WARR Rocketry

Új generációs fedélzeti számítógép építése a nulláról

Mi vagyunk a WARR Rocketry, a TU München rakétatechnikával és űrrepüléssel foglalkozó tudományos munkacsoportja (WARR e.V. – Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt). Ez az egyik legnagyobb és legrégebbi ilyen jellegű szervezet Európában, több mint 150 taggal és a 60-as évekig visszanyúló történelmünkkel.

Jelenleg három rakétaprojekten dolgozunk:

• Cryosphere projekt: hibrid rakéta 10 kN-os Lox / HTPB hajtóművel, amely 35 km+ magasságig emelkedik.
• Nixus projekt: bifolyékony rakéta az első német diákfejlesztésű 3.5 kN-os Lox / etanol regeneratív hűtésű motorral.
• WESP projekt: szilárd hajtóműves rakéta gyors átfutási idővel a gyors innováció és tesztelés érdekében.

Ezeknek a rakétáknak fedélzeti számítógépre van szükségük, amely a megfelelő időben kinyitja a mentőernyőket, tudományos adatokat gyűjt a repülés során, stb. Itt jön képbe elektronikai csapatunk és az Eurocircuits partnerség. Elektronikai csapatunk a nulláról fejlesztette ki WARP fedélzeti számítógépét az elmúlt 21 hónapban. A korábbi drága és kompromisszumos megoldásként használt kereskedelmi opciók használatát követően a csapatnak 2021 októberében újra kellett gondolnia mindent, majd saját rakétaszondás fedélzeti számítógép fejlesztésén kezdtek el dolgozni. Ez kiváló felismerés volt. A WARR Rocketry WARP ugyanis ma már Európa egyik legfejlettebb rakétaszonda fedélzeti számítógépnek tekinthető.

A WARP hat, az Eurocircuits által gyártott, saját fejlesztésű és tesztelésű nyomtatott áramköri lapból áll. A hátlap kivételével valamennyi nyomtatott áramköri lap 60 x 85 mm méretű:

• Hátlap
• Tápellátás-kezelő lap (PMB)
• Mikrokontroller egység (MCU)
• Szenzor interfész kártya (SIB)
• Nagyáramú lap (HCB)
• Telemetriakártya (TLM)

Egyedi funkciókkal és specifikációkkal büszkélkedhetnek, amelyek megkülönböztetik a versenytársaktól:

• Kétsávos (5 V és 24 V) tápellátás-kezelő lap, amely mindkét sávra akár 12 A folyamatos áramellátást biztosít
• Can interfész iparilag szabványos érzékelőkkel és aktuátorokkal: 6x 24 V szelepek, 8x 4..20 mA nyomásérzékelő, 8x hőelem
• Nagy teljesítményű telemetria: 3x 30 dBm-es rádiós kimenet a nagy átviteli tartományokhoz; akár 100 kb/s átviteli teljesítmény
• Három pirotechnikai gyújtási csatorna folytonossági felügyelettel
• STM32F4 mikrokontroller valós idejű operációs rendszerrel
• RS485 vezetékes földi kommunikációs kapcsolat
• Kettős IMU, kettős barométer, nagy G-érzékelő, 20 Hz-es GPS és egyéb funkciók

Mindezek elérése érdekében az elmúlt években számos PCB gyártóval dolgoztunk együtt, és gyorsan létrehoztuk a különböző nyomtatott áramköri lapok iterációit. A WARP végleges verziójához azonban az Eurocircuits kivételével egyiket sem vettük figyelembe a következő okok miatt:

• Az Eurocircuits ár/érték arányban felülmúlhatatlan volt számunkra
• Az Eurocircuits kínálta a legjobb és legátláthatóbb dokumentáció ellenőrzési lehetőséget a megrendelés előtt
• Meghatározott impedancia és zöldtől eltérő színű forrasztásgátló lakkok
• Kiváló minőségű stencilek, amelyek biztosítják a megfelelő mennyiségű forraszanyag felvitelét
• Gyors átfutási idők a fejlesztési ütemtervünkhöz igazíthatóan
• Marginális gyártási hibák vagy minőségellenőrzési problémák

A WARP esetében már számos izgalmas tesztet végeztünk el sikeresen:

• EX-1B szilárd rakétaindítás az MCU firmware ellenőrzésére
• Helikopteres ejtőernyő-kioldási teszt az ejtőernyő kinyílásának ellenőrzésére
• Termikus vákuumkamra (TVAC) stresszteszt alacsony környezeti nyomás (6 mbar) és magas környezeti hőmérséklet (60 °C) mellett

A WARR Rocketry rakétáinak indítása még hátravan. Az első indításra idén július 8-án kerül sor, a tartalék időpont pedig július 15. A krioszféra projekt EX-3 rakétája a Friends of Amateur Rocketry telephelyéről lesz indítva a Mojave-sivatag (USA) közelében. A felszerelés már útnak indult, és alig várjuk, hogy beszámolhassunk a történésekről blogbejegyzésünkben.