English
Home page Organisatiestructuur Lanceringen Projects Raketmotoren Pictures NERO Geschiedenis Veiligheid Research Links Sitemap Zoeken
NERO Projecten H10 raket
Logo  

De H10 raket - Het Europese hoogterecord
Inhoud
1 Sponsors
2 Record
2 Ontwerp
3 Status
4 H10a

NERO heeft de intentie om het Europese hoogterecord voor amateur-raketten te breken en het naar meer dan 40 kilometer te brengen. Een projectteam van twaalf personen houdt zich bezig met de ontwikkeling en bouw van een tweetrapsraket. Doel is het Engelse record, dat op ruim acht kilometer staat, naar Nederland te halen en met zeker twintig kilometer te verbeteren.

Om dit record te halen is NERO op zoek naar enthousiaste mensen die het projectteam willen komen versterken en bedrijven die het project met materiaal en hulp willen ondersteunen.  
 

2.

  

Sponsors [Top] [Inhoud]
Hoofd-
sponsors
Sponsors
Support-
sponsors		  

 

2.

  

Record [Top] [Content]

100KB		 Download the H10 flyer, met twee pagina's informatie over het project
Blue=new Red=visited Artikelen in the Nederlandse pers.
English Blue=new Red=visited Pictures Foto's van het H10-project.
Blue=new Red=visited Pictures De magnifieke twaalf, het team dat deze droom waar maakt.
De raket, H10 genaamd, die voor de recordpoging wordt gebouwd, krijgt twee motoren met een totale impuls van meer dan 18.000 Ns. Deze motoren geven de raket een startversnelling van 23 g en een maximum snelheid van ruim Mach 3. Ook wordt de raket blootgesteld aan extreme temperaturen: aërodynamische verhitting van de neuskegel tot 450 graden, omgevingstemperaturen van –60 graden en een luchtdruk die slechts 1,6% is van die op de grond.

Twee parachutes, een loods- en een hoofdparachute, zorgen voor een zachte landing. Het ontkoppelsysteem van de eerste trap en het uitzetten van de parachutes wordt aangestuurd met behulp van pyrotechniek. Denk hierbij aan een mechanisch onderdeel dat explosieve kracht omzet in beweging.
Opmerkelijk aan deze recordpoging is dat de raket met volledige instrumentatie naar deze hoogte vliegt. Zo worden er onder andere een GPS module, een videocamera en een zender meegenomen. Wat deze vlucht tevens een hele bijzondere maakt, is dat H10 raket als een van de eerste amateur-raketten ter wereld zal zijn uitgerust met een volledig situational awareness systeem. Situational awareness wil zeggen dat de boordcomputer de positie en stand van de raket in alle zes de vrijheidsgraden kent, en aan de hand hiervan de vlucht controleert. Om dit te realiseren krijgt de raket uitgebreide avionica met een groot aantal sensoren, te weten, drie gyroscopen, een GPS, een versnellingsmeter en een drukmeter. Deze redundante sensorinformatie wordt door de boordcomputers verwerkt om de betrouwbaarheid te verhogen. Zowel de videobeelden uit de raket als de data verzameld door de boordcomputers worden via een zender naar het grondstation gezonden. Het grondstation ontvangt het video- en datasignaal en splitst dit uit over drie schermen. Op het eerste scherm zal real-time het videobeeld uit de raket te zien zijn, op het tweede scherm een kaart van de omgeving met daarop de geprojecteerde positie van de raket en op het derde scherm vitale informatie of het functioneren van boordsystemen.
 

3.

  

Ontwerp [Top] [Content]
 
Blue=new Red=visited Flight overview

 

 Neuskegel
Berekeningen hebben uitgewezen dat de neuskegel door aërodynamische verhitting 450 graden wordt. Daarnaast moet de neuskegel radiogolven doorlaten, omdat de GPS-antenne in de neuskegel is geplaatst. Geen gemakkelijk verenigbare eisen. Voor de neuskegel gebruiken we een experimenteel materiaal Vubonite geheten. Dit materiaal is ontwikkeld aan de vrije universiteit van Brussel, laat zich bewerken als epoxy en droogt op als een keramiek. Ook zijn de gyroscopen in de neuskegel geplaatst. Volg de link en lees meer over de gyroscopen.
 
Blue=new Red=visited Flight overview

 

 Elektronicamodule
De geavanceerde boordelektronica neemt een groot gedeelte van de ruimte in de raket in. Omdat de raket op zijn hoogte punt te maken krijgt met een luchtdruk van 0,016 bar, wordt alle elektronica in de vacuümkamer getest. Om de complexe elektronica te kunnen testen, wordt er aparte testhardware gebouwd waarmee een systeemtest mee kan worden uitgevoerd. Zelfs bij een lanceerklare H10 kan een PC worden aangesloten en die de volledige vlucht simuleert. Om te voorkomen dat de krachtige zender de elektronica stoort, wordt deze aan de zwaarste RF afschermingsnormen onderworpen. Volg de link en lees meer over de elektronica.
 
Blue=new Red=visited Flight controller
Smart sensors, gecombineerd met de Main Flight Processor, sturen vier belangrijke gebeurtenissen aan:
1. de separatie van de raket;
2. de ontsteking van de tweede trap;
3. de ontplooiing van de loods parachute;
4. de ontplooiing van de hoofd parachute.
Volg de link en lees meer over de vluchtcomputer.
 
Blue=new Red=visited
Parachuteringsmodule
De H10 bevat twee parachutes: een loodsparachute die de raket in een gestabiliseerde val door de jet-stream heen loodst en een hoofdparachute die op 800 meter boven de grond wordt ontplooid en de raket een zachte landing laat maken. Wanneer de boordcomputer de springbout van het luik activeert, komt tevens de loodsparachute naar buiten. Met behulp van een pyrotechnisch weggetrokken pin, wordt een touw losgelaten, waardoor de loodsparachute de hoofdparachute uit de raket trekt. Drie afzonderlijke veiligheidsmechanismen voorkomen dat de pyrotechniek aan boord van de H10 voortijdig af gaat. Volg de link en lees meer over de parachutering.
 
Blue=new Red=visited
englishonly.jpg (1567 bytes)
Cameramodule
Bevat een venster waardoor de kleurenvideocamera door een hoek naar buiten kan kijken. Deze is zo gepositioneerd dat de horizon in beeld zal zijn. Binnen het projectteam zijn weddenschappen afgesloten of de camera de kromming van de aarde in beeld kan brengen.
 

 

 Zendermodule
Het ontwerpen en ontwikkelen van antennes die een goed egaal uitstralingspatroon hebben en in een raket kunnen worden geplaatst, is geen eenvoudige zaak. Uiteindelijk zijn wij uitgekomen op een lintvormige antenne die rondom de buis is bevestigd (circular patch antenna).Tevens bevat dit compartiment lithium-ion accu’s om aan de energiebehoefte van de raket te kunnen voldoen. De H10 wordt tot op het laatste moment voor de lancering vanuit externe accu’s gevoed om zoveel mogelijk energie mee te nemen. Vooral de 10 watt zender aan boord is een hele grote energie-verbruiker. Het batterijpakket wordt goed geïsoleerd om bestand te zijn tegen temperaturen van tussen de –50 en –60, die op grote hoogte heersen.
 
Blue=new Red=visited Flight overview
englishonly.jpg (1567 bytes)
Motoren
De twee motoren zijn de werkpaarden van de raket. Jaren van ontwikkeling zijn er aan voorafgegaan om ze te brengen tot het prestatieniveau wat ze nu hebben. De motoren zijn zelfs optimaal getuned voor de hoogte waarop ze gebruikt worden, om zo het optimale rendement er uit te halen.
Volg de link en lees meer over de Penta motoren.
 
Blue=new Red=visited Flight overview
Ontkoppelingmodule
Het mechanische meest complexe deel van de H10 is het ontkoppelings-systeem, dat er voor moet zorgen dat de eerste trap wordt afgeworpen. Dit onderdeel moet sterk genoeg zijn om de startversnelling met de daarbij horende trillingsbelasting aan te kunnen maar ook betrouwbaar genoeg om een goede separatie te garanderen.
Volg de link en lees meer over het ontkoppelsysteem.
 Blue=new Red=visited Flight overview Lanceerrail
Lancering in Nederland behoort niet tot de mogelijkheden, omdat de ruimte domweg ontbreekt. Om lancering in het buitenland mogelijk te maken, wordt een lanceerrail met een lengte van 8 meter ontwikkeld. Een lichtgewicht en modulair systeem dat toch sterk genoeg is om een raket vanaf te lanceren.Volg de link en lees meer over de lanceerrail.
Blue=new Red=visited Bekijk de uiteindelijke layout van de 3,40 meter lange H10 raket.
 

4.

  

Status [Top] [Content]

Verschillende kwalificatievluchten in Nederland zijn nodig om alle hardware en elektronica te testen. Meer dan 350 mechanische onderdelen moesten worden vervaardigd om dit kwalificatieprogramma mogelijk te maken en om de uiteindelijke H10 te bouwen.

Speciaal voor het hoogterecord is een eenvoudige, betrouwbare en goedkope motorserie ontwikkeld: de Thrust motor. Wanneer het kwalificeren is afgelopen worden de Thrust-motoren vervangen door de veel krachtiger Penta motoren en kan een aanval op het hoogterecord worden gedaan.

Op dit moment zijn de meeste mechanische onderdelen gereed. Ook zijn zijn de Penta motoren beschikbaar. De ontwikkeling richt zich voornamelijk op het verder ontwikkelen van de elektronica, de infrastructuur (lanceerrail en testbank) en het grondstation.

De recordpoging zal daarom zeker niet eerder dan 2007 plaatsvinden, in een nog te kiezen buitenland. Nederland is gewoonweg te klein voor een dergelijke vlucht. in ons dichtbevolkte land is geen onbewoond gebied te vinden dat groot genoeg is om een veilige landing van de H10 te garanderen.
   
 
Bijzonder is de hoeveelheid hardware die nodig is om een hoogterecord te realiseren. De voortgang van de realisatie laat zich dan ook in belangrijke mate uitdrukken in de hardware die beschikbaar is gekomen. In het onderstaand overzicht (de status van) het materiaal dat het hoogterecord-team de afgelopen jaren heeft ontworpen, aangeschaft, laten sponsoren en zelf heeft gemaakt. In dit overzicht alleen de highlights, de details en foto's vindt u in het bijgesloten document.

 
 
 

5.

  

H10a [Top] [Content]
De H10a vlucht was bedoeld om de goede werking van de mechanica aan te tonen. Helaas heeft een motorprobleem re voor gezorgd dat deze raket is neergestort. Door de inslag met - naar schatting - duizend g, kan de raket in feite als total-loss worden beschouwd. Ringen en buisdelen zijn met enorme kracht in elkaar geperst, vervormd en daarmee onbruikbaar geworden. Op bijgaande foto ziet u de restanten van de H10.

Hoewel de print met daarop de boordcomputer zwaar was beschadigd, bleek de geheugenchip met daarin de vluchtdata niet meer op zijn plek te zitten. Nader onderzoek leerde dat deze los in de raket lag. Tot onze grote verbazing bleek de chip - toen de pootjes waren rechtgebogen - nog goed te functioneren en kon de data worden uitgelezen. Dit bleek een belangrijke hulp bij het bepalen van de oorzaak. Zo bleek dat de motoren goed gefunctioneerd hadden en dat ook de vluchtbesturingselektronica goed had gewerkt. Dit bleek een belangrijke sleutel in het herleiden van de oorzaak.

Omwille van de eenvoud is indertijd voor de gebruikte Thrust-motor gekozen voor een vrijbrandende motorgrain. Dat wil zeggen dat het stuwstofblok los in de motor ligt en aan alle kanten kan branden. Dit brandstofblok ligt bij de lancering onder in de motor. Wanneer de motor van de eerste trap is uitgebrand, stopt de raket met versnellen en begint te vertragen. Hierdoor verplaatst het brandstofblok zich naar boven. Bij de ontsteking van de motor van de tweede trap, gaat de raket weer versnellen waardoor het brandstofblok zich met kracht naar onder verplaatst. Wij vermoeden dat hier de oorzaak ligt van het neerstorten.

Het brandstofblok is door deze versnelling hard tegen de onderzijde van de motor gevlogen. Hierbij is een stuk brandstofblok afgebroken waardoor, hetzij de uitlaat is versperd, hetzij het brandstofblok niet symmetrisch heeft gebrand. Hierdoor heeft de motor gedurende een korte tijd niet recht naar achteren stuwkracht geleverd, maar onder een hoek. Hierdoor heeft de raket - zo is uit de videobeelden gebleken - een acute hoekverandering ondergaan. Met als gevolg dat de H10 niet naar twee kilometer, maar slechts naar één kilometer hoogte is gevlogen en de snelheid op het hoogste punt ongeveer 500km per uur bedroeg. Op dit punt is de loodsparachute uitgeworpen. Als gevolg van de veel te hoge snelheid heeft de parachutelijn dit niet gehouden en is afgebroken. Hierdoor is ook de hoofdparachute er niet uit getrokken en is de raket neergestort.
Dutch annotations only Blue=new Red=visited Bekijk de outline van de H10a.
Dutch annotations only Blue=new Red=visited Lees het vluchtrapport van de H10a
Top