Browsing by Author "Estrada Aguayo, Jorge Luis"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
Item Formulación y validación de modelo de actitud de un cubesat en interacción dinámica con carga útil líquida.(Universidad de Concepción, 2024) Estrada Aguayo, Jorge Luis; Hernández Vicente, Bernardo Andrés; Obreque Sepúlveda, ElíasDurante las últimas décadas, el crecimiento del sector espacial ha sido significativo ya que se han desarrollado alternativas cada vez más económicas para desplegar carga útil en el espacio; una de ellas son los cubesats. Estos satélites que nacieron como un concepto para la academia, se han masificado en diversas aplicaciones, sin embargo, un problema de estos satélites, y en general de los vehículos espaciales es cuando llevan carga útil líquida, ya que se genera una interacción dinámica compleja entre el movimiento del fluido y la actitud del vehículo espacial, de esto surge la necesidad de controlar este movimiento. Es importante mencionar que esta interacción dinámica es un tópico que plantea más preguntas que respuestas, por ejemplo, ¿Cuánto tarda un satélite con una carga útil liquida en hacer detumbling?. En esta memoria de título se decidió abordar este tópico de forma experimental, diseñando, fabricando y operando un banco de ensayo de rotación de un cubesat 2U con carga útil líquida en un grado de libertad. Se ejecutaron una serie de pruebas variando volumen y viscosidad del fluido, el objetivo fue cuantificar una relación entre la rotación del banco y las propiedades de la carga útil líquida, volumen y viscosidad. El banco de ensayo, diseñado como una plataforma rotatoria sobre una base utilizando un rodamiento, durante su operación presentó una serie de dificultades, tales como el alto valor de roce del rodamiento de la plataforma en relación al coeficiente de disipación de energía del fluido. Además, se observó un leve pero no despreciable aumento del roce del rodamiento luego de unas 10 pruebas sucesivas. En respuesta a estos problemas, se hicieron modificaciones en algunos componentes y cambios en la metodología experimental. Con el banco en su versión final y la metodología bien definida se hizo el entrenamiento de un modelo de 2°orden para caracterizar el banco de ensayo con y sin líquidos y de esta forma, determinar el efecto de los líquidos en la rotación. No se observó una tendencia clara del factor de factor de disipación de energía en función del porcentaje de llenado del frasco, pero el punto en común de los resultados fue el orden de magnitud de 10−3 del coeficiente de disipación de energía para todos los fluidos. En respuesta a los resultados poco claros obtenidos con el banco de ensayo, se hizo un trabajo de una semana en la Universidad de Chile operando un air bearing semiesférico para experimentar la interacción dinámica entre fluidos y un cuerpo en rotación. La ventaja de utilizar este equipo fue el menor roce que ten ́ıa en comparación al banco de ensayo desarrollado en esta memoria. En los resultados se observó una tendencia lineal en la curva de descenso de la velocidad angular en el eje Z del body frame de la plataforma del air bearing. Mediante el entrenamiento de un modelo lineal de 2° orden se determinó que la tasa de descenso de la velocidad angular fue hasta un 28% mayor en un setup con líquidos en comparación a un setup rígido. Además se analizó el movimiento oscilatorio de la rotación en el airbearing mediante el cálculo del espectro en frecuencia, con esta técnica se determinaron la primera y la segunda frecuencia natural del sistema y se compararon las frecuencias de los setup rígido y con agua, sin embargo, no se observaron resultados concluyentes en este análisis.