Articulo de referencia

Cohetería de alta potencia

El lanzamiento de un cohete de alta potencia en el desierto de Black Rock. El cohetería de alta potencia es un pasatiempo similar a la cohetería de modelos . La principal difere...

El lanzamiento de un cohete de alta potencia en el desierto de Black Rock.

El cohetería de alta potencia es un pasatiempo similar a la cohetería de modelos . La principal diferencia radica en el uso de motores con un rango de impulso mayor. La definición de cohete de alta potencia de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) es aquel que tiene un peso total superior a 1500 gramos (3,3 lb) y contiene uno o más motores con más de 125 gramos (4,4 oz) de propelente y/o con una potencia nominal de 160,1 newton-segundos (40,47 lbf·s) o más de impulso total, o que utiliza un motor con un empuje promedio de 80 newtons (18 lbf) o más.   

Tipos

Los cohetes de alta potencia se definen como aquellos que utilizan motores comerciales de las clases H a O. En Estados Unidos, la norma NFPA 1122 establece las directrices para la cohetería de modelos, mientras que la NFPA 1127 se refiere específicamente a los cohetes de alta potencia. En la mayoría de los estados de EE. UU., la NFPA 1122 se ha incorporado al código legal. Un número menor de estados utiliza la NFPA 1127.

Asociaciones

La Asociación de Cohetería de Trípoli y la Asociación Nacional de Cohetería son los principales organismos reguladores de esta afición en los EE. UU., y proporcionan certificaciones a sus miembros y criterios para las directrices generales de seguridad.

En la mayoría de los demás países donde se apoya la HPR, las regulaciones son similares o se derivan del Código de Seguridad Unificado de la Asociación de Cohetes de Trípoli [ 1 ] y del sistema de Certificación de Alta Potencia de la NAR. [ 2 ]

En Australia existen varias prefecturas de la Asociación de Cohetería de Trípoli.

En Canadá, la Asociación Canadiense de Cohetería (Canadian Association of Rocketry - L'Association Canadienne De Fuséologie) es la entidad reguladora de esta afición.

En Nueva Zelanda, el organismo rector de la cohetería es la Asociación Neozelandesa de Cohetería (NZRA).

En Sudáfrica, el organismo rector de la cohetería es la Rocketry Organization of South Africa o Rocketry SA.

En el Reino Unido, la British Model Flying Association ( BMFA) es el organismo rector, mientras que la United Kingdom Rocketry Association ( UKRA) actúa como la Asociación de Alta Potencia para vuelos con motor clasificados como H o superiores.

En Alemania, Austria y Suiza, la Interessengemeinschaft Modellraketen cuenta con un programa de certificación HPR aprobado que es reconocido por NAR, CAR y UKRA. [ 3 ]

Proceso de dar un título

Dos cohetes de alta potencia despegan en el desierto de Black Rock en Nevada.

Certificación en Estados Unidos y Canadá

A diferencia de la cohetería de modelos, la certificación es un requisito de las organizaciones reguladoras para que las personas puedan volar cohetes de alta potencia. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] El sistema de certificación está estandarizado en todas las organizaciones de aficionados y reguladoras. Existen tres niveles de certificación, cada uno de los cuales permite al usuario volar motores sucesivamente más grandes. En EE. UU. (TRA y NAR):

Nivel y clasificación de motores de alta potencia:

Nivel 1: H, I

Nivel 2: J, K, L

Nivel 3: M, N, O y más allá

Nota: En Canadá, la Asociación Canadiense de Cohetería [ 8 ] tiene un paso adicional hasta el Nivel 4, que es equivalente al Nivel 3 de EE. UU. El Nivel 1 es motor H, el Nivel 2 es motor I y los Niveles 3 y 4 de CAR son iguales a los Niveles 2 y 3 de EE. UU., respectivamente. Debido a un cambio realizado por la Junta Directiva por recomendación del Comité RSO, todos los híbridos se consideran de alta potencia. [ 9 ]

Para obtener la certificación, una persona debe demostrar su capacidad para lanzar un cohete dentro del rango de potencia del nivel que busca. Por ejemplo, para obtener la certificación de Nivel 1, debe lanzar con éxito un motor HI en un cohete del tamaño adecuado y recuperarlo en condiciones óptimas para volver a lanzarlo de forma segura. Esto también aplica a las certificaciones de Nivel 2 y 3, con los requisitos adicionales de aprobar un examen escrito para el Nivel 2 y documentar la construcción del cohete, supervisada por dos autoridades técnicas designadas, denominadas TAP (Panel Asesor Técnico) [ 10 ] , quienes también cuentan con la certificación de Nivel 3 y son expertos en cohetería. Las autoridades técnicas de Nivel 3 están autorizadas por las organizaciones nacionales de Trípoli o NAR. Estos requisitos varían ligeramente entre NAR y Trípoli, pero son muy similares en ambas organizaciones.

Los niveles de impulso del motor del cohete mencionados anteriormente se clasificarían como cohetes de Clase 2 según el Código de Regulaciones Federales de los Estados Unidos , Título 14, Aeronáutica y Espacio, Parte 101, Subparte C, 101.22 Definiciones:

“(b) Clase 2—Cohete de alta potencia significa un cohete amateur distinto de un cohete modelo que es impulsado por un motor o motores que tienen un impulso total combinado de 40.960 Newton-segundos (9.208 libras-segundos) o menos.

(c) Clase 3—Cohete avanzado de alta potencia significa un cohete amateur que no sea un cohete modelo ni un cohete de alta potencia.

La Asociación de Cohetería de Trípoli mantiene un comité de revisión de Clase 3 [ 11 ] que revisa voluntariamente (no es un requisito de la FAA) los cohetes con altitudes que se espera alcancen o superen los 50 000 pies y como verificación previa para los proyectos de cohetes que se presentarán a la FAA como un proyecto de Clase 3. El comité de revisión de Clase 3 realiza las siguientes funciones:

  • Realizar un análisis de dispersión de 3 sigma y 6 grados de libertad en los proyectos presentados.
  • Brindar orientación y revisar el paquete de solicitud de exención de Clase 3 antes de su presentación ante la FAA.
  • Colaborar con la FAA/AST para informar a los solicitantes y al personal de la FAA sobre las necesidades de los equipos de proyectos de Clase 3 para mantener la viabilidad y la seguridad de esta afición, tanto ahora como en el futuro.
  • Trabajar para lograr una oportunidad más eficiente y significativa para que los miembros puedan realizar intentos de vuelo de Clase 3 y superiores.

Según la normativa estadounidense, se pueden lanzar cohetes con un impulso total superior a 40 960 Newton-segundos (mayor que el de un cohete de clase O), pero se clasifican como cohetes de clase 3 y requieren la aprobación individual de la Administración Federal de Aviación (FAA). La aprobación de clase 3 es bastante compleja, ya que exige un análisis de dispersión de seis grados de libertad para el cohete que regresa, la documentación de los criterios de lanzamiento y no lanzamiento, entre otras cosas. Algunos aficionados han lanzado cohetes con un impulso total de hasta S (al menos 327 680 Newton-segundos) bajo la normativa de clase 3.

Entre las dos entidades certificadoras estadounidenses, NAR y Tripoli, existe reciprocidad en la certificación. Por ejemplo, un miembro certificado de Nivel 2 por NAR puede ser reconocido por Tripoli como Nivel 2, ya que ambas entidades simplemente aplican las mismas regulaciones de la NFPA (Ley Nacional de Protección contra Incendios) y la FAA/CFR. Para obtener la doble certificación, sería necesario pagar las cuotas a ambas entidades. Las principales diferencias entre NAR y Tripoli son: NAR tiende a centrarse más en la cohetería de modelos y concursos. Atrae a niños, grupos de scouts y lanzamientos novedosos como el tiempo de suspensión y el lanzamiento de huevos. El enfoque de Tripoli está más orientado a la cohetería experimental, avanzada y de mayor potencia. Tripoli, por ejemplo, fomenta los motores de cohete experimentales (EX) o de fabricación individual no comerciales basados ​​en perclorato de amonio para pilotos certificados de Nivel 2 y superiores, así como los motores híbridos (por ejemplo, óxido nitroso como oxidante gaseoso y combustible de caucho sólido). Trípoli también cuenta con programas de mentoría activos en colaboración con numerosos programas de ingeniería de universidades estadounidenses y, como se mencionó anteriormente, apoya la exploración de la ciencia básica y las limitaciones de la cohetería por parte de ciudadanos privados con formación académica, incluyendo la cohetería de clase 3. Las empresas privadas de vuelos espaciales, ajenas a la NASA , lanzan cohetes clasificados como de clase 3 o superior. Al menos un empleado actual de SpaceX adquirió su experiencia en el vuelo de cohetes de alta potencia con la prefectura de Trípoli-Houston, perteneciente a la organización nacional, mientras cursaba estudios de ingeniería en una universidad local.

Certificación en el Reino Unido

La UKRA [ 12 ] ofrece un programa de certificación en el Reino Unido similar al de EE. UU., pero limitado a O. El proceso es muy similar al de EE. UU.

Nivel 1  : H, I

Nivel 2  : J, K, L

Nivel 3  : M, N, O

Oficial de Seguridad del Campo de Tiro (RSO)

Los requisitos para la certificación de nivel 1 son un vuelo de prueba satisfactorio con un motor de tamaño nivel 1 frente a un oficial de seguridad de vuelo (RSO) certificado por UKRA.

Para obtener el certificado de nivel 2, se requiere un vuelo de prueba exitoso con un motor de tamaño nivel 2, supervisado por un oficial de seguridad de vuelo (RSO). El candidato también debe aprobar un examen escrito de opción múltiple elaborado por la UKRA.

Los candidatos de nivel 3 deben presentar un informe escrito detallado sobre su cohete al Comité Técnico y de Seguridad de la UKRA, que también lo examinará antes del lanzamiento. Una vez aprobado el informe y tras la inspección del cohete, el candidato deberá realizar un vuelo de prueba exitoso para obtener su certificación de nivel 3.

Cualquier miembro de UKRA puede solicitar ser Oficial de Seguridad de Campo de Tiro (RSO). El candidato debe aprobar el examen escrito de nivel 2 y una entrevista. Un RSO puede ser RSO de cohetes modelo, RSO de nivel 1, RSO de nivel 2 o RSO de nivel 3, según su nivel de certificación. El RSO solo puede intervenir en lanzamientos de cohetes de su nivel de certificación o inferior.

El seguro de responsabilidad civil para terceros solo lo proporciona la Asociación Británica de Aeromodelismo (BMFA) y está incluido en la cuota de socio. Para que el seguro sea válido, los pilotos de cohetes de alta potencia deben poseer el certificado correspondiente al tamaño del motor que utilizan y cumplir con las normas de seguridad de la UKRA.

La UKRA reconoce la certificación de las siguientes organizaciones nacionales, que también reconocen las certificaciones de la UKRA.

  • Interessengemeinschaft Modellraketen eV (IMR)
  • Asociación Nacional de Cohetería (NAR)
  • Asociación de Cohetería de Trípoli (TRA)
  • Asociación Canadiense de Cohetería (CAR)

Certificación en Australia

Samantha Ridgway, quien diseñó, construyó y pilotó el primer TRA L3 en Australia.

La certificación se puede obtener a través de:

  • La Asociación Australiana de Cohetería INC y sus clubes miembros.
  • La Asociación de Cohetería de Trípoli ofrece certificación en cohetería de alta potencia (HPR) a todos los australianos y cuenta con reconocimiento internacional. Es la única asociación de cohetería verdaderamente internacional en Australia y la única con seguro internacional completo.

Certificación en Sudáfrica

Rocketry SA [ 13 ] ofrece un programa de certificación en Sudáfrica con procesos y procedimientos similares a los de EE. UU. y Reino Unido.

Nivel 1  : H, I

Nivel 2  : J, K, L

Nivel 3  : M, N, O

Para obtener la certificación, una persona debe demostrar la capacidad de construir, lanzar y recuperar con éxito un cohete dentro del rango de potencia del nivel que se busca.

Construcción

Un cohete de alta potencia siendo preparado antes del vuelo.

Los diseños de cohetes de alta potencia varían considerablemente, al igual que las altitudes previstas y el rendimiento, pero no es raro alcanzar altitudes de 3048 metros (10 000 pies ) y velocidades supersónicas. La combinación de una masa (a menudo) mayor y apogeos más elevados puede requerir sistemas de recuperación sofisticados. Los cohetes de alta potencia suelen volar equipados con dispositivos electrónicos avanzados para registrar datos de vuelo (altitud, velocidad, aceleración/desaceleración, fuerzas G) y para desplegar métodos o dispositivos de recuperación. 

Los cohetes de alta potencia se construyen con materiales como resina fenólica , fibra de vidrio , fibra de carbono y otros materiales compuestos y plásticos . Las carcasas de los motores suelen ser de aluminio mecanizado con revestimientos de resina fenólica ablativa o papel, y son recargables, es decir, se pueden usar varias veces.

Propulsión

Los cohetes de alta potencia se propulsan principalmente mediante motores comerciales basados ​​en APCP o motores híbridos basados ​​en óxido nitroso .

Los motores para cohetería de alta potencia suelen ser de la serie "H" o superior (con algunas excepciones notables en la serie "G"). El sistema de nomenclatura por letras es un estándar en este hobby, donde cada letra sucesiva duplica el impulso de la letra anterior. Cada letra también tiene un rango de impulsos que permite clasificar un motor determinado.

Obtención de motores de cohete en el Reino Unido

Los motores de pólvora negra, fabricados normalmente por empresas como Estes y Quest, se clasifican como fuegos artificiales y están sujetos a pocas restricciones de compra en el Reino Unido. La principal restricción es que el comprador debe ser mayor de 18 años. Estos motores están disponibles hasta la clase D en el Reino Unido y solo son aptos para cohetes modelo de baja potencia.

El perclorato de amonio está clasificado como explosivo por la Dirección de Salud y Seguridad del Reino Unido [ 14 ] , por lo que los motores de propulsor compuesto de perclorato de amonio (AP) requerían anteriormente que el comprador tuviera una Licencia de Explosivos y un Documento de Transferencia de la Autoridad Competente Receptora (RCA). También se requería un Certificado de Almacén Registrado si el comprador quería almacenar los motores en lugar de comprarlos en el evento de vuelo y usarlos inmediatamente.

La UKRA ha negociado una exención para que los aficionados al aeromodelismo puedan adquirir algunos motores AP en cantidades limitadas sin necesidad de una licencia de explosivos. Desde el 4 de diciembre de 2007, los aficionados al aeromodelismo pueden comprar motores AP con un peso neto inferior a 1  kg de propelente sin necesidad de una licencia de explosivos. También pueden almacenar motores con un peso neto total de hasta 5  kg sin necesidad de una licencia de explosivos ni de un certificado de almacenamiento registrado. Aun así, necesitarán un documento RCA. Este documento se puede obtener del HSE del Reino Unido enviando una carta solicitando la exención para motores de aeromodelismo. Actualmente, este documento se emite gratuitamente, aunque esto podría cambiar.

Un motor con 1 kilogramo (2,2 lb) de propelente es un motor de impulso K, por lo que los aficionados al modelismo cohetero ahora pueden volar modelos de nivel 2 sin necesidad de una licencia para explosivos; sin embargo, aún se requiere un RCA (Autoridad de Control de Reproducción). Esta flexibilización de la normativa ha hecho que el modelismo cohetero de potencia media y alta sea mucho más accesible en el Reino Unido. 

Recuperación

Un típico compartimento de despliegue basado en altímetro.

En la cohetería de modelos, un paracaídas, una cinta u otro dispositivo o método de recuperación se despliega en el apogeo, pero los cohetes de alta potencia pueden emplear sistemas de recuperación más complejos, ya que las altitudes pueden ser mucho mayores que en sus contrapartes. En un cohete de alta potencia, un altímetro o un temporizador electrónico puede desplegar un paracaídas de frenado (que estabiliza el cohete en descenso) o una caída libre controlada (donde las secciones delantera y trasera están separadas simplemente por un cable o cordón umbilical, a menudo hecho de nailon tubular). Estos eventos de recuperación pueden ser provocados por pequeñas cargas explosivas ( pólvora negra o Pyrodex ) o gases presurizados (por ejemplo, CO₂ ). A una altitud predeterminada por el aficionado, un altímetro despliega un paracaídas principal que reduce la velocidad del cohete a una velocidad de recuperación segura. Las variedades más comunes de altímetros utilizan acelerómetros , sensores barométricos o una combinación de ambos.

Véase también

  • Argentina
    • Asociación de Coheteria Experimental y Modelista de Argentina (sociedad constituida oficialmente).
  • Australia
    • Asociación Australiana de Cohetería Inc.
    • Sociedad Australiana de Cohetes Modelo Inc.
    • Asociación de Cohetería de Trípoli prefecturas
      • Trípoli, Australia - Victoria
      • Trípoli, Queensland - Queensland
      • Trípoli, Australia Occidental - Australia Occidental
      • Trípoli , Nueva Gales del Sur
  • Canadá
    • Asociación Canadiense de Cohetería - L'Association Canadienne De Fuséonautique
  • Francia
    • Trípoli, Francia
  • Alemania / Austria / Suiza
    • Interessengemeinschaft Modellraketen (IMR)
  • Países Bajos
    • Trípoli, Países Bajos
  • Nueva Zelanda
    • Asociación de Cohetería de Nueva Zelanda (NZRA)
  • Noruega
    • Cohetería amateur experimental noruega
  • Sudáfrica
  • España
    • Trípoli, España
    • Cohetería de alta potencia. Archivado el 6 de julio de 2015 en Wayback Machine.
  • Reino Unido
    • Asociación de Cohetería del Reino Unido
  • Estados Unidos de América
    • NFPA 1127 - Normas de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios, Parte 1127 - Cohetería de Alta Potencia
    • Asociación de Cohetería de Trípoli (internacional, incluyendo EE. UU.)
    • Asociación Nacional de Cohetería (NAR)
    • Reglamento de lanzamiento de la FAA

Referencias

  1. Código de seguridad TRA
  2. Certificación de alta potencia de NAR archivada el 23 de diciembre de 2008 en Wayback Machine
  3. "Certificación IMR de alta potencia" . Archivado del original el 26 de junio de 2015. Consultado el 6 de julio de 2012 .
  4. "Código de Seguridad Unificado de la TRA" . Asociación de Cohetería de Trípoli . Consultado el 5 de septiembre de 2020 .
  5. "Procedimiento de certificación de alta potencia de la NAR" . Asociación Nacional de Cohetería . Archivado del original el 25 de mayo de 2011. Consultado el 21 de noviembre de 2008 .
  6. "Certificación CAR" . Asociación Canadiense de Cohetería . Archivado del original el 14 de enero de 2016. Consultado el 3 de abril de 2009 .
  7. "Tabla de motor Estes" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 6 de noviembre de 2015. Consultado el 22 de octubre de 2012 .
  8. "Proceso de certificación CAR" . Archivado del original el 14 de enero de 2016. Consultado el 21 de noviembre de 2008 .
  9. "Certificación CAR" . Asociación Canadiense de Cohetería . Consultado el 3 de abril de 2009 .
  10. "Política TAP" . www.tripoli.org . Consultado el 5 de septiembre de 2022 .
  11. "Comité de Revisión de Clase 3" . Asociación de Cohetería de Trípoli . Consultado el 5 de septiembre de 2022 .
  12. "Certificaciones HPR de UKRA" . UKRA . Archivado del original el 26 de octubre de 2008. Consultado el 3 de abril de 2009 .
  13. "Certificaciones de cohetería de alta potencia" . Rocketry SA . Consultado el 12 de mayo de 2018 .
  14. "Guía de evaluación de informes de seguridad : explosivos" . UK Health and Safety Executive. Archivado del original el 25 de marzo de 2010. Consultado el 5 de abril de 2009 .