6月16日,美国加州大学圣地亚哥分校“太空探索与开发学生(SEDS)”在莫哈韦沙漠成功进行了静态火箭发动机试验台“巨像”的实弹试验。
2016年,本科生们在建造第一枚由3d打印引擎驱动的火箭时遇到了一个障碍,于是他们决定开发Colossus:很难以一种快速、现实、相对便宜的方式测试火箭的引擎。他们不想发射火箭,因为这意味着他们不能再重复设计,但在实验室环境下的测试无法提供足够的信息,以确保发动机能按计划工作。他们需要的是一个静态点火试验台,可以让引擎在发射的整个过程中,同时固定在地面上。
这个问题?只有一个这样的火箭引擎试验台可以在学术机构使用——普渡大学——但是有很长的等候名单,而且比学生负担得起的要贵。
所以,在NASA的支持下,他们建造了自己的。
“大想法对于这个测试系统是使进入空间和空间研究的人更容易没有大规模的190亿美元的预算,”杰克说Najarian,第三年电气工程的学生在雅各布斯工程学院和加州大学圣地亚哥的SEDS总统。
SEDS支持并开发了静态火箭发动机试验台,并于6月16日在莫哈韦沙漠的业余火箭之友试验场成功进行了首次实弹测试。SEDS公司自己的3d打印火箭发动机Ignus-II进行了测试。与学生组织推出的第一个3d打印发动机Ignus-I相比,Ignus-II拥有更大的推力和更高效的冷却系统。
在认识到市场上的这一测试可访问性空白后,希望创建一个系统来解决他们的测试需求,以及其他学生团体和学术研究团队的需求,Colossus的学生与NASA密切合作,为这样一个系统定义技术指导方针。NASA还向该团队提供了10万美元的资金,用于建造巨像测试系统,并积极参与了为期三年的设计和建造过程。在过去的三年里,大约有60名本科生为火箭发动机试验台做出了贡献。
巨像系统可适应多种发动机设计,并配备了可交换的发动机接口和多功能双低温流体系统,使之成为可能。防爆罩保护复杂的电子设备和管道免受发动机爆炸的影响。
在测试过程中,被测试的引擎不会离开地面,但会经历与实际发射时相同的过程。压力,温度,推力和力测量在超高速和精度与实时数据查看可用。该系统被安置在一辆移动拖车中,运送到业余火箭之友在莫哈韦沙漠指定的安全测试地点,在那里,它的钢靴被固定在混凝土上,以确保引擎保持静止。巨像系统可以在一天内进行几次测试。
”,几乎是整个项目是仅仅提供火箭推进的社会研究人员和开发人员的能力能够验证他们的想法在一个非常快速的方式,”丹尼斯任说,第四年电气工程的学生在加州大学圣地亚哥分校和巨人项目经理。
3、2、1…排除
成功点燃大火的过程非常艰难。SEDS团队于6月15日(周五)将Colossus系统驾驶到沙漠,并在周六上午对该系统进行了预测试。下午3点,所有系统都启动了,但点火器故障意味着推进剂无法点火,第一次尝试失败了。
由加州大学圣地亚哥分校学生马特·桑托斯(Matt Santos)领导的电子团队诊断出了这个问题,经过几次尝试后,得出了一个偷工换金的解决方案。该休息两分钟了。
为第二次尝试做了准备,但这次由于解决了点火器故障问题而导致失败。
“我们有第二次失败的时候,已经是上午9点,”任说。“我们的推进剂非常少,测试窗口在晚上10点接近尾声。球队的士气受到了打击。地堡里的测试负责人迅速评估了形势,决定收集资源进行最后的追踪。”
该团队在30分钟内重新整合推进剂和气体,重新安装点火器,并重新编写了测试程序。然后是3 2 1....
“当计时器到达零时,火花开始从引擎中冒出来,然后一个美丽的、持续的引擎火焰比我们听到的任何声音都要响亮。这是一次成功,队员们为我们欢呼雀跃。我们尖叫着,跳着,大叫着——欣喜若狂。两年的努力终于有了回报!”任正非说。
民主化火箭
其他学生团体或学术研究人员只需支付一小笔费用就可以使用Colossus,以弥补维护成本——大约在1000美元到2000美元之间——这大大低于目前使用现有行业测试系统的数万美元的成本。
Ren说,南加州大学、加州大学欧文分校、德克萨斯农工大学和阿拉巴马大学的团队已经对使用Colossus进行测试产生了兴趣,SEDS正在与其他大学接触,看看Colossus如何帮助他们进行静态测试。
“所有的兴趣都来自学术界,因为从历史上看,这一直是一个缺乏负担得起的检测能力的领域,”任说。“现在只有两个考点——我们的和一个在普渡大学,普渡大学真的很忙,没有太多的容量来容纳其他学校。
“我们这样做是为了让我们可以在同一天进行多个测试,让人们来来往往,得到他们的结果,并迅速改进他们的引擎设计。”
对于想要使用测试平台的团队,SEDS团队必须首先审查他们是否引擎设备与系统兼容。如果是这样,他们将在指定的安全测试地点安排测试时间。
该团队计划将Colossus的维护和管理工作保持在本科生的水平,并有一个专门的运营团队致力于确保在10年的系统寿命期内对所有用户进行成功的测试。
巨像赞助商实弹射击测试包括NASA, Parabilis Space, National College Resources Foundation, Ganter Instruments, Gosco Valves, Altium,OSML, Cryoquip, Virgin Orbit, Sentech Measurements, Cadence, Stainless Process Systems, IMS, Advanced Circuits, ECMS, 80/20 Inc, Najarian Trading和Reliance Metal。
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