Experimento de Lanzamiento Aéreo Usando Lanzador de Riel Suspendido para Rockoon
Autores: Shoyama, Tadayoshi; Banno, Ayana; Furuta, Yousuke; Kurata, Noboru; Ode, Daisuke; Wada, Yutaka; Matsui, Takafumi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Experimento de Lanzamiento Aéreo Usando Lanzador de Riel Suspendido para Rockoon
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cohete
Lanzamiento aéreo
Rockoon
Seguridad
Trayectoria
Lanzador de rieles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El método de lanzamiento aéreo de un cohete utilizando un lanzador suspendido de un globo, conocido como rockoon, puede mejorar el rendimiento de vuelo de cohetes pequeños. Sin embargo, ha habido problemas de seguridad y errores en la trayectoria de vuelo debido a la incertidumbre con respecto a la dirección de lanzamiento. Se realizaron experimentos de lanzamiento aéreo para demostrar un lanzador de riel equipado con un giroscopio de momento de control para controlar activamente el ángulo de acimut. Como estudio preliminar, se suspendió mediante una grúa en lugar de un globo. Los cohetes volaron con éxito a lo largo de la línea de acimut objetivo e impactaron en el área segura predicha. El ángulo de elevación del riel del lanzador mostró una fluctuación compuesta de dos componentes de frecuencia. Se propuso un modelo de doble péndulo con una varilla rígida suspendida por un cable para predecir este comportamiento. Se investigaron parámetros de diseño significativos y fuentes de error utilizando este modelo, revelando el efecto restrictivo de una gran masa por encima del cable y la fluctuación del ángulo de elevación, que causó errores en la trayectoria debido a la fuerza de fricción en la guía del riel y el desalineamiento del empuje. Finalmente, se encontraron compensaciones en el diseño de la longitud del riel entre la velocidad clara del lanzador y las fluctuaciones de elevación.
Descripción
El método de lanzamiento aéreo de un cohete utilizando un lanzador suspendido de un globo, conocido como rockoon, puede mejorar el rendimiento de vuelo de cohetes pequeños. Sin embargo, ha habido problemas de seguridad y errores en la trayectoria de vuelo debido a la incertidumbre con respecto a la dirección de lanzamiento. Se realizaron experimentos de lanzamiento aéreo para demostrar un lanzador de riel equipado con un giroscopio de momento de control para controlar activamente el ángulo de acimut. Como estudio preliminar, se suspendió mediante una grúa en lugar de un globo. Los cohetes volaron con éxito a lo largo de la línea de acimut objetivo e impactaron en el área segura predicha. El ángulo de elevación del riel del lanzador mostró una fluctuación compuesta de dos componentes de frecuencia. Se propuso un modelo de doble péndulo con una varilla rígida suspendida por un cable para predecir este comportamiento. Se investigaron parámetros de diseño significativos y fuentes de error utilizando este modelo, revelando el efecto restrictivo de una gran masa por encima del cable y la fluctuación del ángulo de elevación, que causó errores en la trayectoria debido a la fuerza de fricción en la guía del riel y el desalineamiento del empuje. Finalmente, se encontraron compensaciones en el diseño de la longitud del riel entre la velocidad clara del lanzador y las fluctuaciones de elevación.