Egy űreb testrészei: a Puli teste
2013.01.24. 11:30
Mai posztunkban bemutatjuk a Puli újabb testrészét: a láb után most következzen tehát a teste.
Holdjárónk földi tesztelésre szánt prototípusának - Iteráció 2-es, I2-es - vázát - mint ahogy az egész mechanikai konstrukciót - földi terepviszonyokra terveztük. A vázzal kapcsolatban a főbb kritériumok a következők voltak: legyen könnyű és merev. Mivel csekély számú támogató állt a hátunk mögött, kénytelenek voltunk egy harmadik fő szempontot is figyelembe venni: el lehessen készíteni abból, amink van, illetve amit kapunk. A Sapa Profiles Kft. (korábbi cikkünk itt) szerencsére már a kezdetektől fogva ellátott minket a kért alumínium profilokkal, így a tervezés egy alumínium profilokból álló vázra koncentrált. A kezdeti tervekben még zártszelvény szerepelt, de ezt hamar elvetettük, mivel szinte azonnal túlléptük volna a megengedett tömeghatárt (a váznak kevesebb, mint 800 grammnak kellett lennie), így gyorsan áttértünk az L-profilra, ami kompromisszumos megoldás volt a merevség és a tömeg között. Az alumínium profil előnye, hogy könnyű, viszont profil volta miatt rengeteg összeállítási munkával jár mind a rajzprogramban, mind a műhelyben. Minden egyes profil sok-sok rögzítési furatot tartalmazott, amellyel egymáshoz lehetett őket rögzíteni. A teljes L-profil vázhoz közel 100 szegecsre volt szükség, a furatok száma több százra rúgott. Mivel akkoriban a megmunkáláshoz csupán hobbieszközök álltak rendelkezésünkre, teljes hétvégéket töltöttünk el a furatok megmunkálásával és a szegecseléssel.
Amikor ez az első konstrukció végre elkészült, már a rover motorjai is a kezünkben voltak. Mivel az elektronika ekkor még csak a tervezőasztalon létezett, mi pedig nagyon kíváncsiak voltunk arra, hogyan is lépked a roverünk, beszereltük a hajtóműveket a vázunkba, és az egyik akkus csavarozó akkumulátorát használva meghajtottuk őket. Ekkor tette meg az első lépteit a rover. Gyönyörűen mászta meg azt a kb. 40 fokos emelkedőt, amit akkor a környéken találtunk. Amikor viszont kamerát rögzítettünk a váz végébe, és menet közben videóztuk a rover mozgását, furcsa dologra lettünk figyelmesek: a vázunk elég erősen csavarodott a hosszanti tengelye mentén. Az L-profil ugyanis valóban nehezebben hajlik egy ugyanolyan tömegű egyszerű rúdhoz, vagy lemezhez képest, viszont kiválóan csavarodik. Az L-profil váz tömege a kiválónak mondható 540 gramm volt, ami alig fele a korábban meghatározott 1 kilogramos maximális értéknek, csak az az átkozott csavarodás ne lett volna.
Ekkor került elő a lemezből hajtogatott dobozváz ötlete. Az előző verzióval ellentétben itt nem több száz alkatrészről beszélünk, hanem egyetlenegyről, aminek a megmunkálása bonyolultabb, viszont nincs összeállítási munka vele, és sokkal merevebb is az elődjénél. A gyártás során egy alumíniumlemezből indultunk ki, melynek a kiterített "szabásmintáját" hajtottuk be a megfelelő éleknél, ahol még egy kicsit hegesztettünk is, így alakult ki a dobozunk. [A gyártás első lépéseként a 3D testmodellből lemez terítékmodell készült (mintha a papírrepülőnket hirtelen felindultságtól fogva visszahajtogatnánk sima papírlappá, és az összes hajlítási vonalat egy virtuális ceruzával megjelölnénk, a vonalak pontos pozícióját pedig eltennénk későbbre). Íme, a váz evolúciója:
A korábban eltárolt hajlítási élek helyzetét megadó vonalakat később felhasználva, egy ún. élhajlító gépen elkezdtük összehajtogatni a vázlemezt, míg meg nem kaptuk a 3D modellre erősen emlékeztető dobozvázat.] A dobozváz még mindig imbolygott az első próbák után, de ez abbamaradt, mihelyt rászereltük az alumínium tetőrácsot. Örültünk is, mint majom a farkának, bár sok megoldatlan probléma állt még előttünk.
Például az, hogy a tömegcsökkentés érdekében sok helyen kikönnyítettük a vázat, ami miatt a por szabadon ki-be járhatott: olyan anyaggal kellett tehát beburkolni, ami nagyon könnyű, de képes ellenállni a kisebb köveknek, sziklacsúcsoknak - így biztosítva teljes védelmet a roverben rejlő elektronika számára. Ekkor gondoltunk a kerekeknél már használt szénszálra, amiből lapokat lamináltunk, majd elkészítettük a burkolatot, amit ezután kívülről egy fény- és hővisszaverő réteggel vontunk be. A testben rejlő elektronikát ugyanis védeni kell a tűző nap hatásaitól, és erre egy fekete, fényelnyelő szénszállap nemigen alkalmas. [A váz burkolata a szponzoroktól kapott szénszálból készült. Egy-egy réteg szénszál műgyantával átitatva egyfajta szénszál-fóliát kapunk, ami rendkívül könnyű, de kellően erős. Ezt egy antisztatikus, hőtükörként működő fóliával (alumíniummal fémgőzőlt polietilén fólia) takartuk be.] Az I2 roverben lévő technológia sok esetben még nem űrképes, mi leginkább "Földképesre" terveztük, hogy ezzel is sok-sok tapasztalatot szerezzünk.
Az I3 roverünk viszont már teljes egészében űr- és (remélhetőleg) Holdképes lesz. Ez többek között annyit jelent, hogy ellen kell tudni állnia különböző sugárzásoknak, el kell viselnie extrém hőmérsékletkülönbségeket (pl. +120°C-nek vagy -180 °C), meg kell barátkoznia a fölöttébb kellemetlen természetű holdporral, és a felbocsátás okozta kellemetlenségeket is bírnia kell (rázkódás, gyorsulás). Természetesen ezekről a témákról is részletesen beszámolunk!
Persze, a legideálisabb gyártási megoldás az lett volna a vázhoz - merevség és tömeg szempontjából - ha egy monolit titán-alumínum tömbből faragjuk ki az egészet CNC maróval. Ne adj Isten, űbertuti módon kinyomtatjuk Direct Metal Laser Sintering-gel. De ilyen gyártási és anyag - és minőségi lehetőséget még senki nem ajánlott fel, ha mégis lenne ilyen kérjük NE HABOZZON!
Lájkoltad már a Puli Space-t a Facebookon? Folyamatosan olvashatsz friss hazai és nemzetközi híreket a Hold-kutatásról, űrgépek fejlesztéséről, támogatóinkról!
-------------
TÁMOGASS MINKET!
Lépj be a Kis Lépés Klubba vagy vállalkozásként irány a Puli Indítóállás! Holdjárónk, a Puli, már ezer forintos támogatás esetén is magával viszi neved a Holdra, hogy az örök időkre ott maradjon! De a következő meteorbecsapódásig mindenképp...
Ajánlott bejegyzések:
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.
zaza42 2013.01.27. 15:10:13
gopuligo 2011.12.09. 09:31:25
@Pascal: Véleményedet a "komolytalan kifogásról", meg az "amatőr tervekről" tiszteletben tartom. De arra kérlek, hogy Te is tartsd tiszteletben a korábbi kommentemben leírtakat.
Utaltam a rövidesen induló fórumra, ahol ki lehet bontakozni, sőt, segíteni is lehet a Puli Holdra szállásában.
<<<
Hol is van ez a szakmai fórum?
Vaandor 2013.01.28. 21:54:42
Nagyon érdekeltek engem eddig is a hasonló, műszaki jellegű kérdések. A váz-evolúciós kép igen mutatós!
Ez a DMLS meg durva... Így lesznek "adatokból dolgok", hogy a nemzet zsenijét idézzem! ;-)