Improvements of a vector control system for a mini-launcher based on composite materials

Abstract

The main objective of this work is to design and implement a vector control system based on cold gas that is very light, easy to build and reliable; to test it if on time. The work is a continuation of a Master Thesis about a studied of a vector control system based on the combustion pressure purge and through four micro-valves and tiny nozzles gave 6 degrees of freedom in the X and Z axes and rotation through the Y axis, being the Y axis the direction of flight. The improvement is to use composite materials for which, through a casting of a resin and few machining operations, the liquefied-gas passage is controlled, expanded, and through a nozzle, the gas is accelerated to the highest possible speed to achieve the higher specific impulse. This final bachelor work (TFC) is in collaboration with the WikiSat group. The vector control system will be used in the WikiLauncher. This launcher is able to put up to six small satellites (femto-satellites that are less than 100 grams of mass). That way it will be possible to do some proof of concept and try to validate the system, at least in static tests. If time permits, additional real flight tests will be performed as part of the WikiSat space program.

El objetivo principal de este trabajo es diseñar e implementar un sistema de control vectorial basado en gas frío que sea muy li gero, fácil de construir y fiable; si hay tiempo, además probarlo. El trabajo es una continuación de un TFM en el que se estudiaba un sistema de control ve ctorial basado en la purga de presión de combustión y a través de cuatro micro -válvulas y unas pequeñas toberas se le daba 6 grados de libertad en el eje X , Z y rotación a través del eje Y; siendo el eje Y la dirección de vuelo. La mejora consiste en utilizar materiales compuesto s para que, a través de un molde y pequeñas operaciones de mecanizado se contr ole el paso del gas licuado, se permita expandir dicho gas y a través d e una tobera acelerar a la máxima velocidad posible el gas para lograr el mayo r impulso específico. Este trabajo final de carrera se realiza en colabor ación con el grupo WikiSat. El sistema de control vectorial será utilizado en la l anzadera WikiLauncher que pone pequeños satélites en órbita (Hasta 6 femto-sa télites). De esta manera será posible hacer algunas pruebas de concepto e in tentar validar el sistema, por lo menos con pruebas estáticas. Si el tiempo lo permite se realizarán pruebas reales en vuelo como parte del programa de espacio del grupo WikiSat.