Mi cohete experimental ATRIA

Proyectos Personales
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El nombre ATRIA proviene de una estrella «Alpha Trianguli Australis» de la constelación el Triángulo Austral.

Misión: Ganar experiencia en el diseño, construcción y lanzamiento de un cohete con propulsante a base de Sorbitol. Solo que vuele y se recupere lo suficientemente sano como para que vuelva a volar.
Altura de vuelo pretendida menos de 800m y más de 200m. Que no sea necesario sistema de localización inalámbrico.
Computadora de vuelo: ALFA ya que es la única que tenía disponible al momento de la construcción del cohete.
Aprovechando los 2 eventos de la computadora de vuelo ALFA en el apogeo el cohete se separa en 2 para romper la forma aerodinámica (no uso drogue), luego a 150m de altura despliega el paracaídas principal del tipo cruz de 1.5m de envergadura
Materiales: caño de PVC de 63mm ya que es el más fácil de trabajar con las herramientas disponible, no puede ser muy chico ya que no me entrarían los elementos internos (paracaídas, electrónica, separadores, etc) ni muy grande por el incremento de peso.
Salvo el motor y los tornillos el resto usar madera, plástico y fibra de vidrio.

Etapa propulsora: vamos a usar el motor cuyo diseño proviene del viejo foro de cohetería, un Candy tipo H 280 (según planilla de Nakka). Este motor hemos armado 2 con Juan Carlos Torres y ambos se han desempeñado en forma satisfactoria (ver posteo en la sección de motores candy).
Si bien el motor no está optimizado, nos permite hacer volar el cohete con un buen margen de confiabilidad, al día de la fecha hicimos 1 prueba estática y 4 vuelos del motor de Juan (alrededor del 2013), y actualmente 4 ensayos estáticos en banco con el mío sin inconvenientes.
Características del motor:

La carcasa del motor es de acero común Diámetro exterior teórico 1¼ de pulgada (pulgada y un cuarto) 31.75mm, Espesor de la pared: 1.6mm
Caño con costura. Longitud de la cámara de combustión: 256mm
Tapón trasero de aluminio torneado, Tobera de “hierro” (torneada por Juan Carlos):
Diámetro de garganta: 6.5mm
Ángulo convergente: 90°
Ángulo Divergente: 24°

Combustible:
Tipo BATES 5 granos de combustible Candy (65% nitrato de potasio y 35% Sorbitol) inhibidos en la cara externa.
Largo del grano: 50mm
Diámetro externo: 28mm
Diámetro interno: 10mm
Peso aproximado del combustible 200g

Cohete:
1 sola etapa, doble evento de recuperación. Separación en 2 en el apogeo y apertura de paracaídas a 150m de altura.
Longitud total: 1130mm
Peso con motor y combustible: 1.8kg
Estabilizado por 3 aletas cuadradas (simple y efectivo).

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Lindo modelo Rubén, excelente como siempre el registro fotográfico. El soporte motor y anclaje de las aletas está muy bien pensado, lo que quizás cambiaría es el amarre del shock cord al conjunto porta motor. Yo usaría un tornillo piton cerrado como este:


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Hola Gustavo, si, lo pensé, pero son rosca en pulgadas. Cuando hice el tapón del motor le puse rosca métrica, por lo que uso un allem sin cabeza (gusanillo le dicen), ese que se ve en la punta del motor (tapón). La pieza de aluminio donde agarra el shock cord tiene roscado para que el allem de la punta del motor enrosque ahí.

Saludos!

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Ojo con estos como el de la foto que con los tirones se abren, hay unos que son soldados! esos son los mas seguros para cohetes grandes!. Se consiguen en la buloneras grandes! Les dejo un link a modo de ejemplo. https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-1313175304-pitones-cerrado-con-tuerca-soldado-516-x-100-mm-10-unidades-_JM#position=21&search_layout=stack&type=item&tracking_id=b5a2b0f2-4dfc-4a20-88bf-4ae2edf3ac8b
Para tener en cuenta!!

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El día sábado 11 de Mayo hice el primer lanzamiento de mi cohete, el vuelo fue exitoso.
Altura máxima calculada con openrocket, si mal no recuerdo usando los datos de la planilla de nakka daba unos 840m, y usando los datos reales obtenidos en banco da 674m. La altura alcanzada medida por el altímetro ALFA fueron 644m.

video del vuelo:
https://www.youtube.com/watch?v=n4oaoE_-rUY

Saludos.

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Muy bueno, felicitaciones!!

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Excelente vuelo Rubén! felicitaciones!!! Salió todo perfecto.
El campo de vuelo se ve muy bien también!

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Dejo por acá el link del segundo vuelo:

https://www.youtube.com/watch?v=A8eUSC9j2Fc&pp=ygUGbHc3aHJt

El apogeo fue de 570m según los datos descargados del altímetro ALFA

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El tercer vuelo terminó en un CATO.

https://www.youtube.com/watch?v=aTPvKkpM1bg

El cohete no alcanzó a salir de rampa el fallo fue casi instantáneo, los pedazos con las guías para la rampa quedaron en la rampa, lo que vuela para arriba es la mitad superior por la fuerza de la explosión.

Análisis de la falla del motor:

El motor falló por el lado de los tornillos de la tapa del motor, la carcasa del motor quedó entera, era esperable fallara por ese lado, siendo este el más débil.
La idea, en teoría, era que se cortaran estos tornillos primero en un evento de sobrepresión, para que en “teoría” se salvara la tobera, a costa de que se rompa el fuselaje del cohete en la sección del motor. Eso en mi cabeza, ahora veamos la realidad.

La realidad es que la tobera se rompió igual, al salir expulsada hacia abajo pegó contra la base de la rampa, y al tener la carcasa atornillada el golpe la deformó y cortó 3 tornillos, quedando estos pedazos dentro de los alojamientos de las roscas.
Ademas el tapón del motor por la fuerza de la explosión rompió la bahía de electrónica, por suerte el altímetro no se dañó, que es lo más difícil de reemplazar, se rompieron los microswitch de encendido y otras cosas fácilmente reemplazables (en teoría la bahía debía salvarse).

Yo soy Ing En Telecomunicaciones, si bien la mecánica no es mi especialidad igual meto mano y me gusta entender el porque, en este caso se me “escapó la tortuga” “no la vi” podríamos decir.

Por seguridad llevo el cohete sin ningún elemento pirotécnico conectado, el motor va desarmado y el combustible aparte. Llegado al lugar de vuelo conecto las cargas de expulsión, cargo el motor con el combustible, coloco el motor en el cohete, luego el cohete en la rampa y recién en rampa coloco el iniciador en el motor
Pensando en un método fácil de colocar el motor en el cohete se me ocurrió colocar un allen sin cabeza en la punta del motor, de esta forma es insertarlo y girarlo para que enrosque y quede trabado.
Debido a las herramientas disponibles el tipo de caño, etc, no puedo trabarlo con aro seguer o hacer piezas roscadas, por lo que la tobera y el tapón van con tornillos, y en el lado del tapón para que entre y se pueda girar le puse allen sin cabeza también. Quedó súper fácil de montar el motor y trabarlo.
Juan Carlos con su cohete adoptó el mismo sistema (hace 10 años atrás creo hicimos como 4 vuelos con este concepto) y recientemente 3 vuelos, pero “el diablo está en los detalles”.
1° por el costo de las cosas y la imposibilidad de conseguirlas (vas a la bulonera y no tienen o valen fortuna) reutilicé los tornillos
2° y acá si “no la vi” hasta que vi el tapón roto al acercarme a los restos humeantes del cohete, en ese momento lo vi claramente, todo este tiempo estuve trabajando el tornillo mal, la fuerza la hace sobre la parte hueca, donde tiene el hueco para que entre la llave allen, ahí la resistencia del tornillo es mínima y ni debe ser constante.
https://recursosdeingenieria.com/calculadora-resistencia-tornillos/
Según los cálculos un allen 12.9 M3 debe resistir unos 554kg antes de deformarse y se corta a 615kg.
El diámetro interno del motor lo redondeamos para arriba a 29mm, con lo cual calculamos el área del círculo pi*r^2 = 3.14159 * 1.45 *1.45 = 6.6 cm^2
Si tomamos la presión en kg * cm^2 podemos calcular la presión máxima para el límite elástico de los tornillos (554kg)
Son 6 tornillos, por lo que tenemos 554 * 6 = 3324kg dividido en 6.6 cm^2
Nos queda 503.6 kg * cm^2 lo cual equivale a 7162 PSI o 486 Atmósferas
Esto para un tornillo sólido no uno hueco jeje
Ahora vamos a las acciones correctivas
Desde ya no reutilizar tornillos, si bien son caros, reconstruir todo el cohete es más caro aún.
Cambiar los tornillos allen sin cabeza por los de cabeza cilíndrica, y para seguir reutilizando el mismo sistema de montaje hacer caladuras para que pasen las cabezas de los tornillos.
Ver de conseguir tornillos de menor grado y poner unos 12.9 en la tapa y unos de menor grado en la tobera 10.9 u 8.8 (expulsar tobera antes que la tapa). Eso de que se rompa solo el fuselaje donde va el motor no anduvo, se rompió hasta la bahía de electrónica.

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