uORocketry alcança o Top 10 na Copa SA com o SBG INS
A equipe de foguetes da Universidade de Ottawa integra o Sistema de Navegação Inercial Ellipse-N para a Spaceport America Cup.
"A unidade e a experiência que SBG Systems forneceu nos ajudaram a chegar mais perto de alcançar um algoritmo de controle otimizado para os freios a ar." | Equipe de foguetes da Universidade de Ottawa
A Universidade de Ottawa participou da Spaceport America Cup
A Spaceport America Cup é o maior concurso internacional intercolegial de engenharia de foguetes do mundo, combinando conferências acadêmicas e competição.
Durante a edição de 2019, 1.500 alunos de mais de 124 equipes lançaram foguetes sólidos, líquidos e híbridos para altitudes-alvo de 10.000 e 30.000 pés.
Para sua segunda participação, a uORocketry, a equipe de foguetes da Universidade de Ottawa, fez outra iteração em seu projeto bem-sucedido para aprimorar os principais recursos.
Um foguete com um incrível sistema de freio a ar automatizado
O foguete uORocketry, Jackalope, tem uma vantagem competitiva significativa: seu sistema automatizado de freio a ar, totalmente controlado pelo computador de bordo. Ele aumenta o arrasto e desacelera o foguete à medida que ele se aproxima da altitude.
Uma das principais metas da equipe este ano foi o aprimoramento da confiabilidade do sistema de recuperação.
Para isso, eles contaram com um sistema de freio a ar mecanicamente robusto, bem como com um método de controle para acioná-lo com eficiência.
O sistema aviônico é responsável pelo controle em tempo real dos freios a ar, pela preparação do sistema de recuperação e pelo envio de telemetria durante o voo para registro e recuperação de dados.
Aumento da confiabilidade do sistema de recuperação graças ao Ellipse-N
A uORocketry integrou o Sistema de Navegação Inercial Ellipse-N da SBG Systemsà sua solução aviônica de 2019 para obter um algoritmo de controle otimizado para os freios aerodinâmicos.
A equipe integrou essa solução de sensor GNSS INS à placa de alimentação do hardware, usando-a para estimativas de estado para determinar a implantação ideal do freio aerodinâmico.
Esquema de freio a ar integrando um INS
O Ellipse-N INS GNSS Sensors incorpora uma unidade de medição inercial composta por acelerômetros, giroscópios e magnetômetros acoplados a um GPS e a um barômetro.
Nossa solução fornece dados robustos de orientação, altitude e navegação nas condições mais adversas, graças aos componentes de alta qualidade de nível industrial calibrados em dinâmica e temperatura (de -40°C a 85°C).
Foi usado para controlar melhor o voo e atingir a altitude necessária, além de implantar o sistema de recuperação de forma otimizada. Ele ajudou a encontrar a configuração adequada do foguete e a posição ideal para acionar os paraquedas para pouso e recuperação.
A uORocketry participou da Copa SA em 2018 e 2019. Com seu foguete chamado Jackalope, eles alcançaram o TOP 10 este ano, ficando em 8º lugar/122!
Eles também ficaram em 4º lugar entre as 47 equipes que competiram em sua categoria: 10.000 pés de altitude, motor comercial. Mais do que apenas competir, eles fizeram uma apresentação sobre seu esquema de freio a ar, usado para obter uma altitude final precisa durante os voos.
Sobre o uORocketry
A uOttawa Rocketry é uma equipe multidisciplinar de engenharia estudantil com sede na universidade, fundada em 2016.
Desde então, eles desenvolveram vários projetos aeroespaciais, como um motor de foguete híbrido, um conceito de paraquedas, sistemas aviônicos personalizados e até mesmo mecanismos de ignição exclusivos.
Seu foco principal, no entanto, é a construção de foguetes.
Ellipse-N
Ellipse-N é um Sistema de Navegação InercialINS) RTK compacto e de alto desempenho com um receptor GNSS integrado de banda dupla e quatro constelações. Ele fornece rolagem, inclinação, direção e inclinação, bem como uma posição GNSS centimétrica.
O sensorEllipse-N é mais adequado para ambientes dinâmicos e condições GNSS adversas, mas também pode operar em aplicações menos dinâmicas com uma direção magnética.
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INS aceita entradas de sensores de auxílio externos?
Os Sistemas de Navegação Inercial da nossa empresa aceitam entradas de sensores de auxílio externos, como sensores de dados aéreos, magnetômetros, odômetros, DVL e outros.
Essa integração torna o INS altamente versátil e confiável, especialmente em ambientes com GNSS negado.
Esses sensores externos aprimoram o desempenho geral e a precisão do INS , fornecendo dados complementares.
Qual é a diferença entre o AHRS e o INS?
A principal diferença entre um Sistema de Referência de Atitude e Direção (AHRS) e um Sistema de Navegação Inercial (INS) está em sua funcionalidade e no escopo dos dados que fornecem.
O AHRS fornece informações de orientação - especificamente, a atitude (inclinação, rotação) e o rumo (guinada) de um veículo ou dispositivo. Normalmente, ele usa uma combinação de sensores, incluindo giroscópios, acelerômetros e magnetômetros, para calcular e estabilizar a orientação. O AHRS gera a posição angular em três eixos (inclinação, rotação e guinada), permitindo que um sistema entenda sua orientação no espaço. Ele é usado com frequência na aviação, em UAVs, na robótica e em sistemas marítimos para fornecer dados precisos de atitude e direção, o que é fundamental para o controle e a estabilização do veículo.
Um INS não apenas fornece dados de orientação (como um AHRS), mas também rastreia a posição, a velocidade e a aceleração de um veículo ao longo do tempo. Ele usa sensores inerciais para estimar o movimento no espaço 3D sem depender de referências externas, como o GNSS. Ele combina os sensores encontrados no AHRS (giroscópios, acelerômetros), mas também pode incluir algoritmos mais avançados para rastreamento de posição e velocidade, muitas vezes integrando-se a dados externos, como GNSS, para aumentar a precisão.
Em resumo, o AHRS se concentra na orientação (atitude e rumo), enquanto INS fornece um conjunto completo de dados de navegação, incluindo posição, velocidade e orientação.
Qual é a diferença entre IMU e INS?
A diferença entre uma Unidade de Medição InercialIMU) e um Sistema de Navegação Inercial (INS) está em sua funcionalidade e complexidade.
Uma IMU (unidade de medição inercial) fornece dados brutos sobre a aceleração linear e a velocidade angular do veículo, medidos por acelerômetros e giroscópios. Ela fornece informações sobre rotação, inclinação, guinada e movimento, mas não calcula dados de posição ou navegação. A IMU foi projetada especificamente para transmitir dados essenciais sobre movimento e orientação para processamento externo a fim de determinar a posição ou a velocidade.
Por outro lado, um INS (sistema de navegação inercial) combina IMU com algoritmos avançados para calcular a posição, a velocidade e a orientação de um veículo ao longo do tempo. Ele incorpora algoritmos de navegação como a filtragem de Kalman para fusão e integração de sensores. Um INS fornece dados de navegação em tempo real, incluindo posição, velocidade e orientação, sem depender de sistemas de posicionamento externos, como o GNSS.
Esse sistema de navegação é normalmente utilizado em aplicativos que exigem soluções de navegação abrangentes, especialmente em ambientes com GNSS negado, como UAVs militares, navios e submarinos.