Proyecto de Mitad de Carrera: Muestra de Aches de Diseo de Ingeniera Facultad de Ingeniera

Departamento de Ingeniera Mecnica

Diseo de sistema de recuperacin de carga til transportada en un vehculo AINKAA del proyecto uniandino aeroespacial, PUA

Autores: Gustavo Zapata (gx.zapata1196@uniandes.edu.co), Ivn Suarez (ig.suarez2261@uniandes.edu.co), Julin Moreno (jd.moreno564@uniandes.edu.co), Juan Felipe Castro (jf.castro1218@uniandes.edu.co)

Asesor: Fabio A. Rojas Dr. Eng. MecAbril 10 de 2013

Resumen: En este ache se expone un proyecto cuyo principal propsito es resolver un problema comn de la cohetera experimental y es poder recuperar una carga til despus de lanzado el vehculo. Para esto se realizar una investigacin de los sistemas existentes y se evaluarn sus diferentes componentes con el n de disear un sistema de recuperacin propio que se pueda desarrollar en la Universidad De Los Andes. Al -nalizar el proyecto se espera tener planos completos de manufactura del sistema y haber realizado algunas pruebas de funcionamiento.

Palabras Clave: Cohetera, recuperacin, carga til, AINKAA, 4. Avance: Investigacin de los sistemas existentes:

-Accionamiento[1] -Eyeccin[1] -Recuperacin[1][2][3]

Anlisis de proyectos anteriores desarrollados por el PUA[4][5][6]:

-Fallas en los sistemas de recuperacin[4].

Dimensionamiento de las restricciones para el sistema[4]:

Propuestas de sistemas de recuperacin; y evaluacin de las mismas

1. Introduccin:Actualmente PUA se encuentra en desarrollo y cada vez se topa con nuevos problemas que tiene que resolver. En este caso se trata de la recuperacin de una carga til que se encuentra en el interior del cohete. Hasta el momento se ha experimentado con el n de recupe-rar informacin del recorrido del cohete sin importar la prdida total del prototipo y su carga. Hoy en da se encuentran varias misiones sobre la mesa donde se requiere la recuperacin de una carga til.

Actualmente las soluciones propuestas e implementadas por PUA (y muchos otros experimentadores) requieren la combustin de un ma-terial pirotcnico dentro del cohete. En este proyecto se tratara de im-plementar un mecanismo alternativo de eyeccin donde no sea nece-saria una carga pirotcnica.

Peso mximo sistema 1% del peso total del cohete (300g aprox) Volumen mximo sistema 5% del volumen total del cohete. Fuente de energa Mecnica en casi su totalidad

Presin atmosfrica 2580.5 Pa Densidad aire 0.0406Kg/m3 Temperatura 221.55 K

Del sistema:

Del ambiente a 25 km sobre nivel del mar:

Carga til

Altu

ra

25 km sobre niveldel mar ,apogeo, se inicia proceso de recuperacin

Altura sobre nivel del mar de

sitio de lanzamiento

Sistema de amortiguamiento de

cada (paracadas)

Paracadas desplegado

Sistema de recuperacin de

carga til

Fuselaje inferior cae sin amortiguamiento

Fuselaje superior cae amortiguado y se

recupera junto con la carga til

Se separa fuselaje superior de inferior

mediante sistema de eyeccin

2. Objetivos especicos:1. Generar los planos de diseo completos de un sistema de recupe-racin, incluyendo sistema de eyeccin y mecanismo de recuperacin.

2. Establecer los materiales adecuados para el buen funcionamiento del sistema de recuperacin.

3. Realizar las especicaciones para manufactura del sistema de recu-peracin propuesto.

4. Generar un informe el cual contenga los resultados obtenidos, con conclusiones y sugerencias para implementar el sistema de recupera-cin propuesto.

5. Actividades a realizar:1. Realizar un modelo en CAD de cada uno de los sistemas que lo componen y de sus piezas.

2. Seleccionar los materiales adecuados para que el sistema tenga un funcionamiento optimo.

3. Realizar la especicacin para la manufactura de las piezas que sean mas complejas y que requieran un ajuste preciso en el sistema. 4. Desarrollar una prueba en donde se pueda comprobar el correcto funcionamiento del sistema.

6. Referencias:[1] Nakka, R. (12 de Agosto de 2012). Richard Nakka's Experimental Rocketry Web Site. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de Richard Nakka's Experimental Rocketry Web Site: http://www.nakka-rocketry.net/parasys.html [2] Apogee Rockets. (2013). Apogee Rockets. Recuperado el 28 de Marzo de 2013, de Apogee Rockets: http://www.apogeerockets.com/Building_Supplies/Parachutes_Recovery_Equipment[3] Musthane. (s.f.). directindustry. Recuperado el 1 de Abril de 2013, de directindustry: h t t p : / / w w w . d i r e c t i n d u s t r y . e s / p r o d / m u s t h a n e / a m o r t i g u a d o r e s - d e -choque-y-de-vibraciones-7685-56220.html[4] URREGO PEA, Jos Alejandro. Investigaciones en cohetera experimental Misin Sneca: lanza-miento del cohete AINKAA-1. Bogot, 2009 Tesis (Ingeniera Mecnica). Universidad de los Andes. Fa-cultad de Ingeniera. Departamento de Ingeniera Mecnica. [5] ACEVEDO, ROJAS, PANESSO, SARMIENTO, RIVEROS. Diseo conceptual de misiones con el vehculo AINKAA-1. Bogot, 2010 Proyecto Intermedio (Ingeniera Mecnica). Universidad de los Andes. Facul-tad de Ingeniera. Departamento de Ingeniera Mecnica.[6]HURTADO, KAIRUZ, THIRIEZ, CASTRO, PONCE. Instrumentacin en vuelo del vehculo AINKAA 1 y su sistema de recuperacin. Bogot, 2011 Proyecto Intermedio (Ingeniera Mecnica). Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniera. Departamento de Ingeniera Mecnica.

2. Metodologa:

por medio delsistema de activa-

cin

Fig 1. Esquematizacin del problema a solucionar

Identicacin del problema

Anlisis del contexto y soluciones

existentes

Generacin de propuestas

de diseo

Denicin de sistema de accionamiento,

amortiguamiento y de expulsin

Anlisis terico y prctico de los diferentes sistemas

seleccionados que componen el mecanismo

de recuperacin

Generacin propuesta de diseo nal

Denicin materiales y procesos de manufactura

Elaboracin del sistema en CAD y

planos

Elaboracin reporte tcnico y anlisis de efectividad del sistema propuesto