Clubes de cohetes Spaceshot para estudiantes — Parte 1 (EE. UU.) by@danniesim
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Clubes de cohetes Spaceshot para estudiantes — Parte 1 (EE. UU.)

2022/10/30
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Los clubes de propulsión líquida y cohetes espaciales han aparecido en escuelas secundarias y universidades de todo el mundo. Estos clubes brindan a los estudiantes experiencia práctica en el diseño, la construcción y la prueba de cohetes que utilizan propulsores líquidos. El MIT Rocket Team del MIT existe desde hace más de 50 años y ha lanzado muchos cohetes con éxito, incluido uno reciente que alcanzó una altitud de más de 30 km. Otros clubes notables incluyen los de la Universidad de Stanford, la Universidad del Sur de California y la Universidad de Purdue. El más conocido de estos clubes es probablemente el del Instituto Tecnológico de Massachusetts.
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Una encuesta sobre la propulsión de motores de cohetes líquidos y los esfuerzos de estudiantes de tiro espacial en los EE. UU.

En los últimos años, han aparecido clubes de propulsión líquida y cohetes espaciales en escuelas secundarias y universidades de todo el mundo. Estos clubes brindan a los estudiantes experiencia práctica en el diseño, la construcción y la prueba de cohetes que utilizan propulsores líquidos. El más conocido de estos clubes es probablemente el del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). El MIT Rocket Team existe desde hace más de 50 años y ha lanzado muchos cohetes con éxito, incluido uno reciente que alcanzó una altitud de más de 30 km. Otros clubes notables incluyen los de la Universidad de Stanford, la Universidad del Sur de California y la Universidad de Purdue. Estos clubes permiten a los estudiantes aprender sobre un campo de ingeniería de vanguardia. También están proporcionando un camino para aquellos interesados ​​en seguir carreras en ingeniería aeroespacial y otros campos relacionados.


MASA en la UMich

El equipo de estudiantes de cohetes de Michigan es MASA. Los ingenieros se reúnen para diseñar, construir y lanzar cohetes de combustible líquido utilizando un enfoque multidisciplinario. MASA se divide en siete subequipos, lo que permite a los miembros del equipo desarrollar sus habilidades de ingeniería, negocios, divulgación y liderazgo. ¡Como equipo, MASA está trabajando para llevar a Michigan a nuevas alturas!

Clementine es el cohete con sonido supersónico más nuevo de MASA

Clementine es el cohete con sonido supersónico más nuevo de MASA

masa.engin.umich.edu

El cohete Clementine fue diseñado por MASA como un cohete sonoro supersónico de una sola etapa. Además de su sistema kerolox alimentado a presión, Clementine cuenta con tanques propulsores de acero inoxidable soldados por costura, aviónica avanzada, aeroestructuras compuestas y más. En los Estados Unidos, es el cohete más grande construido por estudiantes, con más de 20 pies de altura y 10,5 pulgadas de diámetro.


Laboratorio de Propulsión de Cohetes de la Universidad del Sur de California (USCRPL)

Habiéndose propuesto construir un cohete desde cero, USCRPL fue la primera organización estudiantil en el mundo en lanzar y recuperar con éxito un cohete (Traveller IV) que fue diseñado y fabricado íntegramente por estudiantes. La línea Karman, que se encuentra a 100 kilómetros (328.084 pies), es un límite internacional del espacio. El laboratorio avanza ahora con metas más ambiciosas dentro de nuestra atmósfera y más allá de ella.

Un vehículo de 8 pulgadas de diámetro, el Traveler IV, se lanzó desde Spaceport America en la primavera de 2019. Alcanzó un apogeo de 339 800 pies con una incertidumbre de 16 500 pies, estableciendo el récord de la altitud más alta jamás alcanzada por un vehículo diseñado por estudiantes en historia; también es el primer vehículo totalmente diseñado y construido por estudiantes que cruza la línea de Kármán con un 90 % de confianza.

Viajero IV

Viajero IV

www.uscrpl.com

Los bordes de ataque de las aletas del Traveler IV mostraron un calentamiento excesivo y la pintura se quemó por completo. Además, se observaron imperfecciones en la trayectoria de vuelo inmediatamente fuera de la plataforma, ya que el cohete pareció oscilar durante los primeros segundos de vuelo. Se desconoce qué causó este fenómeno; la explicación más probable es que fue causado por daños observados después del vuelo. El despliegue del sistema de recuperación aseguró que el vehículo aterrizara suavemente, y la unidad de aviónica registró con éxito datos en varios instrumentos que conducirían a la determinación de la altitud del apogeo.

Incluso tienen un documental que cubre su esfuerzo histórico.


Equipo de cohetes del MIT

Con la misión de impulsar la exploración espacial a su máximo potencial, el MIT Rocket Team está a la vanguardia del desarrollo de cohetes de sondeo universitario. Alrededor de 100 estudiantes universitarios conforman el equipo, que construye cohetes para llegar al espacio, aprendiendo tanto como sea posible mientras lo hacen y compartiendo nuestra experiencia en cohetes.

El equipo se lanzó en 2014 y ha escalado a más de 30,000 pies desde entonces. Cada año, utilizan menos piezas estándar y aprenden más sobre cómo llegar al espacio.

Hermes I se lanzó con éxito a 32.000 pies y se recuperó nominalmente.

Hermes I se lanzó con éxito a 32.000 pies y se recuperó nominalmente.

cohetery.mit.edu

Además de diseñar, fabricar y probar motores de cohetes líquidos, su equipo de propulsión líquida también fabrica toda la infraestructura de prueba y los sistemas de alimentación necesarios para las pruebas. Los miembros del equipo fabrican todos los componentes en el campus. Recientemente completamos la fabricación de un motor de etanol/LOX de disipador de calor de 1,6 kN listo para fuego caliente, y ahora estamos diseñando un motor de queroseno/LOX refrigerado regenerativamente.

Prueba de flujo en frío del motor Helios

Prueba de flujo en frío del motor Helios

Hicieron un video que muestra algunas de las actividades del equipo.


SEDS Universidad de California en San Diego

SEDS en UCSD representa la simple misión de promover la próxima generación de exploración espacial y desarrollo industrial. Estos estudiantes son algunos de los estudiantes más brillantes y motivados del planeta. A través de avances de ingeniería innovadores y desarrollo comercial, SEDS supera los límites de lo que se considera posible. Mientras realizan investigaciones que impulsan la industria espacial, son pioneros en proyectos de cohetes a nivel industrial y cultivan líderes en los campos de la ingeniería y los negocios.

El equipo de propulsión de SEDS UCSD se enfoca en ampliar los límites de la tecnología de propulsión tanto a nivel universitario como en la industria. El equipo tiene un historial comprobado de primicias, como el primer motor de cohete fabricado de forma aditiva que se enciende en caliente (Tri-D) y el primer motor de cohete fabricado de forma aditiva que se vuela (Ignus I).

Ignus II Hot-fire ha sido publicado en YouTube.

El equipo de propulsión está diseñando y verificando actualmente un motor de cohete de próxima generación, Nephas.

Un motor cohete de próxima generación - Nephas

Un motor cohete de próxima generación - Nephas

www.sedsucsd.org

El motor cohete Nephas es un motor cohete LOX-LCH4 de aceleración, vectorización de empuje, reutilizable, reiniciable, alimentado a presión, fabricado con superaleación de cobre de forma aditiva. Diseñado para operar como un paquete independiente completo con una integración mínima con su vehículo, Nephas impulsará tanto a Odyssey como a Halya.


Proyecto de cohetes de la Universidad Estatal de San Diego

Fundado por estudiantes de la Universidad Estatal de San Diego, SDSU Rocket Project diseña, construye y lanza cohetes líquidos y sólidos. Al brindar experiencia práctica en ingeniería, su objetivo es desarrollar las habilidades técnicas y profesionales de los miembros mientras crean sistemas aeroespaciales innovadores. Es esta misión la que motiva al SDSU Rocket Project a construir cohetes complejos a la vanguardia de la ingeniería universitaria.

A partir de este año, Kármán San Diego, su proyecto en curso, se está diseñando virtualmente.

Cohete Kármán San Diego (KSD)

Cohete Kármán San Diego (KSD)

www.sdsurocketproject.org

Kármán San Diego (KSD) no está compitiendo en una competencia tradicional de cohetes. Basado en el desafío de líquido al espacio Base 11, Rocket Project se propuso lograr un objetivo más alcanzable: llegar al espacio a través de dos etapas, utilizando una etapa de refuerzo líquido y una segunda etapa sustentadora sólida. Actualmente estamos viendo la etapa de refuerzo de KSD, que es uno de los tres pasos que nos ayudarán a llegar al espacio. ¡Después de validar la primera etapa, los próximos dos lanzamientos serán un simulador masivo seguido de un tiro espacial real! Si Kármán San Diego tiene éxito, se convertirá en el primer cohete en llegar al espacio utilizando un cohete líquido a nivel universitario.

El SDSU Rocket Project tiene un video promocional en YouTube.


Cohetería de Waterloo

Fundado en 2009, Waterloo Rocketry es un equipo de diseño de estudiantes de ingeniería, ciencias y matemáticas de la Universidad de Waterloo. Actualmente tienen alrededor de 50 miembros. Cada junio, en Spaceport America, Nuevo México, construyen, lanzan y diseñan cohetes a una altitud objetivo de 30 000 pies para la Competencia Intercolegial de Ingeniería de Cohetes.

El objetivo principal del equipo es proporcionar a los estudiantes una experiencia de aprendizaje práctica en todos los aspectos del diseño de ingeniería, incluidos la investigación, el diseño, el análisis, la fabricación y las pruebas.

Waterloo Rocketry en Spaceport America Cup (SAC) 2022.

Waterloo Rocketry en Spaceport America Cup (SAC) 2022.

www.waterloorocketry.com

Como resultado de una larga semana en Spaceport America Cup (SAC) 2022, están orgullosos de haber recibido premios de los jueces de SAC por algunos de nuestros logros técnicos. Además de ganar el premio Jim Furfaro a la excelencia técnica por su presentación en el podio sobre el diseño y la caracterización del sistema de recuperación de arrecifes, ¡también ganaron el desafío de carga útil de SDL a la carga útil de apariencia más profesional!

Waterloo Rocketry publicó su Liquid Engine Static Fire en YouTube.

Un nuevo motor de cohete líquido diseñado e investigado por estudiantes fue disparado en el nuevo sitio de prueba de Waterloo Rocketry por primera vez. Impulsado por etanol y óxido nitroso, este motor es el primer paso de Waterloo Rocketry en el desarrollo de motores líquidos. A partir de 2022, impulsará sus cohetes.

Waterloo Rocketry utiliza el software de simulación ANSYS para simular las complejas cargas estructurales, térmicas y vibratorias a las que se someten los componentes de nuestros cohetes durante el vuelo. Como resultado, podemos iterar rápidamente a través de los diseños y desarrollar piezas más ligeras y eficientes.

Boquilla de cohete Inconel impresa en D, "Ghost Pepper".

Boquilla de cohete Inconel impresa en D, "Ghost Pepper".

Para la sección del motor de su cohete, utilizaron simulaciones térmicas de ANSYS y funciones de optimización de topología para diseñar su tobera de cohete Inconel impresa en 3D, "Ghost Pepper". En comparación con nuestra boquilla de grafito anterior, es significativamente más liviana y puede manejar gases de escape a 2326 °C.

Han publicado Ghost Pepper Static Fire en YouTube.


Sociedad para la Propulsión Avanzada de Cohetes (SARP UW)

En la Universidad de Washington, la Sociedad para la Propulsión Avanzada de Cohetes (SARP), los estudiantes diseñan y construyen cohetes de la más alta potencia. Su primer cohete bipropulsor líquido, Pacific Impulse, está programado para ser lanzado, y planean competir en el FAR Dollar Per Foot Challenge (DPF) con él. Anteriormente, habían participado en la Competencia Intercolegial de Ingeniería de Cohetes (IREC) organizada por la Asociación de Cohetes Sonoros Experimentales (ERSA) con otros 95 equipos. En 2019, ocuparon el primer lugar en la categoría de 30,000 pies y ganaron la Copa Spaceport America.

A partir de ahora, Pacific Impulse mide 8 pulgadas de diámetro y 20 pies de alto. Pesa 160 libras en seco y 190 libras en húmedo. El motor de clase O del cohete producirá un empuje promedio de alrededor de 1200 lbf, que funciona con un 75% de etanol/agua, oxidado con óxido nitroso y presurizado con helio.

El cohete actual de SARP - Pacific Impulse

El cohete actual de SARP - Pacific Impulse

sitios.uw.edu/sarpatuw

Varios componentes conforman el conjunto de la cámara de empuje. Estos incluyen una cámara de combustión de aluminio, un inyector de pivote, un precombustión fenólico, un encendedor de cohetes y una boquilla cónica de grafito.

La carga útil consistirá en un dron autónomo que se mantiene en contacto y vuela cerca del cohete descendente. El dron contendrá una cámara para recopilar datos durante todo el vuelo.

Han publicado su Estudio de comercio de inyectores en YouTube junto con un video publicitario.


Sociedad Aeroespacial del Estado de Portland (PSAS)

Además de construir cohetes de código abierto, motores de cohetes de combustible líquido y satélites de muy bajo costo, la Sociedad Aeroespacial del Estado de Portland mantiene todo el desarrollo de tecnología de código abierto. En la industria aeroespacial, existen silos históricamente significativos, que crean tecnologías patentadas altamente protegidas.

LV4 (Vehículo de lanzamiento 4) es su segundo cohete, cuyo objetivo es ganar el desafío Base 11. Al llegar al borde del espacio, haría historia como el primer cohete de combustible líquido construido por una universidad.

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LV4 es el fuselaje de la próxima generación. Será el primer cohete de PSAS propulsado por un motor de combustible líquido y lo llevará más allá del borde del espacio a 100 km.

LV4 es el fuselaje de la próxima generación. Será el primer cohete de PSAS propulsado por un motor de combustible líquido y lo llevará más allá del borde del espacio a 100 km.

www.pdxaerospace.org

Según su propósito, sus motores se imprimen en aluminio, plástico o acero de manera procesal utilizando un script de Python. La versión actual, que producirá 2,2 kn y tiene una escala de 14 000, ha sido impresa en aluminio y pronto comenzarán las pruebas de "fuego caliente". Para alcanzar sus objetivos, LV4 necesitará un motor de 6kn. El motor se imprimirá en 3D en acero inoxidable.

Los estudiantes de mecánica de PSAS desarrollaron un script de Python que genera modelos CAD de forma procedimental para motores de cohetes de aluminio impresos en 3D.

Los estudiantes de mecánica de PSAS desarrollaron un script de Python que genera modelos CAD de forma procedimental para motores de cohetes de aluminio impresos en 3D.

La filosofía de PSAS es que todos son necesarios. Hay ingenieros, matemáticos, químicos y desarrolladores de software, pero también tienen gerentes de proyectos, artistas digitales y futuros expertos en marketing en su equipo. Es una organización empresarial, y cualquier persona interesada en ayudar a la industria espacial puede contribuir. Tienen colaboradores de todo el estado y de todos los campos de estudio.

Han publicado un vídeo de orientación en YouTube.


Programa espacial de Purdue

La misión de PSP es capacitar a los estudiantes para innovar en la exploración espacial, pero su trabajo va más allá de lo académico.

Boomie Zoomie es un cohete diseñado y desarrollado por estudiantes de PSP Liquids. Es el primer cohete líquido-líquido diseñado en su totalidad por estudiantes de Purdue que alcanza los 45 000 pies y cumple con los requisitos de la Competencia de cohetes líquidos FAR MARS 2017-2019.

Programa espacial de Purdue Zoomie Cohete de metano líquido Zoomie B

Programa espacial de Purdue Zoomie Cohete de metano líquido Zoomie B

purduseds.space

Han publicado un artículo titulado Student Development of a Liquid Oxygen, Liquid Methane Sounding Rocket and Launch Infrastructure en una revista de la AIAA.

También hicieron muchos videos que muestran su progreso a lo largo de los años. Como el primer cohete de metano líquido para el programa espacial Purdue.

Y el Boomie Zoomie Hotfire 1.

Un cohete metalox con 900 lbf de empuje y una presión de tanque de 500 psi, Boomie Zoomie B fue diseñado y construido por estudiantes de la Universidad de Purdue, donde SEDS (Estudiantes para la Exploración y el Desarrollo del Espacio) tiene el capítulo más grande del país. En marzo de 2022, viajaron al desierto de Mojave y lanzaron Boomie Zoomie B como parte de la competencia FAR-Mars. Recuperaron el cohete de forma segura, lo reciclaron y lo lanzaron una vez más.

El Programa Espacial Purdue logró lanzar su cohete de metano líquido dos veces en un fin de semana.


Qué época tan maravillosa para ser estudiante. Estos clubes permiten a los estudiantes aprender sobre un campo de ingeniería de vanguardia. También están proporcionando un camino para aquellos interesados ​​en seguir carreras en ingeniería aeroespacial y otros campos relacionados. Estos programas brindan a los estudiantes de todo el mundo la oportunidad de obtener experiencia práctica en el campo de la exploración espacial. Con la ayuda de estos programas, podemos ver la próxima generación de astronautas, ingenieros y científicos que nos llevarán aún más lejos en el cosmos.

Estén atentos a la Parte 2, donde exploraremos otros clubes de estudiantes de cohetes de todo el mundo.

Sobre el Autor

Soy un científico de datos, un científico espacial aficionado y un desarrollador de juegos independiente. Durante mi tiempo libre, trabajo en Meco Rocket Simulator : un juego realista basado en la física en el que puedes diseñar, construir y probar motores de cohetes de combustible líquido.

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