Designing, Modeling and Simulation of Solid Fuel Rocket ALP-01

Abstract

In this study the design of solid-fuel low-altitude rocket ALP-01 CAD has been optimized for the selected engine of rocket sizes for an altitude of 1500 meters. Parabolic type was preferred as the cone geometry. The length is calculated as 35cm. 3D printer for nose cone and shoulder section will be prepared by hand and made from glass fiber by hand method. Two different rescue mechanisms have been used in our rocket. CO2 tube discharge mechanism was used for the removal of the nose cone, payload, payload parachute and the first parachute from the rocket. Payload has a flight computer with a telemetry system. This computer instantly transmits location, altitude, temperature and humidity information to the ground station. There are GPS and telemetry systems in all parts of our rocket. The production of composite parts with cylindrical cross-section was performed and positive results were obtained in the composite workshop of the Mechanical Engineering Laboratory of Iskenderun Technical University. As a result of Openrocket simulations as a wing geometry, delta-type flaps were considered suitable. Furthermore, it is planned to participate in Teknofest 2019 rocket competition with ALP-01 solid fuel rocket which is planned to be designed and produced. Four times solid-fuel rocket engine trials, two of which were static tests, were conducted in the study stages. The fuel mixture used in the experiments (KNO3Sukroz / Dextrose) is located in the Mechanical Engineering Laboratory of Iskenderun Technical University.

Keywords

• Solid Fuel Rocket
• Design
• Modeling

Katı Yakıtlı Roket ALP-01 Tasarımı, Modellemesi ve Simülasyonu

Öz

Bu çalışmada katı yakıtlı alçak irtifa roketi ALP-01’in CAD tasarımı yapılmıştır. 1500 metre irtifa için roket boyutları; seçilen motor için optimize edilmiştir. Burun konisi geometrisi olarak Parabolik tip tercih edilmiş ve uzunluğu 35cm olarak hesaplanmıştır. Burun konisi ve shoulder kısmı için 3D yazıcıda kalıp hazırlanıp cam elyaf malzeme ile elle yatırma yöntemiyle bu kısımlar üretilecektir. Roketimizde iki farklı kurtarma mekanizması kullanılmıştır. Burun konisi, faydalı yük, faydalı yükün paraşütü ve roketin birinci paraşütünün roketten ayrılması için CO2 tüp ile fırlatma mekanizması tasarlanmıştır. Faydalı yükün üzerinde telemetri sistemi olan bir uçuş bilgisayarı bulunmaktadır. Bu bilgisayar yer istasyonuna konum, yükseklik, sıcaklık, nem bilgilerini anlık olarak iletmektedir. Roketimizin birbirinden ayrı iniş yapan bütün parçalarında GPS ve telemetri sistemi bulunmaktadır. Gövde üretimi için İskenderun Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü mekanik laboratuvarı kompozit atölyesinde vakum infüzyon yöntemi ile silindirik kesite sahip kompozit parça üretim denemesi yapılmıştır. Kanatçık geometrisi olarak Openrocket simülasyonları sonucunda delta tipi kanatçık uygun görülmüştür. Ayrıca tasarımı yapılıp üretilmesi planlanan ALP-01 katı yakıtlı roket ile Teknofest 2019 roket yarışmasına katılınması planlanmaktadır. Çalışma aşamalarında, ikisi statik test olmak üzere dört kez katı yakıtlı roket motoru denemesi yapılmıştır. Denemelerde kullanılan yakıt karışımı (KNO3 Sükroz/Dekstroz) Makine Mühendisliği bölümü mekanik laboratuvarı kompozit atölyesinde bulunan hassas terazi, ayarlı ocak, hidrolik pres vb. ekipmanlar kullanılarak hazırlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Kati Yakıtlı Roket
• Tasarım
• Modelleme

Kaynakça

1. Lee, R. G., (1998), Guided Weapons, Third Edition, Brassey’s, London.
2. Nielsen, J.N., (1979) “Missile Aerodynamics – Past, Present, Future,” AIAA Paper 79-1818.
3. Mcmahon, P. (1991) Aircraf Proulsion , School of enginering Bath University of Technology.
4. Briggs, M.M., Systematic Tactical Missile Design, Tactical Missile Aerodynamics: General Topics, “AIAA Vol. 141 Progress in Astronautics and Aeronautics,” American Institute of Aeronautics, Reston, VA, 1992.
5. Nielsen, J.N., (1960) Missile Aerodynamics, McGraw-Hill Book Company, New York, N.
6. Department of Defence USA,Military Handbook(1990) "Desing of Aerodynamically Stabilized Unguided Missiles.".