklık Testi

Tamamlanmış

Gömülü Sistem Testi

Haberleşme için çevresel

Testler

Fırlatma

ALT SİSTEM SİSTEM

ALT SİSTEMLER TARİH ARALIĞI

Mekanik Alt Sistemi 22/04/2019-27/04/2019

İniş Kontrol Alt Sistemi 06/06/2019-18/06/2019

Sensör ve elektrik alt sistemi

19/05/2019-01/07/2019

Yer İstasyonu Alt Sistemi

01/05/2019-01/06/2019

Uçuş Yazılımı Alt Sistemi

20/05/2019-01/07/2019

Haberleşme ve Veri İşleme Alt Sistemi

19/04/2019-30/05/2019

Genel Test Takvimi


Testler 6/7


(ÖTR)

Telekominikasyon testleri 2/3

XCTU Xbee Konfigurasyonu Proteus Simülasyonu


Testler 7/7


(ÖTR)

Telekominikasyon testleri 3/3


Takvim


(ÖTR)


Bütçe


(ÖTR)

Bütçe tablosunun detaylı hali için : https://airtable.com/shrzvTw5Kk0Vt2Py8Toplam Bütçe 3.649,79 ₺
https://airtable.com/shrzvTw5Kk0Vt2Py8

Documents

TEKNOFEST 2018 ROKET YARIŞMASI Öncül Tasarım Raporu …±sması_yüksek... · 2020. 3. 11. · • Üretim olarak, seçilen parabolik serisi geometrisi CAD çizimi çıkarılarak