Punti chiave
- Le soluzioni per l’aerospace fornite da Mascherpa sono state testate nel progetto Orion di Skyward Experimental Rocketry tra elettronica, lubrificanti e compositi.
- Le connessioni delle schede elettroniche, soggette a rottura e condizioni critiche, sono state stabilizzate con DOWSIL 744.
- Il controllo del flusso di propellente è stato migliorato intervenendo sulle valvole con Molykote HP 300, validato tra Cold Flow test e accensione reale.
- Gli incollaggi tra compositi e alluminio hanno richiesto precisione e resistenza, ottenute con il sistema epossidico Araldite 4858.
- Dall’analisi delle criticità alla validazione sul razzo sonda, le soluzioni per l’aerospace Mascherpa sono state applicate direttamente in condizioni operative reali.
Nel progetto del razzo sonda Orion di Skyward Experimental Rocketry, ogni scelta tecnica nasce come soluzione a un problema reale.
Non si parla di laboratorio isolato, ma di test ripetuti, condizioni critiche e componenti che devono funzionare sempre. Dalla gestione dell’elettronica di bordo, fino al controllo del flusso di propellente e alla costruzione strutturale in composito, ogni soluzione per l’aerospace è stata testata in condizioni di forte stress.
In questo contesto, Mascherpa ha affiancato il team fornendo soluzioni per l’aerospace su tre aree chiave, compositi, elettronica e lubrificanti, intervenendo su criticità emerse direttamente durante lo sviluppo e i test del razzo sonda Orion.
Soluzioni per le connessioni dell’elettronica di bordo
All’interno di Skyward Experimental Rocketry, il dipartimento avionica si occupa della progettazione di tutti i sistemi elettronici del razzo sonda, sia a livello hardware che software.
Il problema principale emerso durante il progetto ha riguardato l’affidabilità delle connessioni.
I sistemi sono composti da diverse schede elettroniche che devono comunicare continuamente tra loro. Durante le fasi di test, i cavi vengono collegati e scollegati molte volte. Anche se maneggiati con attenzione, questo porta progressivamente alla rottura delle connessioni.
A rendere tutto più complesso sono le condizioni operative. Infatti, all’interno del vano motore si raggiungono temperature intorno ai -20° e l’umidità rappresenta un ulteriore fattore critico per schede e collegamenti.
Dare struttura alle connessioni senza compromettere il sistema
Con il supporto dei tecnici Mascherpa è stata individuata una soluzione specifica: l’utilizzo del DOWSIL 744, un sigillante siliconico elastico.
L’applicazione di questo prodotto ha permesso di intervenire direttamente sul punto debole del sistema, aumentando la rigidità delle connessioni e migliorandone l’integrità.
Il risultato è una maggiore stabilità dei collegamenti, con una tenuta garantita anche in presenza di basse temperature e umidità.
Controllo del flusso di propellente per evitare il fallimento dei test
Nel passaggio allo sviluppo di un motore a propellente liquido, il team di propulsione di Skyward Experimental Rocketry si è trovato di fronte a una criticità immediata.
Durante i primi test, una mancata apertura delle valvole che regolano il flusso del propellente causava conseguenze gravi. Il motore detonava o esplodeva, danneggiando i componenti e invalidando completamente il test.
L’origine del problema è stata identificata proprio nel comportamento delle valvole, che si bloccavano durante l’apertura. Da questa consapevolezza è iniziato un lavoro di analisi e test per individuare una soluzione.
Dall’analisi alla scelta del prodotto
Dopo una serie di analisi sui test precedenti, insieme ai tecnici Mascherpa è stato individuato il prodotto più adatto: il grasso Molykote HP 300, da applicare alle valvole per facilitarne l’apertura durante la sequenza di accensione.
Validazione nei test e comportamento reale del Molykote HP 300
Il primo utilizzo è avvenuto durante la campagna di Cold Flow test, in cui le valvole vengono azionate senza accendere il propellente.
In questa fase è stato possibile verificare che il grasso funzionava correttamente e che l’apertura delle valvole rispettava i tempismi richiesti per un motore a propellente liquido.
Dopo questa prima validazione, il sistema è stato portato al test di accensione reale.
Anche in questa fase il comportamento è rimasto stabile. Le valvole hanno mantenuto un’apertura controllata, permettendo un flusso regolare del propellente e rendendo più lineare il processo di accensione.
Al termine dei test, l’ispezione delle valvole ha confermato che il grasso era ancora presente e aveva continuato a garantire un flusso controllato.
Strutture in composito e incollaggi, una sfida di precisione e resistenza
Nel progetto Orion, il razzo sonda è stato realizzato quasi interamente in composito, con flange di connessione in alluminio.
Questa scelta ha introdotto nuove problematiche, in particolare legate agli incollaggi. Per unire componenti così diversi, era necessario mantenere precisione geometrica e capacità di trasmettere carichi strutturali.
La soluzione individuata è stata una sistema di resina epossidica bicomponente Araldite 4858, selezionata con il supporto dei tecnici Mascherpa.
Tra gli aspetti rilevanti emersi durante il progetto:
- la necessità di mantenere uno spessore di incollaggio sottile e uniforme;
- la gestione della concentricità senza l’utilizzo di dime;
- la resistenza agli sforzi meccanici, soprattutto nelle fasi più critiche come l’apertura del paracadute.
Il sistema di resina per compositi ha permesso di rispondere a queste esigenze anche grazie a una pot life di 60 minuti, utile per il corretto posizionamento dei componenti.
Queste soluzioni sono state applicate su elementi strutturali del razzo sonda, soggetti a carichi e vibrazioni.
Un approccio che parte dal problema e arriva alla validazione
Nel progetto Orion, ogni soluzione è stata introdotta a partire da una criticità concreta.
Connessioni che si deteriorano nel tempo, valvole che non si aprono correttamente, incollaggi che devono garantire precisione e resistenza.
In tutti i casi, il lavoro è partito dall’analisi del problema, è passato attraverso test e validazioni e si è concluso con soluzioni applicate direttamente sul razzo sonda.
È in questo processo che le soluzioni per l’aerospace smettono di essere teoria e diventano componenti affidabili in condizioni reali.
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