Drugi sukces zespołu z Politecnico di Milano.
Skyward to multidyscyplinarne stowarzyszenie skupiające inżynierów z różnych wydziałów (lotnictwa, mechaniki, informatyki, elektroniki) na Politecnico di Milano w celu projektowania rakiet lotniczych – i w odróżnieniu od innych tego typu stowarzyszeń na międzynarodowej arenie szkolnictwa wyższego w tym, że projektuje i tworzy rakiety już od dziesięciu lat – wygrało edycję EuRoC w 2022 roku.
EuRoC to pierwszy uniwersytecki konkurs startów rakietowych w Europie, sponsorowany przez Portugal Space, który gromadzi studentów z całego naszego kontynentu, aby „wystrzelić” swoje projekty i zachęcić ich do studiowania nauk ścisłych, technologii, inżynierii i matematyki (przedmioty STEM) oraz rozwijania umiejętności technologicznych.
Ten spektakularny sukces jest kontynuacją sukcesu „kategorii”, który Skyward osiągnął w 2021 roku.
Konkurs
EuRoC jest terenem doświadczalnym dla rakiet, które potrafią „odtworzyć” przebieg prawdziwej misji lotniczej polegającej na umieszczeniu satelity na orbicie, w określonym miejscu i czasie. Konkurs podzielony jest na dwie kategorie – 3000 i 9000 metrów. Nagradzani są ci, którym uda się zbliżyć do docelowej wysokości, a następnie zwrócić swoją rakietę w nienaruszonym stanie w określone miejsce.
Skyward wziął udział w konkursie na 3000 metrów, w którym projekty są rozpatrywane, zgodnie z zestawem kryteriów, do przyznania różnych nagród:
- EuroC Award, ranking ogólny
- Technical Award za najlepsze sprawozdanie techniczne
- Team Award ustalana na podstawie punktacji opartej na tym, jak zorganizowany i rzetelny jest zespół w ciągu roku przygotowań, a następnie w trakcie trwania zawodów.
- New Space Award w interpretacji rynkowej pożądalności rakiety.
- Flight Award za osiągi rakiety w locie.
W 2022 roku Skyward zdobył nagrody EuroC Award, Technical Award oraz był wiceliderem Team Award i Flight Award, które przyznano jednak innym zespołom.
Nie zabrakło również nagród takich jak Anacom Awards, sponsorowanych przez portugalską firmę, która zajęła pierwsze i drugie miejsce za obie telemetrie zamontowane na dwóch elementach rakiety.
W 2022 roku w EuRoC wzięło udział 19 z 25 zarejestrowanych zespołów.
Rakieta Pyxis i rola Rollon (oraz ruchu liniowego)
Rakieta zaprojektowana przez Skyward nosi nazwę Pyxis i posiada następujące „specyfikacje techniczne”:
- 2,5 metra długości
- 15 cm średnicy (aby pomieścić hamulce aerodynamiczne)
- 14 kg na pusto – 21 kg z silnikiem.
- Została zbudowana z włókna węglowego i szkła, aby zmniejszyć wagę i umożliwić przesyłanie danych na ziemię w celach telemetrii (włókno szklane to umożliwia). Z aluminium wykonano połączenia między przedziałami, kołnierze i hamulce aerodynamiczne
Według oficjalnej telemetrii, rakieta osiągnęła podczas zawodów wysokość 3033 metrów i wróciła w nienaruszonym stanie na wyznaczone miejsce. Było to niebagatelne osiągnięcie, w którym ważną rolę odegrały szyny liniowe Rollon.
Zobaczmy, dlaczego.
Pyxis jest napędzana silnikiem na paliwo stałe, który raz włączony nie może być ani wyłączony, ani wyregulowany, i który musi napędzić rakietę do wysokości 3000 metrów. Aby jak najdokładniej zrealizować wysokość docelową, po osiągnięciu 1000 metrów rakieta otwiera hamulce aerodynamiczne – systemy, które są kontrolowane przez samą rakietę za pomocą telemetrii i technologii pokładowej. Następnie stopniowo zmniejsza swoją prędkość przelotową, aby jak najbardziej zbliżyć się do celu 3000 metrów, wysuwając i wycofując hamulce aerodynamiczne zgodnie z otrzymywanymi danymi.
Aluminiowe hamulce aerodynamiczne są wypychane przez liniowy ruch pojedynczych szyn miniaturowych Rollon (Mini Mono Rail) umieszczonych wewnątrz rakiety.
Szyny liniowe były potrzebne do maksymalnego zmniejszenia tarcia między elementami oraz do umożliwienia wysuwania i wycofywania hamulców aerodynamicznych z prędkością bardzo zbliżoną do prędkości dźwięku (lub dużego samolotu pasażerskiego): tj. 1000 km/godz.
Hamulce aerodynamiczne są zaledwie wielkości karty kredytowej, a w tych warunkach poddawane są ciśnieniu około 30 kg. Bez systemu wysokowydajnych szyn, prawidłowe otwieranie i regulacja hamulców aerodynamicznych nie byłyby możliwe, co uniemożliwiłoby osiągnięcie docelowej wysokości 3000 metrów.
Stąd wybór niezawodnej szyny liniowej, takiej jak ta firmy Rollon, która oferowała wystarczającą sztywność i mogła zapewnić odpowiednią nośność.
Rozwiązanie dopasowane przez Rollon
Wybór rozwiązania firmy Rollon łączy ze sobą firmy działające na tym samym terytorium, tworząc długotrwałe partnerstwo i pomagając w generowaniu wspólnej wartości dla samego terytorium. Wybór ten był oparty na rzeczywistej potrzebie Pyxis dotyczącej usunięcia dotychczas nierozwiązanego problemu.
W skrócie, wyciągnięcie hamulców aerodynamicznych polega na przemieszczeniu szyny, podczas gdy suwak pozostaje wewnątrz komory rakiety. Wyciągnięcie hamulca aerodynamicznego stawia zatem szynę w stanie wygięcia, dlatego też ostatecznie wybrano rozwiązanie firmy Rollon, które może zagwarantować maksymalną sztywność.
Dział inżynieryjny firmy ocenił wymagania i zidentyfikował produkt – Mini Mono Rail – który zapewnił odpowiednie osiągi w zakresie sztywności, niezawodności i jakości ślizgu przy niskim współczynniku tarcia po wdrożeniu. Wszystko umieszczone w niezwykle małej przestrzeni.
Jakość poślizgu jest zapewniona przy wyciąganiu, ale także przy ponownym umieszczeniu hamulców aerodynamicznych w korpusie rakiety: hamulce aerodynamiczne nie mogą zahaczyć o spadochron, który otwiera się, gdy rakieta osiągnie apogeum, rozdziela swoje dwa elementy i rozpoczyna opadanie.
Powrót ten nie musi być koniecznie „zaprzęgnięty” do szyn i hamulców aerodynamicznych, ale raczej – kierowany przez serwomotor z systemem GPS połączonym z telemetrią pokładową – może należycie sterować spadochronem i prowadzić składnik rakiety do zamierzonego punktu zrzutu i powrotu.
Wspieranie badań i regionu, inwestycje w technologie
Sukces projektu oraz wzajemne zadowolenie Skyward i Rollon wyznaczyły kierunek współpracy, która będzie kontynuowana w 2023 roku.
Projekt wskazuje również na zaangażowanie firmy w zrównoważony rozwój społeczny – poprzez bezpłatne, bezpośrednie wsparcie inicjatywy Skyward (i innych) – oraz inwestycje technologiczne na miarę naszych czasów.
W istocie, przemysł lotniczy i kosmiczny jest obszarem, który wymaga wysokich umiejętności, zdolności do zarządzania złożonością i zdolności do rozwiązywania problemów. Jest to również sektor, który wpływa na rozwój technologii w szerszy sposób, powodując postępy, które rozciągają się na inne obszary zastosowań.
Wiodąca rola Rollon w tym obszarze jest oczywista i mocno ugruntowana. Sukces Pyxis jest tego potwierdzeniem.
