git.gag.com Git - web/gag.com/blob - rockets/airframes/YikStik3/index.mdwn

   1 # YikStik3
   2
   3 ## Motivation
   4
   5 This is a "replacement" for Bdale's first L3 certification airframe,
   6 [YikStik](../YikStik), which was mostly lost... and a follow-on to
   7 [2YikStik](../2YikStik), which had one and only one "way too exciting"
   8 flight at LDRS 30.  We recovered the nose cone, tail cone, rail buttons,
   9 and all of the electronics from 2YikStik.  Everything else is new for this
  10 build.
  11
  12 Robert is very interested in measuring the temperature of a nose
  13 cone and a fin on a rocket at speeds above Mach.  This led Bdale to design
  14 a [TeleMetrum](http://altusmetrum.org/TeleMetrum) companion board called
  15 [TeleScience](http://altusmetrum.org/TeleScience) capable of hosting up to
  16 12 NTC thermistors for temperature data collection.  As was the case with
  17 [2YikStik](../2YikStik), the plan is to fly two
  18 [TeleMetrum](http://altusmetrum.org/TeleMetrum)+[TeleScience](http://altusmetrum.org/TeleScience)
  19 setups, one mounted in the nose cone and one mounted in the fin can.  The
  20 one in the fin can will be responsible for apogee deployment, and the one in
  21 the nose cone will handle main deployment.
  22
  23 We will again fly a custom 98mm nose cone with the temperature sensors
  24 embedded in the glass layers made for us by Jeff Lane of
  25 [Shock Wave Rocketry](http://shockwaverocketry.com/).
  26
  27 ## Design Details
  28
  29 * 98mm [Performance Rocketry](http://performancerocketry.com) G-10 convolute glass air frame
  30 * 98mm [Performance Rocketry](http://performancerocketry.com) G-12 filament-wound glass couplers
  31 * 75mm [PML](http://www.publicmissiles.com) phenolic motor mount
  32 * [Shock Wave Rocketry](http://shockwaverocketry.com/) fiberglass 98mm Von Karman 6:1 nose cone
  33 * custom fins, using 3/16 inch birch plywood laminated with carbon fiber
  34   and a fibreglass sanding veil
  35 * 3/8 inch birch plywood centering rings and bulkheads, CNC milled, the two
  36   that hold the fins are double thickness (3/4 inch) and notched for perfect
  37   fin alignment.
  38
  39 The OpenRocket design file is
  40 [YikStik3.ork](/rockets/airframes/YikStik3/YikStik3.ork).
  41
  42 ### Thermistors ###
  43
  44 The temperature sensors chosen are 0.8 mm diameter glass bead NTC thermistors
  45 made by EPCOS, model B57540G0303F000.  These were chosen because of their
  46 small size, and turn out to have a very fast response time to changing
  47 temperatures.
  48
  49 The leads were extended with 30 gauge wire wrap wire using twisted pairs of
  50 black plus a color.  The colored lead was insulated from the bead back over
  51 the solder joint using 1/16 inch heat shrink tubing.  The epoxy used for the
  52 nose cone and fin was tested and confirmed to have essentially no
  53 conductivity.
  54
  55 ### Electronics ###
  56
  57 The airframe geometry led us to decide to build two electronics bays, one in
  58 the airframe immediately aft of the nose cone, and the other in the fin can.
  59 Each bay holds a production
  60 [TeleMetrum](http://altusmetrum.org/TeleMetrum), a prototype companion
  61 board called [TeleScience](http://altusmetrum.org/TeleScience), a 1000 mAh
  62 LiPo battery, and a power switch.
  63
  64 The TeleScience board supports connection of up to 12 NTC thermistors along
  65 with other capabilities.
  66
  67 Installing the electronics in the fin can bay is a *huge* challenge due to the
  68 restricted space between the MMT and airframe.
  69
  70 ### Fintenna ###
  71
  72 On 2YikStik, one of the big disappointments was a very poor signal from the
  73 UHF transmitter on the TeleMetrum board mounted in the fin can.  This isn't
  74 surprising, since the antenna was just a wire whip running in parallel with
  75 and very close to the motor casing.  For this build, I decided to try
  76 something completely different.
  77
  78 The quick summary is that I'm loading the two fins that don't have thermistors
  79 in them as an antenna.  And it works brilliantly!
  80
  81 Before bagging the fins with the CF and glass lamination, I put 1 inch wide
  82 copper foil tape on two of the fin substrates, running from near the tip
  83 down to the root.  Then the fins were bagged with 2 layers of 5.7 oz 2x2
  84 twill carbon fiber and a 6 oz glass sanding veil layer on both sides, all in
  85 one bagging operation to ensure all the layers formed a strong chemical epoxy
  86 bond.
  87
  88 After unbagging, while the epoxy was still somewhat leathery, I carefully
  89 cut the CF back at the root edge of each fin exposing the copper foil.  The
  90 fins were then allowed to cure and get sanded normally.  When installing them
  91 in the airframe, I oriented them so that the thermistor fin is on the anti-rail
  92 side of the airframe, and the two copper-foil-equipped fins bracket the rail
  93 side, with the copper foil sides facing each other across the rail-side valley.
  94
  95 After applying fin to fin glass across the motor mount, additional copper foil
  96 tape was used to join the two fins, soldering the new foil to the foil embedded
  97 in the fins.  I then cut a "gap" in the center of the space between the two
  98 fins, and installed a 1.5-20pF piston trimmer capacitor with the screw aimed
  99 aft, and a piece of small diameter teflon coax with two ferrite beads on the
 100 forward side of the gap.  The coax was run through a hole near the root of
 101 the fin separating this valley from the ebay and terminated with an SMC
 102 connector to mate with the TeleMetrum board.
 103
 104 I'm pleasantly surprised at how well this seems to work.  With a Pro75 6xl
 105 case installed, the variable cap allows the antenna to be tuned to about 1.3:1
 106 SWR, and the resulting transmitted signal seems strong...
 107
 108 ## Build
 109
 110 Parts gathered during late 2011 and early 2012.  Built underway in early
 111 March of 2012.
 112
 113 The nose cone was custom fabricated by Jeff Lane at
 114 [Shockwave Rocketry](http://shockwaverocketry.com), with thermistors embedded.
 115
 116 The fins are 3/16 inch birch ply, tapered on the leading and trailing edges,
 117 then covered with two layers of 5.7 oz 2x2 twill carbon fiber and a layer of
 118 6 oz glass as a sanding veil, all vacuum bagged with West Systems laminating
 119 epoxy using a kitchen food saver appliance.  The two CF layers are rotated
 120 45 degrees from each other.
 121
 122 We're moving from the Giant Leap Rocketry 98mm Magnaframe-based Dynawind to
 123 G-10 glass tubing this time around.  Dynawind is lighter and strong enough,
 124 but we want to use glass couplers this time around for more strength, and
 125 that leads to fit issues with the Magnaframe-based Dynawind tubing.  So even
 126 though it's slightly heavier, we're going with an all-glass build this time.
 127 We'll lose a little bit of max velocity, but hopefully it'll all hang together
 128 this time!
 129
 130 The tailcone is a no-longer-available Giant Leap 98-75mm Slimline tailcone
 131 recovered from 2YikStik's wreckage.
 132
 133 All rings and bulkheads were cut using a CNC milling machine from 3/8 inch
 134 birch plywood.  The fin forward and leading edge rings are made from 3/4 inch
 135 thick birch plywood, mostly to provide sufficient depth for milled fin slots.
 136
 137 Will add a pointer to build photos here once they are available.
 138
 139 ## Publicity
 140
 141 ## Flights
 142
 143 The intended first flight of YikStik3 will be at NCR's Mile High Mayhem 2012
 144 on an as-yet-unreleased [Cesaroni](http://pro38.com) Pro75 6xl Imax reload
 145 tentatively designated 9874M2245, which is a 92.7% M with approximately
 146 4.4 seconds burn time.  It's going to be one heck of a ride!