Cohetería de alta potencia - High-power rocketry

Dos cohetes de alta potencia despegan en el desierto de Black Rock en Nevada

La cohetería de alta potencia es un pasatiempo similar a la cohetería en miniatura . La principal diferencia es que se utilizan motores de mayor rango de impulsos. La definición de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) de un cohete de alta potencia es uno que tiene un peso total de más de 1,500 gramos (3.3 lb) y contiene un motor o motores que contienen más de 125 gramos (4.4 oz) de propulsor y / o clasificado en más de 160 Newton-segundos (40.47 lbf · s) de impulso total, o que usa un motor con un empuje promedio de 80 newtons (18 lbf) o más.

Tipos

Cohetes de alta potencia se definen como cohetes volado utilizando motores comercialmente disponibles que van desde H a O clase . En los EE. UU., La norma NFPA1122 dicta pautas para cohetes modelo, mientras que NFPA1127 es específica para cohetes de alta potencia. En la mayoría de los estados de EE. UU., NFPA1122 se ha adoptado como parte del código legal. Un número menor de estados usa NFPA1127.

Asociaciones

Un cohete de alta potencia despegando.

La Asociación de Cohetes de Trípoli y la Asociación Nacional de Cohetes son los principales organismos sancionadores para el pasatiempo en los EE. UU., Y proporcionan certificaciones de miembros y criterios para las pautas generales de seguridad.

En la mayoría de los demás países, donde se admite HPR, las regulaciones son similares o se derivan del Código de seguridad de la Asociación de cohetes de Trípoli y el sistema de certificación de alta potencia de NAR.

En Australia, hay dos organizaciones HPR a nivel nacional. La Australian Model Rocket Society Inc. es el principal organismo representativo de los cohetes que aboga por sus diversos grupos miembros y existe para servir a la comunidad de cohetes en general. La Asociación de Cohetes de Trípoli tiene tres prefecturas en Australia, con sitios de lanzamiento en Victoria, Nueva Gales del Sur y ACT.

En Canadá, la Asociación Canadiense de Cohetería - L'Association Canadienne De Fuséologie es nombrada reguladora de la afición.

En Nueva Zelanda, el organismo que controla los cohetes es la Asociación de Cohetería de Nueva Zelanda o NZRA.

En Sudáfrica, el organismo de control de los cohetes es la Organización de Cohetes de Sudáfrica o Rocketry SA.

En el Reino Unido, la British Model Flying Association o BMFA es el órgano rector de la United Kingdom Rocketry Association o UKRA, que actúa como High Power Association for Motor vuelos clasificados como H y superiores.

En Alemania, Austria y Suiza, la Interessengemeinschaft Modellraketen tiene un programa de certificación HPR aprobado que cuenta con el reconocimiento cruzado de NAR, CAR y UKRA.

Certificación

Un cohete se lanza mientras otros esperan su turno en las plataformas de lanzamiento en una reunión de lanzamiento de cohetes de alta potencia en el desierto de Black Rock en Nevada

Certificación en EE. UU. Y Canadá

A diferencia de los cohetes modelo, las organizaciones gobernantes requieren la certificación para que las personas puedan volar cohetes de alta potencia. El sistema de certificación está estandarizado en todas las organizaciones de pasatiempos y gobernantes. Hay tres niveles de certificación, cada uno de los cuales permite al usuario volar motores sucesivamente más grandes. En EE. UU. (TRA y NAR):

Nivel 1: H, I

Nivel 2: J, K, L

Nivel 3: M, N, O y más allá

Nota: En Canadá, la Asociación Canadiense de Cohetería tiene un paso adicional al Nivel 4, que es equivalente al Nivel 3 de EE. UU. El Nivel 1 es el motor H, el Nivel 2 es el motor I y el Nivel 3 y 4 de CAR es el mismo que el Nivel de EE. UU. 2 y 3, respectivamente. Debido a un cambio realizado por la Junta Directiva por recomendación del Comité RSO, todos los híbridos se consideran de alta potencia.

Para obtener la certificación, una persona debe demostrar su capacidad para volar un cohete dentro del rango de potencia dado del nivel que está buscando con éxito. Por ejemplo, si una persona desea obtener una certificación de Nivel 1, debe volar con éxito un motor HI en un cohete del tamaño adecuado y recuperarlo con éxito en una condición adecuada para lanzarlo nuevamente de manera segura. Esto también es cierto para la certificación de Nivel 2 y 3 con los requisitos adicionales de que, para el Nivel 2, una prueba escrita se apruebe con éxito y para el Nivel 3 la construcción sea documentada y supervisada por dos autoridades técnicas designadas llamadas TAP (Panel Asesor Técnico) que son ellos mismos Nivel 3 certificado y notablemente competente en cohetería. Las autoridades técnicas de nivel 3 están autorizadas por las respectivas organizaciones nacionales de Trípoli o NAR. Estos requisitos varían levemente entre NAR y Trípoli, pero están muy cerca en ambas organizaciones.

Los niveles de impulso del motor del cohete anteriores se clasificarían todos como cohetes de Clase 2 según el Código Federal de Regulaciones Federales de EE. UU. CFR Título 14 Aeronáutica y Espacio, Parte 101, Subparte C, 101.22 Definiciones:

“(B) Clase 2 — Cohete de alta potencia significa un cohete aficionado que no sea un modelo de cohete que es propulsado por un motor o motores que tienen un impulso total combinado de 40,960 Newton-segundos (9,208 libras-segundos) o menos.

(c) Clase 3 — Cohete avanzado de alta potencia significa un cohete de aficionado que no sea un modelo de cohete o un cohete de alta potencia ".

La Asociación de Cohetes de Trípoli mantiene un comité de revisión de Clase 3 que voluntariamente (no requerido por la FAA) revisa los cohetes con altitudes que esperan alcanzar o superar los 50,000 pies y como una verificación previa para los proyectos de cohetes que se presentarán a la FAA como un proyecto de Clase 3 . El comité de revisión de Clase 3 realiza las siguientes funciones:

  • Realización de un análisis de dispersión de 3 sigma y 6 grados de libertad en los proyectos presentados.
  • Proporcionar orientación y una revisión del paquete de solicitud de exención de Clase 3 antes de la presentación de la FAA.
  • Trabajar con la FAA / AST para educar a los solicitantes y al personal de la FAA sobre las necesidades de los equipos de proyectos de Clase 3 para mantener la viabilidad y seguridad del pasatiempo ahora y en el futuro.
  • Trabajar para lograr una oportunidad más eficiente y significativa para que los miembros sigan la Clase 3 y más allá de los intentos de vuelo.

Según las reglas de los EE. UU., Se pueden lanzar cohetes de más de 40,960 Newton-segundos (impulso total mayor que una clase O), pero se clasifican como cohetes de Clase 3 y requieren la aprobación individual de la Administración Federal de Aviación. La aprobación de clase 3 es bastante complicada y requiere un análisis de dispersión de 6 grados de libertad para el cohete que regresa, una documentación de los criterios de lanzamiento / no lanzamiento, entre otras cosas. Los cohetes con un impulso total de hasta S (al menos 327,680 Newton-segundos) han sido lanzados por aficionados bajo las reglas de la clase 3.

Entre las dos entidades certificadoras estadounidenses, NAR y Trípoli, existe reciprocidad. Por ejemplo, Trípoli puede reconocer a un miembro NAR certificado de Nivel 2 como Nivel 2 ya que ambas entidades certificadoras simplemente están haciendo cumplir las mismas regulaciones NFPA (Ley Nacional de Protección contra Incendios) y FAA / CFR. Lograr la doble certificación requeriría pagar cuotas a ambas entidades. Entre NAR y Trípoli, las principales diferencias son: NAR tiende a centrarse más en modelos de rocallas y concursos. Atrae a niños, grupos de exploración y lanzamientos de novedades como tiempo de espera y lanzamiento de huevos. El enfoque de Trípoli está más orientado hacia la cohetería experimental y avanzada de mayor potencia. Trípoli, por ejemplo, fomenta los motores de cohetes experimentales (EX) o basados ​​en perclorato de amonio no comerciales fabricados individualmente para volantes certificados de Nivel 2 y superiores, así como motores híbridos (por ejemplo, oxidante gaseoso de óxido nitroso y combustible de caucho sólido). Trípoli también tiene programas de tutoría activos con muchos programas de ingeniería de universidades estadounidenses y, como se mencionó anteriormente, apoya la exploración de la ciencia sólida y las limitaciones de la cohetería por parte de ciudadanos privados educados, incluida la cohetería de clase 3. Las compañías de vuelos espaciales privados que no pertenecen a la NASA están lanzando lo que se clasifican como cohetes de Clase 3 y superiores. Al menos un empleado actual de Space-X obtuvo su experiencia volando cohetes de alta potencia con la prefectura de Trípoli Houston de la organización nacional como estudiante universitario inscrito en el programa de ingeniería de una universidad local.

Certificación en el Reino Unido

La UKRA ofrece un programa de certificación en el Reino Unido similar al de EE. UU., Pero limitado a O. El proceso es muy similar al de EE. UU.

Nivel 1: H, I

Nivel 2: J, K, L

Nivel 3: M, N, O

Oficial de seguridad de campo (RSO)

Los requisitos para la certificación de nivel 1 son un vuelo de prueba exitoso con un motor de tamaño de nivel 1 frente a un RSO certificado por UKRA.

Un certificado de nivel 2 requiere un vuelo de prueba exitoso con un motor de tamaño de nivel 2 presenciado por un RSO. El candidato también debe aprobar un examen escrito de opción múltiple establecido por la UKRA.

Un candidato de nivel 3 debe presentar un informe escrito detallado sobre su cohete al Comité Técnico y de Seguridad de la UKRA, que también examinará el cohete antes de su lanzamiento. Después de que se haya aprobado el informe escrito y se haya inspeccionado el cohete, el candidato debe completar un vuelo de prueba exitoso para obtener su certificación de nivel 3.

Cualquier miembro de la UKRA puede postularse para ser Oficial de seguridad de campo. El candidato debe aprobar el examen escrito de nivel 2 y aprobar una entrevista. Un RSO puede ser un RSO modelo Rocket, RSO de nivel 1, RSO de nivel 2 o RSO de nivel 3, según el nivel de certificación que posean. El RSO solo puede actuar en lanzamientos que involucren cohetes de su nivel de certificación o inferior.

El seguro de indemnización de terceros solo lo proporciona la British Model Flying Association (BMFA) y se incluye como parte del paquete de membresía. Los viajeros de High Power Rocket deben tener el certificado apropiado para el tamaño del motor que están volando y cumplir con las reglas de seguridad de la UKRA para que el seguro sea válido.

La UKRA reconoce la certificación de las siguientes Organizaciones Nacionales, que también reconocen las certificaciones UKRA.

  • Interessengemeinschaft Modellraketen eV (IMR)
  • Asociación Nacional de Cohetería (NAR)
  • Asociación de Cohetería de Trípoli (TRA)
  • Asociación Canadiense de Cohetería (CAR)

Certificación en Australia

Puede realizarse a través de las siguientes asociaciones. Australian Rocketry Association INC y sus clubes miembros. La Tripoli Rocketry Association ofrece la certificación High Power Rocketry (HPR) a todos los australianos y es reconocida internacionalmente. Es la única asociación de cohetes verdaderamente internacional en Australia y es la única asociación de cohetes totalmente asegurada internacionalmente.

Samantha Ridgway, primera TRA L3 en Australia.

La Australian Model Rocket Society Inc. ofrece la certificación High Power Rocketry (HPR) basada en los sistemas NAR y TRA y reconoce las certificaciones TRA, CAR, NAR y UKRA.

Samantha Ridgway fue la primera mujer TRA Cert III Rocketeer en Australia. Ella voló el cohete que diseñó y construyó, llamado Lucky 7 en un motor cohete M1500.

Certificación en Sudáfrica

Rocketry SA ofrece un programa de certificación en Sudáfrica con procesos y procedimientos similares a los de EE. UU. Y el Reino Unido.

Nivel 1: H, I

Nivel 2: J, K, L

Nivel 3: M, N, O

Para obtener la certificación, una persona debe demostrar su capacidad para construir, lanzar y recuperar con éxito un cohete dentro del rango de potencia dado del nivel que está buscando.

Construcción

Los diseños de cohetes de alta potencia pueden variar ampliamente al igual que las altitudes y el rendimiento anticipados, pero no son infrecuentes altitudes de 10,000 pies (3,048 m) y velocidades en los rangos supersónicos. Una combinación de (a menudo) mayor masa y mayor apogeo puede requerir sistemas de recuperación sofisticados. Los cohetes de alta potencia se vuelan con frecuencia con sofisticados dispositivos electrónicos que se utilizan para registrar datos de vuelo (altitud, velocidad, aceleración / desaceleración, fuerzas G) y para implementar métodos o dispositivos de recuperación.

Un cohete de alta potencia que se configura antes del vuelo.

Los cohetes de alta potencia están construidos con materiales como resina fenólica , fibra de vidrio , fibra de carbono y otros materiales compuestos y plásticos . Las carcasas de los motores son normalmente de aluminio mecanizado con revestimientos fenólicos ablativos o de papel y son recargables, es decir, se pueden utilizar varias veces.

Propulsión

Los cohetes de alta potencia son propulsados ​​predominantemente por motores basados ​​en APCP disponibles comercialmente o motores híbridos basados ​​en óxido nitroso .

Los motores para cohetes de alta potencia son "H" y superiores. El sistema de nomenclatura con letras es un estándar en el hobby en el que las letras sucesivas duplican el impulso entregado de la letra anterior. Cada letra también tiene un rango de impulsos bajo los cuales se puede clasificar un motor dado.

Obtención de motores para cohetes en Reino Unido

Los motores de pólvora, generalmente fabricados por empresas como Estes y Quest, están clasificados como fuegos artificiales y están sujetos a pocas restricciones de compra en el Reino Unido, siendo la principal restricción que el comprador debe ser mayor de 18 años. Los motores están disponibles hasta la clase D en el Reino Unido y solo son adecuados para modelos de cohetes de baja potencia.

El perclorato de amonio está clasificado como explosivo por el Ejecutivo de salud y seguridad del Reino Unido, por lo que los motores de propulsor compuesto (AP) de perclorato de amonio anteriormente requerían que el comprador tuviera una licencia de explosivos y un documento de transferencia de autoridad competente del destinatario (RCA). También se requería un Certificado de Tienda Registrada si el comprador deseaba almacenar los motores en lugar de comprarlos en el evento de vuelo y usarlos de inmediato.

La UKRA ha negociado una exención para que los modelos de cohetes voladores puedan obtener algunos motores AP en cantidades limitadas sin la necesidad de una licencia de explosivos. Desde el 4 de diciembre de 2007, los cohetes modelo pueden comprar motores AP con un peso neto inferior a 1 kg de propulsor sin una licencia de explosivos. También pueden almacenar motores hasta un peso neto total de 5 kg sin necesidad de una licencia de explosivos o un certificado de tienda registrado. Todavía requerirán un documento RCA. Esto se puede obtener del HSE del Reino Unido escribiéndoles una carta apropiada solicitando una exención para los modelos de motores de cohete. Este documento se emite actualmente de forma gratuita, aunque esto puede cambiar.

Un motor con 1 kilogramo (2,2 lb) de propulsor es un motor de impulso K, por lo que los cohetes modelo ahora pueden volar modelos de nivel 2 sin la necesidad de una licencia de explosivos, sin embargo, todavía se requiere un RCA. Esta relajación en las regulaciones ha hecho que los cohetes de media y alta potencia sean mucho más accesibles en el Reino Unido.

Recuperación

Una bahía de despliegue típica basada en altímetro.

En cohetes modelo, un paracaídas, serpentina u otro dispositivo o método de recuperación se despliega en el apogeo, pero los cohetes de alta potencia pueden emplear sistemas de recuperación más complejos ya que las altitudes pueden ser mucho más altas que sus contrapartes. En un cohete de alta potencia, un altímetro o temporizador electrónico puede desplegar un paracaídas de caída (que estabiliza el cohete en el descenso) o una caída libre controlada (donde las secciones de proa y popa están simplemente separadas por una correa o cordón umbilical, a menudo hecho de tubos tubulares). nylon). Estos eventos de recuperación pueden ser provocados por pequeñas cargas explosivas ( pólvora negra o Pyrodex ) o gases presurizados (por ejemplo, CO 2 ). A una altitud predeterminada por el aficionado, un altímetro despliega un paracaídas principal que ralentiza el cohete a una velocidad de recuperación segura. Las variedades más comunes de altímetro usan acelerómetros , sensores barométricos o una combinación de ambos.

Ver también

enlaces externos

Referencias