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Razzimodellismo
Sistema inerziale
elettromeccanico per il rilevamento dell'apogeo Nota: anche questo sistema è attualmente in corso di
sviluppo. Il circuito descritto non è garantito in alcun modo e non
mi assumo alcuna responsabilità sull'utilizzo che il lettore voglia
farne. Come si legge in altre pagine, Casimiro è un veicolo assolutamente innovativo, dotato di molte caratteristiche esclusive e critiche. In particolar modo, stante il fatto che il motore del veicolo è montato su una sospensione cardanica e NON può in nessun modo espletare anche l'operazione del deploy, il problema dell'espulsione del paracadute è sorto in tutta la sua importanza. Innanzitutto il veicolo sperimentale, dotato di un motore di infima potenza (Estes E9-P) e pesante settecento grammi anche rinunciando agli alettoni e al sistema di telemetria (cose che verranno sviluppate in futuro), era destinato a NON superare, nel primo volo, i trenta metri di quota. Sarebbe stato del tutto assurdo pensare di imbarcare un altimetro commerciale per effettuare il deploy, perchè questi dispositivi hanno bisogno di una certa differenza di pressione per "capire" che il veicolo è salito e sta scendendo. Con trenta metri di quota GIAMMAI avrei potuto pensare di impiegare un altimetro commerciale e comunque, anche lo sviluppo di un altimetro "ad hoc", cioè costruendomi un dispositivo tarato per le infime altezze con un sensore di pressione, non avrebbe dato grosse garanzie di buon funzionamento. Inoltre, per sua natura, il Casimiro è un veicolo del tutto ed inerentemente instabile, dato che non possiede alettoni e il suo CG veniva a porsi in posizione leggermente arretrata rispetto al CP. Quindi poteva benissimo darsi che, a seguito di errori nelle correzioni prodotte dal sistema di guida, il veicolo si producesse in allegri svolazzi e ghirigori a bassissima quota. Mi serviva un sistema che facesse uscire immantinente il paracadute non appena il motore fosse esaurito e, ancora più importante, che lo facesse anche a veicolo quasi fermo per aria. In effetti, avevo bisogno di un sensore che rilevasse la caduta del veicolo, perchè esso NON avrebbe MAI raggiunto notevoli velocità e non potevo quindi fare ricorso al fenomeno dell'accelerazione negativa al burnout. In parole povere il veicolo instabile e solo di poco meno pesante della spinta media del motore (settecento grammi contro i novecento del motore) avrebbe volato, sempre che il sistema di controllo fosse d'accordo, con un'accelerazione di solo 1,3g. Al burnout la decelerazione sarebbe stata pressochè inavvertibile. Però... il mio sistemino inerziale a contrappeso poteva venirmi in aiuto, perchè con un trucchetto avrei potuto renderlo più sensibile alle piccole accelerazioni. Mi misi così a riflettere su COSA sarebbe accaduto nel breve volo di Casimiro al primo lancio. La faccenda è oggi già leggermente diversa per via dello sviluppo del veicolo e so già che il secondo volo vedrà il veicolo pesare circa ottocentocinquanta grammi e dovrà decollare con un RMS AT F12. Cosa succede su un veicolo a razzo lentissimo? Lasciamo stare il fatto che non arriverà a quote immense, la cosa che mi serviva (e che mi fa impazzire tuttora) era che fosse controllato nell'assetto dal sistema di controllo e che quindi rimanesse verticale (almeno il più possibile) e salisse lentamente proprio come i veri grandi veicoli spaziali. Questo è l'obiettivo che intendo raggiungere. Certamente, se il veicolo sale lentamente, vuol dire anche che sviluppa una bassa velocità, diciamo che il Casimiro poteva raggiungere i venti metri al secondo al momento del burnout, qualcosa come una settantina di chilometri all'ora (il che era comunque del tutto teorico). Il veicolo avrebbe al burnout sopportato una modestissima decelerazione aerodinamica e in un solo secondo avrebbe cominciato a cadere. E, cadendo, avrebbe rispettato la gravità terrestre di UN g. Quindi pensai di fare in modo che il sensore inerziale, vale a dire la levetta dotata di una piccola massa conosciuta, fosse contrastata da una molla che togliesse circa metà del suo peso. In pratica ottenni un sensore che rispondeva a solo 0,5 g. In condizioni di veicolo fermo la levetta rimane stabile in posizione bassa e permette al circuito elettrico di rimanere in sicurezza. Durante il volo, supponendo che il veicolo rimanesse perfettamente o accettabilmente verticale (piccole variazioni, modesti serpeggiamenti laterali), l'accelerazione prodotta dal motore si sarebbe sommata a quella "concessa" alla levetta. Al momento del burnout, però, il veicolo cadendo avrebbe sopportato un'accelerazione di UN g, e quindi la levetta sarebbe "decollata" sotto la spinta della molla che la rendeva più leggera. In pratica il sensore meccanico era posto su un diverso livello di gravità "locale" all'interno del veicolo. Costruii un nuovo circuito, derivato dal mio sensore inerziale che volò sul modello di Riccardo e cercai di essere molto preciso nella meccanica. Quando esso fu pronto, e constatato che poteva accendere una normale carica di deploy per mezzo di un normale accenditore, salii in piedi su una sedia. Ero solo e non correvo il rischio che qualcuno si preoccupasse della mia salute mentale. Avevo in mano il circuito attivato e... saltai giù dalla sedia, simulando la cessazione della spinta del motore su un veicolo fermo a mezz'aria. Mi comportai, quindi, come Casimiro al momento del burnout. Il circuito fece esattamente quello che mi serviva: durante la "caduta", vidi la levetta saltare verso l'alto, perchè cessava il mezzo g di gravità concessa dalla mollettina, e, immediatamente, il relè scattò e diede corrente al LED di test. Vittoria. Questo giochetto lo ripetei molte volte, e l'ultima lo feci con un accenditore DaveyFire per cariche di deploy. Il "BUM" dell'accenditore fu perfetto per tempistica. Il circuitino finì su Casimiro e fu protagonista del salvataggio del veicolo al burnout, la sera del primo volo (19 agosto 2004), perchè eseguì il suo compito durante la lenta parabola, esattamente al momento del burnout.
Ecco il sistemino più recente nella versione 3.2. I connettori servono per poterlo controllare dall'esterno e per permettere molte funzioni, tra le quali la possibilità di funzionare con una batteria esterna da 9Volt, mentre quella normalmente impiegata è una micropila da 12Volt. Inoltre servono microinterruttori per la tripla sicurezza (uno è la chiavetta da estrarre solo immediatamente prima del lancio, con la classica banderuola "Remove before flight"). E' possibile comunque utilizzare questo circuito su un normale razzomodello impiegando i ponticelli da computer sui connettori appositi. Arriverà un semplice volumetto di istruzioni e lo schema elettrico.
Confronto tra i sensori di terza generazione. Il primo a sinistra è quello che ha effettuato il corretto deploy su Casimiro il 19 agosto 2004. Il relè è del tipo normale a due scambi e consuma circa venticinque milliAmpere, il sensore è una levetta di alluminio montata su una vite con possibilità di ruotare per un piccolo angolo e i contatti esterni sono ridotti alle funzioni essenziali. Il secondo sistema possiede un microcuscinetto a sfere per il braccetto che diventa molto più sensibile e preciso. Inoltre il relè è del tipo computer e consuma solo dieci milliAmpere. Ciò si traduce in una maggiore durata della batteriola e sostanzialmente in un allungamento della finestra di lancio. Infatti il sensore può rimanere alimentato per svariati minuti senza che la batteria perda la potenza minima per attivare l'accenditore per il deploy. Con il sistema precedente potevo aspettare pochissimi minuti prima di considerare scarica la micropila.
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