安全降落伞打开: CLES-FACIL 使用 HBM 应变片用于实验性火箭研究

每年来自航空协会 "CLES-FACIL" 都会开发实验性的航空火箭来研究关键的科学问题。 在一个计算降落伞施加在获奖上的力的项目中, "CLES-FACIL" 使用了HBM 应变片。

并非所有关于航空和航天旅行的问题都获得了解释。因此全球很多机构进行了很多项目,来探索和研究未阐明领域。1967 年, Alain Juge 创建了俱乐部 Lyonnais d'Experimentation Spatiales (CLES-FACIL), 其是法国最早的航空研究机构。其和法国著名的 INSA 大学 建立了紧密联系,其研究项目达到了很高的水平。

CLES-FACIL team
CLES-FACIL 项目和 "Detrona" 火箭

大约 20 到 30 名成员一直在多个研究项目中工作,例如,开发实验性火箭平流层气球微型火箭。每年, CLES-FACIL 都制造研究性火箭 ("Fusex"), 来对某个项目进行研究,以找到科学性的答案。

Detrona 项目: 测量降落伞的力

<i>Successful start of the "Detrona"</i>

2011 年 CLES-FACIL 火箭 "Detrona" 的一项关键任务是获取打开降落伞施加在火箭上的力。这个数值以其都被计算过,但是从来没有进行测量。但是打开降落伞施加在火箭上的力非常重要: 因为打开降落伞会对火箭造成 “冲击”,在某些情况下,会对火箭结构造成不可挽回的损失。

Fusex Detrona 是一个微型火箭,只有 2 米长,直径 120mm 重量只有 10Kg。 火箭大部分采用 透明的聚碳酸酯板制成,以利于装载的摄像机进行 360° 拍摄。另外,降落伞被安装,并进行力测量。

半解析测力

打开降落伞的力,可以通过一个半解析公式: F=0,65*S*V2,来计算会偶的,其中 S 代表着降落伞的表面积 V打开时的速度. 速度 V 无法估算出,表面积可以通过测量获得,因此 CLES-FACIL 决定使用 HBM 应变片 来计算施加在火箭上的力。

应变片被安装在降落伞的对立方向,两个用于拉向,两个用于压向。这种布局有利于获得扭转和应变流,并且采用了放大器和计算软件来计算数据。

Application of Strain Gauges

在降落伞伞上安装应变片

试飞成功,并获得测量数据

<i>The Detrona Rocket</i>

安装了应变片的 Detrona 火箭带有遥测系统,试飞非常成功,高度达到了 1000 米。降落伞可靠精确地打开。通过遥测系统,获得了相关的测量数据,显示出施加在降落伞上的力最大值为 1210 牛.

图表显示出力的发生过程,从打开降落伞到飞行过程都清晰可见。

Force measurement graph

试飞的测量结果帮助了 CLES-FACIL 团队进一步对开发,并获得了航空领域的认可。由于这个项目, CLES-FACIL 赢得了 2011 "Planète Sciences" C' 航空竞赛一等奖。另外,还获得了法国宇航公司和空间旅行社 GIFAS颁发的 "Thalès Alenia Space"奖。

点击获得Detrona 项目报告 (法文)

继续采用应变片进行研究

新的开发项目已经明确,是对火箭副翼进行营利分析,并且将继续使用 HBM 应变片.

HBM 应变片

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