Control de actitud para un cohete realmente grande
Si está destinado a un modelo de cohete, debe ser el más grande que hayamos visto. [Scott] y [Trevor] asumió la tarea de construir un sistema de actitud de cohetes después de leer algunas investigaciones sobre el tema. Pero ese investigador solo probó las teorías con simulaciones, por lo que comenzaron a construir las suyas propias. El prototipo anterior tiene un tanque de nitrógeno comprimido que puede contener hasta 3000 PSI. Puede comenzar a comprender por qué esto debe usarse con un cohete grande. El gas premezclado se conecta a través de un regulador a cuatro válvulas que alimentan ayudas alrededor de la circunferencia del fuselaje. Arduino toma lecturas de giroscopio y opera las válvulas de gas a través de un tablero de relés.
Puede ver la plataforma de prueba en el video después del descanso. El prototipo está suspendido horizontalmente por un cable y el sistema mantiene su orientación en una posición. También hay un documento (PDF) si está interesado en las ecuaciones que han ingresado en la verificación de estabilización. Este sistema estaría como en casa en ese enorme cohete de azúcar que vimos en octubre.
espírituplomero dice:
Así es como funciona el control de actitud en un cohete espacial "real", ¿verdad?
B0SC0 dice:
Desearía poder desarrollar un control de actitud para mi esposa.
Tal vez se refiere a un dispositivo de control de altura 😉B0SC0
MS3FGX dice:
@BOSCO
No, definitivamente es control de actitud. La altitud sería la altura que alcanza el cohete, la actitud es el ángulo en el que vuela.Turrz dice:
@B0SC0 no, su actitud. Consulte la definición de dictionary.com a continuación.
Aeronáutica. la inclinación de los tres ejes principales de una aeronave en relación con el viento, con el suelo, etc.
vonskippy dice:
Pensé que cualquier tipo de modelo de cohete guiado no está en los Estados Unidos.
Durgo dice:
Esto es limpio y todo, pero dudo que pueda hacer algo más que enderezar arcos muy pequeños durante el vuelo. Trabajando con cohetes de pasatiempo de alta potencia, parecería que las otras fuerzas (turbulencia de aire, aleteo y desalineación de aletas diminutas) tendrían un efecto abrumador en el vuelo del cohete y casi sofocarían las ligeras correcciones de actitud.
RBRat3 dice:
No parece manejar esa masa lo suficientemente rápido como para realizar correcciones de las vías respiratorias a alta velocidad.
ESylin dice:
Parece estar funcionando bien. Me gusta. Me interesa verlo en vuelo. Sin embargo, pensé que había un límite en la cantidad de tiempo que podías revisar un modelo de cohete antes de las esposas.
Con todo, parece un poco tonto usar un Arduino para un proyecto de este tipo.
beaglealiento dice:
Construí los controles eléctricos para la carga útil en un cohete Nike Orion. El marco de carga tenía 18 ″ de diámetro y 48 ″ de alto. El cohete produjo 50 g en el despegue.
Teníamos un presupuesto más grande que este proyecto, por lo que no se utilizaron formas de hormigón, madera contrachapada y todo hilo en nuestra construcción.
scott dice:
OP aquí, supongo que debería explicar algunas cosas. El sistema que construimos estaba destinado a ser una plataforma de prueba y prototipo, no para un vuelo real. Tampoco pretende ser una solución práctica para el control de actitud en la atmósfera inferior. En su mayor parte, solo queríamos algo que pudiéramos usar para probar algoritmos de control de actitud, sensores y algoritmos de determinación de actitud en un escenario de vacío g cero... con el presupuesto de un estudiante universitario.
@spiritplumber - ¡A veces! Por lo general, mientras un cohete todavía está en la atmósfera, el control de actitud se realiza mediante motores cardán o canards (aletas giratorias). Sin embargo, una vez que está en el espacio, los patos son inútiles porque no hay aire. El transbordador espacial y los aterrizajes de Apolo usaron propulsores de la misma manera que nosotros, pero los suyos son / eran de hecho pequeños cohetes de propulsión líquida (más potencia). No estoy seguro de con qué frecuencia se usan hoy en día las hélices de gas frío, y hay muchos otros métodos de control de actitud, como magnetorquers, explosiones de gravedad y estabilización de giro. La determinación de la actitud es un problema aún más complicado, e incluso hoy en día estas cosas no son problemas fáciles.
@ESylin: supongo que parece un poco absurdo usar Arduino para una tarea tan poco trivial como el control de actitud, pero creo que te sorprendería lo que puedes hacer con tecnología barata hoy. Usando el Arduino de 16 MHz pudimos integrar las lecturas de impuestos, ejecutar el algoritmo de control y enviar telemetría, todo a ~ 40 Hz. Las válvulas tardan aproximadamente 0,2 segundos en abrirse y cerrarse, por lo que un control cada vez más rápido no le da mucho dinero. La gente ha estado construyendo cohetes guiados durante mucho tiempo, y aunque ahora es un juguete, sospecho que no hace mucho Arduino sería un regalo en términos de rendimiento y usabilidad.
daniel resemini dice:
amigo, ¿puedes enviarme el enlace para descargar el código para tus cálculos y el código?
TY
fumando_dave dice:
Este es un sistema de seguridad crítico, alguien podría morir si falla. ¿Y lo controlan con un Arduino?
Realmente, esto debe hacerse con un código bien diseñado e implementado, muy probablemente en una línea de ensamblaje (C en el empuje), usando al menos un temporizador de vigilancia como medida de seguridad. No tomaría mucho tiempo destruir tal sistema. Y es mucho más seguro que confiar en un cargador de arranque de terceros en el que realmente no confía.
scott dice:
@Smoker_Dave: el sistema es muy amable. Todo aguas abajo del regulador está entre 0 y 100 psi. La gente usa un sistema casi equivalente para jugar al paintball todos los días. El aire enlatado usa presiones más altas. Además de una falla catastrófica del tanque, ¿qué crees que podría haber salido mal? ¿Qué se habría evitado con una computadora voladora mejor? El Arduino funcionó muy bien para nosotros y, a presiones de funcionamiento normales (~ 30 psi), el diseño apenas parece crítico para la seguridad.
Irrelevante, ¿eres tú? -> http://www.smokerdave.com/
CutThroughStuffGuy dice:
La presencia de Arduino (o cualquier microcontrolador), por sí sola, no excluye que un sistema de seguridad crítico funcione según lo previsto. Después de todo, fuimos a la luna (varias veces) usando dispositivos electrónicos. Volamos aviones enteros usando tecnología fly with wire. La mayoría de los autos modernos usan una mosca con un cable para acelerar Y frenar.
Todavía es muy posible construir sensores de frecuencia cardíaca, redundancia y otros sistemas mecánicos redundantes y metodologías de diseño más seguras para mantener la seguridad.
código gris dice:
Oye, crees que si la gente de Apolo no usó Arduino, estás muy equivocado. Habrían saltado sobre él. Tenían que hacer todo porque nadie más lo hacía.
A @Scott le encantó el uso de formas concretas, fue una gran idea.
Rob Wentworth dice:
No solo es ilegal en los Estados Unidos fabricar un misil guiado por bricolaje, sino que el gobierno de los EE. UU. ha presionado al gobierno extranjero para que cierre el popular proyecto de misiles de crucero de bricolaje de Bruce Simpson en Nueva Zelanda:
http://defensetech.org/2003/12/09/diy-cruise-missile-shot-down/Los comentarios sobre una publicación anterior de HaD advierten que se mantenga alejado de los cohetes guiados y se limite a los vehículos aéreos no tripulados propulsados por hélice.
Por supuesto, las hélices no afectan el vacío del espacio al que se dirige este proyecto de investigación. 😉
osgeld dice:
no le hagas caso a que el bootloader solo funciona 2 segundos para ver si hay nuevo software para cargar, luego lanza el programa en el espacio restante y que es una configuracion de atmel STK500 y ese programa esta compilado en avr CCG.
los que odian suelen estar demasiado involucrados en imaginar cosas para realmente sentarse y entender que es exactamente la misma mierda con un envoltorio de novato y una "idea" desagradable.
Malvinas dice:
No parece tener en cuenta la inercia que causa cada ajuste: la última prueba muestra que se mueve rápidamente de izquierda a derecha porque la inercia de cada ajuste provocó un ajuste excesivo, que luego requirió un ajuste opuesto, que también continuó nuevamente. largo, etc., etc.
No estoy seguro de cuán difícil sería considerar eso, pero parece que acortar cada explosión daría como resultado una corrección de actitud un poco más lenta pero más precisa.
Rocketman2TM dice:
Bienvenido, La-Tecnologia, al mundo de los cohetes de alta potencia. Antes de que te des cuenta, deberías consultar LDRS.
gregman_1 dice:
@Scott (OP): Según recuerdo, algunos satélites geosincrónicos usan propulsores de gas frío para ajustar las órbitas. Podría jurar que usamos verniers de gas frío en un vehículo calificado para hombres, pero podría estar equivocado. No tendría mucho sentido en algo pesado, ya que las hélices vernier de gas frío son bastante ineficientes en un vacío frío. Los propulsores de nitrógeno tendrán un impulso específico de unos 60-70 segundos, mientras que un cohete de dos propulsores (como los propulsores de hipérgola utilizados en los programas Mercury, Gemini y Apollo) tiene un impulso específico de alrededor de 450 segundos. Pero para un cohete de pasatiempo ligero, el gas frío tiene más sentido.
Y en cuanto a las implicaciones legales de un cohete de pasatiempo guiado, creo que es ridículo. El programa Constellation se canceló porque "los vuelos espaciales orbitales deberían ser la esfera de las empresas privadas" y, sin embargo, nos desalientan a desarrollar estas cosas por nuestra cuenta. Claro, pueden parecer armas al principio, pero, de nuevo, los cohetes Atlas, Redstone, Titán y Saturno fueron todos desarrollos de misiles balísticos intercontinentales, siendo el Saturno una evolución del misil balístico intercontinental A-10 de Wehrner von Braun.
scott nietfeld dice:
@Malvineous: la ley de control tiene en cuenta la inercia del sistema. Sin embargo, para hacer esto correctamente, necesita conocer la inercia del sistema y el par causado por el disparo de propulsión. El par se mantiene bastante constante, pero la inercia disminuye notablemente cuando usamos gasolina. Por lo tanto, necesitamos evaluar constantemente la aceleración angular causada por las hélices a medida que avanza la prueba. Puede leer sobre la ley de control en detalle en el documento vinculado anteriormente. Creemos que el comportamiento de oscilación del que está hablando en las pruebas de 100 psi se debe en gran medida a la oscilación de la carga útil y las altas velocidades angulares logradas. Nuestro aumento de la tasa se adhirió a esas pruebas, lo que provocó que se descartaran nuestras estimaciones de aceleración angular. La prueba de 100 psi fue realmente solo para ver qué tan rápido podríamos reorientarnos, no una prueba de control seria.
@Rob Wenworth - ¿Alguna referencia a las leyes sobre este tema? Aparentemente no puedo encontrar los estatutos específicos. Parecería bastante tonto que las federaciones se pusieran nerviosas con el proyecto de verano de algunos estudiantes universitarios. No hemos utilizado información que no esté disponible gratuitamente en Internet. Sin embargo, si los tipos de traje negro aparecen para llevarme, por favor dime que te lo dije saj03r2ja
Rob Wentworth dice:
Dejé el club amateur de cohetes local cuando se requirió el registro y la certificación federal recién requeridos. Tuvo que pasar una prueba y aceptar estar sujeto a reglas específicas bajo "pena de perjurio", lo que significa que celebra un contrato que tiene el potencial de enjuiciamiento penal si rompe el contrato. Una de las reglas no era un sistema de guía de cohetes, aunque esa regla ya estaba en vigor antes de la aplicación de la nueva regla, excepto que después de celebrar un contrato puede ir a la cárcel por violar esa regla.
La Sociedad Aeroespacial del Estado de Portland dice: "Estamos tratando de ser uno de los primeros grupos de aficionados en el mundo en hacer un cohete guiado activamente", por lo que recibieron una exención especial o no recibieron suficiente atención para ser notados por la. federaciones todavía.
Leitoa dice:
¡estabilización activa! = liderazgo
Hay algunas personas que crean soportes de motor de cardán en el hobby de los cohetes de alta potencia. Sí, tienen "licencias" bajo órganos de gobierno como trípode, etc., pero en realidad eso no significa mucho.Rob Wentworth dice:
Dejé los fuegos artificiales locales por la misma razón. Curiosamente, las nuevas regulaciones estrictas que presionaron los cohetes y los fuegos artificiales y la capacidad de obtener productos químicos interesantes NO comenzaron con el 11 de septiembre. Todo comenzó con la Guerra contra las Drogas y las políticas expansionistas relacionadas.
Rob Wentworth dice:
No creo que los estados federales tengan la mano de obra para hacer cumplir todas estas leyes y regulaciones, pero al igual que las leyes locales contra la vagancia, si atraes demasiada atención negativa, usarán esas leyes para cerrarte.
Entonces, como la mayoría de las cosas en la vida, si quieres colorear fuera de las líneas, no tienes que prestar atención. Desafortunadamente, esto excluye la publicación de sus resultados en un foro popular (como el tipo de misiles de crucero de bricolaje de Nueva Zelanda que fue cerrado por las federaciones estadounidenses debido a demasiada atención).
La estabilización activa es buena siempre que no pueda interpretarse como adquisición de objetivos. Debes mantener intenciones claras y no cruzar ciertas líneas en tales asuntos.
Ingeniero dice:
Por lo general, los monofusels (hidrazina) se utilizan con un catalizador para el control de actitud. Los propelentes de gas frío no son efectivos. Es un gran proyecto de forma independiente.
Con respecto a los cohetes guiados: No es ilegal poner ningún sistema de guía en su cohete de pasatiempo. A todo el mundo le encanta decir que lo es, y suele ser una regla dentro de las empresas de cohetes aficionados, pero no hay ninguna ley que lo prohíba en los Estados Unidos. Si crees que tienes las cosas para competir con Raytheon, nadie te detendrá. La mayor barrera es la dificultad técnica que implica el desarrollo de estos sistemas. No se puede construir una IMU muy precisa con giros de MEM...
Rob Wentworth dice:
Muy bien, aquí están las reglas de PSAS:
http://psas.pdx.edu/regulation/Piensan que sus planes de cohetes guiados están en orden.
Su investigación parece mucho más detallada que la mía, que era justo lo que nuestro club de cohetes local nos proporcionó en ese momento y parece inexacta después de leer las conclusiones de PSAS.
Entonces, supongo que podemos seguir el consejo de Grace Hoppers sobre cómo es más fácil disculparse que obtener permiso. 😉
Rob Wentworth dice:
Rocket con muy mala actitud:
http://psas.pdx.edu/TridentSpin/vientoextom dice:
Los cohetes de gas frío tienen ventajas de simplicidad sobre el peróxido de alta prueba (HTP), sin embargo, creo que la densidad de energía a la relación de complejidad favorece al peróxido de hidrógeno como una solución a largo plazo.
Tiene sentido para mí continuar con la investigación inicial (computadora/IMU/configuración PID) basada en un cohete de gas frío como prueba de concepto, pero los híbridos de nitróxido y HTP son los más prometedores si desea lograr un rendimiento aeroespacial sin estropearlo. con criogénico o jugando con la burocracia de BATFE / CPSC.
Me pregunto dónde estaría el mundo si Samuel Colt fuera arrojado al ring por su negocio de nitróxido. ¿Tendríamos piezas estandarizadas hoy?
La misma tecnología que necesitamos para que nuestra especie explore nuevas fronteras está encerrada detrás de la burocracia y la burocracia. Qué mejor manera de inspirar la innovación que criminalizar el proceso de innovación como "demasiado peligroso".
Las medidas "ordinarias" están empujando a los innovadores clandestinos y desanimando a los niños a interesarse por la ciencia.
Un dron dice:
Hmmm... Y el gobierno de hoy en los Estados Unidos está haciendo todo lo posible para paralizar el programa de defensa antimisiles de los Estados Unidos.
hcjehg dice:
Aquí está la cosa:
http://copenhagensuborbitals.com/gfx/RCS04.jpg
Para este 🙂
http://copenhagensuborbitals.com/gfx/TychoBrahe_spacecraft_aug2010.jpg
Esto es Hackear 😀
Nuevo motor líquido con 7 iones accionados.
Como sabrán, el lanzamiento este verano fue imposible, aparentemente debido a una válvula de O2 congelada en una campaña de lanzamiento muy forzada, pero sigan (y tal vez donen) este gran proyecto sin fines de lucro aquí:
http://copenhagensuborbitals.com/
Habrá un nuevo lanzamiento más silencioso este verano (Esperemos que no se parezca al primo Trident mencionado anteriormente)
HC
strider_mt2k dice:
@Rob Wentworth
Tuve la misma idea para un juego de palabras, pero lo hiciste antes que yo y lo hiciste mejor.
Me quito el sombrero ante usted, señor.
eric dice:
Bueno, técnicamente no es un modelo de cohete, pero sigue siendo un cohete amateur, y es mucho más grande y ambicioso que este:
http://www.copenhagensuborbitals.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_SuborbitalsSu trabajo aún está en progreso, ¡pero me encantaría ver terminado este proyecto casero! Los mismos muchachos ya han construido un submarino en funcionamiento, por lo que estamos hablando de piratería seria aquí:
http://en.wikipedia.org/wiki/UC3_Nautilusrojo dice:
Las quejas sobre el uso de arduinos para la estabilización de cohetes son ridículas.
¿No se dan cuenta esos reclamantes de que los cohetes Scout anteriormente podían volar en órbita de manera moderadamente confiable con una guía de cinta de papel y una computadora de control? En el avr, el arduino es solo un gestor de arranque. Solo escucha el puerto serie después de la restauración y, de lo contrario, nunca se ve afectado: solo ejecuta programas en el atmega bare metal como de costumbre.
Arduino es un dispositivo increíblemente capaz de acuerdo con los estándares o el poder de cómputo de cohetes orbitales. Si no puedes estabilizar un cohete con él, eso es un reflejo de tus habilidades como ingeniero, no del arduino.
Enrique dice:
Ciertamente no es el modelo de cohete más grande;)
http://www.youtube.com/watch?v=E4l2aFkZ_VM¡La historia detrás de este es tan genial que probablemente debería presentarse de todos modos! Aunque ya es bastante viejo...
atrezzop dice:
Hábil
No soy un experto en su legalidad pero, incluso si es técnicamente ilegal, estoy seguro de que los vuelos de prueba estarían bien. Los modelos de cohetes han sido durante mucho tiempo cohetes "principales". Echa un vistazo a SunSeeker.
En cuanto a las pautas de cohetes, entiendo que existe una disposición para colocar una carga explosiva en un cohete y apuntarlo a algo. Esto no significa orientación y habla específicamente de cargas explosivas.
Y para aquellos de ustedes que están motivados a seguir la letra de la ley, desconfío más de escribir en la Ley Patriota. Bajo ese caos, usar la palabra "piratear" podría considerarse "actividad terrorista". Demonios, todos los que estamos en este sitio podrían ser aceptados por estar involucrados en una célula terrorista.La conclusión es que siempre que exista la intención correcta y se haya tomado la precaución razonable, la mayoría de los legisladores johnny simplemente han pasado por alto las violaciones técnicas.
Mi consejo legal oficial para cualquiera que evite problemas legales, nunca salga de la casa y trabaje para el gobierno.
atrezzop dice:
Segunda nota. La razón por la que se usa gas en el transbordador es para los vuelos espaciales reales. Donde no hay aletas de aire, no funcionará sin importar qué tan rápido viaje.
La dirección atmosférica se logra principalmente a través de ajustes menores en las cargas del motor. Para los modelos de cohetes, es mucho más efectivo usar solo aletas para controlar la postura cuando hay una atmósfera para usar como palanca.
sábalo dice:
Un repelente asistido por arco eléctrico podría mejorar el tiempo de respuesta de la hélice por debajo de los 200 mseg necesarios para abrir la válvula. Convierta las ayudas en algo así como una conexión carnosa entre un propulsor de gas frío y un cortador de plasma. Una vez que el gas fluye, su velocidad puede modularse muy rápidamente encendiendo y extinguiendo el arco.
Para vuelos atmosféricos, es posible que desee considerar el uso de plasma para maniobrar; un plasmingo creado selectivamente sobre parte del vehículo podría funcionar completamente como una superficie de control, cambiando la tracción sobre esa parte. Dado que no hay partes móviles involucradas, la velocidad de reacción y la confiabilidad podrían mejorarse drásticamente.
scott dice:
@Shaddack: usar un arco para interrumpir el flujo de gas propulsor parece una idea extraña y maravillosa. ¿Conoces alguna literatura sobre el tema?
ke7eha dice:
Debería haber una nueva regla aquí: si afirma que algo es ilegal, cite las leyes pertinentes y/o el precedente legal.
Sobre el proyecto:
Necesitará estabilización de rodillos, que es fácil de hacer con rodillos en las alas (aletas traseras). También puede usar el gas para mover la posición de una aleta (incluso puede calcular el control proporcional usando este método)¿Guía Bang-Bang? funciona, y es la solución de tiempo mínimo. Utilizará más energía con este método de control que con cualquier método proporcional.
Esto es probablemente ITAR, lo que significa que está controlado por exportación. Todo lo relacionado con cohetes guiados (incluida la telemetría) es ITAR en los Estados Unidos. No estoy seguro de cómo se aplica la ley al entusiasta aficionado autofinanciado, siempre he estado del lado financiero del gobierno (laboratorio de investigación, pasante @ NASA JPL). No publique ningún detalle (por ejemplo, el código de verificación) y estará bien.
factura dice:
La diferencia entre "actitud guiada" y "actitud controlada" radica en las cuestiones legales, no debería haber ninguna para ACS
Mahesh dice:
¿Puedo obtener los detalles de construcción del proyecto. Será útil para mi proyecto de ingeniería.
gracias de antemano
