MODALITA' GOD MODE

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Qualche informazione tecnica

 

Come avviene una combustione e che cos'è il 'Triangolo del fuoco'

 

Triangolo del fuoco è un termine usato per spiegare visivamente il processo della combustione.

Quest'ultima infatti prevede la presenza di tre elementi che formano i lati del nostro triangolo,

al centro del quale, naturalmente, sta il fuoco.

Vediamo quali sono i tre elementi in questione e quale sia la relazione tra loro.

 

 

Affinché una combustione possa avere luogo è necessario che siano presenti tre elementi:

il combustibile, il comburente e la fonte di innesco sotto forma di calore.

Vediamo nel dettaglio di cosa si tratta.

 

Il combustibile è qualsiasi sostanza, organica o inorganica, in grado di infiammarsi.

Nel nostro caso era una resina sintetica inorganica e relativo indurente.

 

Il comburente è la sostanza che agisce come ossidante di un combustibile

durante la combustione. Il comburente più comune è l’ossigeno ma nel

nostro caso, essendo al chiuso, veniva utilizzato un sale di potassio, il KClO4.

La formula dimostra che di molecole di ossigeno ne abbiamo ben quattro

quindi l'ossidante in questione metteva il turbo alla reazione esotermica.

 

La fonte di innesco è una qualsiasi sorgente di calore in grado di avviare la combustione.

Per far ciò l’innesco deve avere una temperatura uguale o superiore a quella della miscela

e il contatto tra i due deve avvenire per un tempo sufficiente.

 

Nel nostro caso l'innesco era fornito da un particolare accenditore che vedremo più avanti.

 

Una volta innescata la combustione questa si auto-alimentava fino

al completo esaurimento del propellente in base a questo principio:

 

 

 

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Il propellente utilizzato per i nostri razzi.

 

Dopo i primi esperimenti con CARAMELLO e miscele di ZINCO/ZOLFO

siamo passati a utilizzare un particolare tipo di propellente solido

per fare in modo di standardizzare i motori e avere maggiore sicurezza

durante la manipolazione dello stesso e in tutte le fasi successive.

 

 CARAMELLO   ZINCO/ZOLFO

 

 

Il propellente SOLIDO era stato "ingegnerizzato" da Daniele e serviva

a dare la spinta necessaria al razzo per contrastare la forza di gravità

così da poterlo fare salire in verticale, più in alto possibile.

 

Una resina poliestere insatura, un catalizzante e un componente chimico in cristalli

altamente ossidante venivano miscelati insieme e messi in uno stampo a formare

una massa dalla forma cilindrica e abbastanza rigida da autosostenersi.

 

Il nuovo componente reagiva in modo che una volta innescato bruciava ad una

temperatura elevatissima, con una velocità altissima e produceva tantissimo gas.

 

La forza di questo componente è che durante e dopo la combustione non lasciava

nessun tipo di residuo carbonioso, bituminoso o resinoso che sia,

ma si trasformava essenzialmente in un grandissimo volume di gas.

 

Era importantissimo perchè se insieme ai gas ad alta pressione che

fuoriuscivano dall'ugello ci fossero stati frammenti o piccoli blocchi

di materiale, avrebbero potuto ostruirlo causando pericolosissime esplosioni.

 

La velocità di combustione del propellente risultava elevata perchè era situato

all'interno del motore del razzo, quindi la pressione generata e l'enorme calore

alimentavano fortemente in modo esponenziale la violenta reazione esotermica.

 

Per contro, se fosse stato fatto bruciare in aria aperta si sarebbe comportato

esattamente come le candeline sparascintille da dare ai bambini piccoli

e la combustione avrebbe impiegato un minuto a bruciare quei 750 grammi.

(...a parte il calore che avrebbe comunque raggiunto il migliaio di gradi!)

 

Era quindi il gas sprigionato da questa reazione esotermica tra i componenti del

propellente che forniva la spinta necessaria a mandare il razzo su nel cielo.

 

Questa violenta reazione chimica veniva innescata in un tubo di acciaio rinforzato,

il motore, che veniva preventivamente chiuso da un lato e lasciato aperto dall'altro

ma con un restringimento calibrato al decimo di millimetro..

 

Questa 'riduzione calibrata' nel diametro e nella forma è chiamata 'ugello'.

 

 

 

Per la sicurezza il propellente ideale doveva avere queste caratteristiche:

 

 

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...e dai e dai... Daniele ci riuscì, e lo chiamò "FLEXAJET"

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Il propellente aveva la forma di un tubo con delle spesse pareti, un diametro

esterno di circa 42 mm, un foro di circa 10/12 mm. e lungo circa 210 mm.

La sua lunghezza era di poco inferiore alla lunghezza della camera del motore.

Così preformato tramite lo stampo pesava in media 750 grammi.

 

La forma era stata scelta per avere una spinta lineare e incrementale

che avrebbe sollecitato "con meno violenza" tutte le strutture del razzo

al contrario di altri grani con 'forme' generanti tempi di salita molto ripidi.

 

La particolarità di questo propellente è che non veniva a contatto

ne con le pareti ne con il fondo del motore ma restava per così dire

"in sospensione" all'interno della camera di combustione.

Veniva posizionato al millimetro per mezzo due centratori circolari in metallo

con applicati due crocini per assicurarne la corretta combustione omnidirezionale.

 

Forma del propellente adottata da Daniele

 

 

 

 

Particolare del 'grano' di propellente realizzato col FLEXAJET

 

 

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Lo accendiamo?

 

Innescare il propellente non era cosa facile, ci voleva tanto ma tanto calore

e andava acceso correttamente, in modo che bruciasse dall'esterno verso

l'interno e viceversa. (cioè anche dalle pareti del foro verso le pareti esterne)

Questo per tutta la lunghezza del grano di propellente, circa 20/22 centimetri.

 

Per capirci, NON come brucia una sigaretta come qualcuno potrebbe pensare...

 

In questo modo la velocità della combustione sarebbe stata rapidissima e

avrebbe sviluppato tantissimo gas utile per ottenere la giusta spinta al razzo.

 

Daniele aveva progettato uno speciale accenditore che procurava

il calore necessario per l'attivazione della reazione esotermica del propellente.

 

L'accensione del propellente era innescata dal fondo del motore.

Una volta innescata la reazione, il propellente avrebbe continuato a bruciare fino ad

esaurimento, generando una quantità notevole di gas con una altissima pressione.

 

Unico neo, quando la combustione era stata attivata non era più possibile

in nessun modo intervenire per fermarla... ma questo lo sapeva anche la NASA!

 

 

Funzionamento dell'accenditore di sicurezza

 

L'accenditore veniva attivato elettricamente, gli bastava una tensione di circa 12 Volt

con qualche mA per a dargli 'lo START', per fare tutto questo utilizzavamo il filamento

di una piccola lampadina a bulbo opportunamente preparata allo scopo.

 

Il calore del filamento della lampadina innescava la miscela chimica

di cui era composto l'accenditore

Una volta acceso la sua fiamma aumentava di temperatura fino a raggiungere

quella di innesco del propellente, più o meno intorno ai 450 gradi dopo 5 sec.

 

NOTA:

qualcuno non ci crederà ma l'accenditore era composto da due soli componenti,

per circa la sua metà uno dei due componenti era lo ZUCCHERO semolato...

 vedi CARAMELLO 

 

Una volta innescato l'accenditore raggiungeva la massima temperatura in circa 5 secondi.

Questa fase si chiama "preaccensione", il razzo rimaneva immobile sulla rampa

ma si cominciava a intavedere il fumo dell'accenditore che usciva dall'ugello

perchè passava nel 'buco' del grano di propellente e iniziava a scaldarlo.

 

Il calore e il fumo passavano anche all'esterno del propellente, tra esso

e la camera di combustione, in uno spazio di pochi millimetri.

 

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...vedere quel fumino bianco era un buon segnale per tutti noi...

 

Passati 5 secondi, di botto il propellente iniziava a bruciare perchè la sua

temperatura di innesco era stata raggiunta e la reazione chimica era iniziata.

Solo pochi istanti di "presa di pressione" e poi non si sarebbe più fermata fino al

completo esaurimento di tutta la massa del propellente solido.

 

Il tempo di combustione del propellente durava 0,7 secondi e bruciava 750 grammi

di massa solida generando tantissimo gas incandescente che faceva aumentare

vertiginosamente la pressione all'interno del tubo di acciaio del motore.

 

Era questo gas ad alta pressione che dalla camera di combustione

veniva convogliato all'ugello, il quale ne aumentava la velocità in uscita

verso l'esterno del motore e diretto verso il basso, verso il terreno.

 

Avevamo messo in pratica la terza legge della dinamica che dice:

'L'azione è sempre uguale, e OPPOSTA, alla reazione'

'Le azioni dei due corpi sono vicendevolmente in direzioni uguali e opposte'

 

Questo generava una spinta in direzione contraria e "spingeva" il razzo su nel cielo.

Avevamo raggiunto il nostro scopo...

 

 

E' così che il motore sviluppava tutta la sua potenza in quei 0,7 secondi,

potenza che poteva variare in base alla temperatura esterna, pressione e

densità dell'aria e altri parametri del momento, cose che naturalmente

noi calcolavamo prima del lancio per sapere esattamente a che altezza

potesse arrivare e in che modo regolare il timer di apertura del paracadute.

 

Quindi tra estate e inverno, pioggia, vento, neve o ciel sereno

dovevamo sempre ricalcolarci tutti i parametri più importanti sul posto.

Dopotutto eravamo legati sia a una reazione chimica che alle leggi ferree

della fisica, della dinamica, della termodinamica e dell'areodinamica.

 

Se sbagliavi troppo anticipando o posticipando l'apertura del paracadute

ti giocavi le funi dello stesso, che si sarebbero inesorabilmente strappate

oppure avrebbero danneggiato la struttura del razzo, spezzandone

le delicate parti meccaniche e elettroniche in volo.

 

Infatti, se aprivi in anticipo il paracadute mentre il razzo

era ancora in fase di salita e la velocità era troppo alta si sarebbero

strappate le funi e avremmo disintegrato il razzo.

 

Se lo aprivi in ritardo, durante la discesa il razzo incrementava in velocità

tant'è che raggiunto l'apogeo la velocità in caduta libera aumentava

'moltiplicata al quadrato a ogni secondo'... risultato = CRACK!!

 

 

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E' per questa ragione che il tempo di apertura doveva essere precisissimo...

 

Durante i 0,7 secondi di combustione il razzo saliva oltre i 70 metri di altezza

lasciando una bella scia di fumo grigio e generando un rumore da infarto!

Era udibile a un paio di chilometri di distanza e faceva impressione ai non addetti :)

 

La velocità di salita incrementava durante la combustione del propellente.

Velocità istantanea finito il tempo di combustione =  450 Km/h (120 m/s)

 

per dare un'idea agli scettici, questa foto è stata scattata

dopo circa 0,2 secondi di combustione dove il propellente

deve ancora finire di bruciare, manca ancora mezzo secondo

ma il razzo, come si vede dalle proporzioni, è già bello in alto.

la sua velocità continuerà ad aumentare per tutto resto del

tempo di combustione fino a raggiungere la velocità di picco

di 450 Km orari a circa 70 metri di altezza dal suolo.

Moltiplicate per 4 l'altezza del fumo della foto e fatevi

le vostre proporzioni per avere un'idea di che altezza

stiamo parlando... (click per ingrandire)

 

Terminata la fase di combustone (e qui finiva la bella scia di fumo)

per circa 13/15 secondi il razzo continuava a salire per inerzia fino a

raggiungere l'apogeo intorno a quota 1600 / 1700 metri.

 

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Esperimento pratico:

Provate a contare mentalmente fino a 15 e a pensare che

il razzo, senza più propellente e quindi a motore spento,

continuava a salire dritto in cielo, senza nessuna altra spinta

se non quella iniziale che era durata "solamente" 0,7 secondi.

... sette decimi di secondo... e tutta quella potenza accumulata ora

generava una forte spinta inerziale per tutto quel tempo ancora...

 

Il peso del razzo variava tra i 6 e 7 chilogrammi e aveva una

altezza media di circa 1 metro e settanta, era alto come me :)

 

Massa equivalente a quattro bottiglie da 1,5 litri di acqua minerale!

Vi ho reso l'idea di quale potenza c'era dentro ai nostri missili?

...grazie dell'attenzione... fine esperimento.

 

Intanto il timer a bordo 'conteggiava' per così dire il tempo di apertura

del paracadute che poi si sarebbe stato espulso balisticamente.

Il timer iniziava il suo conteggio appena il razzo si "staccava" di pochi cm

dalla rampa di lancio e continuava il countdown fino al suo apogeo.

 

Sulla parte esterna del razzo c'era un connettore maschio a due poli

e questi contatti erano connessi direttamente tra la massa del circuito

del timer e il condensatore/temporizzatore interno del Timer.

 

Quindi, con il razzo sulla rampa questi due contatti restavano in cortocircuito.

 

 

Ad abilitare il conteggio era un cavetto ancorato al terreno che teneva

in cortocircuito i due pin di contatto tramite un faston femmina

infilato tra loro, così sarebbe bastato pochissimo sforzo a sfilarlo.

 

Appena il razzo si muoveva verso l'alto sfilava il faston dal pin di contatto

e il condensatore ora era libero dal cortocircuito, quindi iniziava a

caricarsi lentamente e a 'conteggiare' il tempo di apertura.

 

Terminato il tempo il timer faceva esplodere il dispositivo di apertura paracadute.

 

...sisi, hai letto bene, ho proprio scritto "esplodere"!!

  Balistite 

 

Tramite della balistite facevamo schizzare via la vite di fissaggio che

teneva unito il portello di protezione del paracadute al corpo del razzo.

Il dispositivo era posto nella parte superiore, sotto l'elettronica di bordo.

La parte bassa del portello si agganciava semplicemente tramite una leva

così che l'unica vite che lo fissava era avvitata in una specie di "proiettile".

 

Era il Timer a innescare la balistite, funzionava con una batteria da 9 volt

e quando aveva raggiunto il tempo programmato innescava un SCR

che alimentava una microlampadina del tipo "a pisellino" da 6 Volt

di quelle che si usavano nelle vecchie luminarie per l'albero di Natale.

 

A 'scandire' il tempo erano una terna di componenti,

un Condensatore (C1)

una Resistenza (VR1)

un Transistor Unigiunzione (UJT)

 

Circuito elettronico del Timer

 

Caratteristica del Transistor Unigiunzione è che lavora "a scatto".

 

Quando la tensione sul suo Emettitore (E) supera quella della

tensione indotta nella Base1 e nella Base2 sul silicio interno

collegato alle due basi (B1 e B2), la corrente su E può scorrere

verso B1 in modo positivo e verso B2 in modo negativo.

 

Questo comporta lo scaricamento parziale del Condensatore e

in contemporanea un aumento di tensione sulla resistenza R2 che

è collegata al Gate (G) del diodo SCR. Questo aumento di tensione

fa commutare l'SCR in saturazione fino a quando non si staccherà

l'alimentazione al circuito o il carico dall'SCR. (lampadina)

 

NOTA TECNICA:

Se il circuito rimane alimentato continua a produrre impulsi sul

pin B1 dell'SCR perchè il Condensatore continua a caricarsi e a

scaricarsi per effetto dello "scatto" del Transistor Unigiunzione.

 

 

Ma per noi lo scopo è già stato raggiunto con il primo scatto che

dopo il tempo impostato ha attivato l'SCR il quale

ha "energizzato" la piccola lampadina.

Il tempo viene regolato con il trimmer VR1 che agisce

sulla corrente che fluisce al Condensatore che

di conseguenza rallenta o accelera la sua carica.

 

La lampadina di vetro veniva preventivamente rotta per esporre

il suo filamento interno a contatto con la balistite nella cartuccia.

Era in sostanza un piccolo cilindretto, simile a un proiettile, e infatti

era costituito da due parti, come il bossolo e la pallottola, e

funzionava come una micro pistola, diametro 5mm per 10mm di lunghezza.

Esso veniva inserito in un blocchetto di alluminio posizionato sopra il portello.

 

Questo sistema ci permettva di sostituire in pochi minuti una eventuale cartuccia

difettosa sostituendola 'al volo' con un'altra cartuccia preassemblata.

Eravamo già all'avanguardia con i sistemi modulari...

 

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Ecco come era fatta la cartuccia esplosiva.

 

Paragonando un proiettile al nostro sistema si può dire che

il bossolo equivale alla cartuccia (in ottone) mentre la pallottola al tappo cieco.

 

L'esperto della rottura della microlampadina era Daniele, con mano

fermissima teneva la lampadina sopra la fiamma a gas del becco di Bunsen

e quando decideva che "era alla temperatura ideale" la immergeva

rapidamente in un bicchiere con dentro della semplicissima acqua fredda.

 

Tutti noi stavamo in silenzio e con la bocca aperta aspettando l'evento...

al volo la pucciava dentro e dopo un secondo di suspense sentivamo...

 

SSCCHH... BBLLBLBB... CRICK! ....POP! ...WAAAUUU!!!

 

una piccola bolla d'aria e i pezzetti di vetro cadevano in fondo al bicchiere.

 

MAGIA ?  no, un'altra legge della fisica appena imparata,

lo STRESS TERMICO nel vetro e le sue conseguenze!

 

Lo shock termico frantumava il vetro, più preciso che col martello!

Si, perchè Daniele scaldava solo la metà superiore del vetro della microlampada,

immergendola subito in acqua fredda il violento shock la tagliava in due proprio

sul 'confine' termico tra la zona più fredda e quella arrostita.

 

Della lampadinetta saltava via tutto il vetro intorno ma

rimaneva intatta la goccia in vetro più spesso che teneva

in posizione il micro filamento elettrico, terminali compresi.

Bravo Daniele, eri davvero l'unico a riuscirci!

 

Si assemblava il tutto e ci si accertava che il delicato filamento della lampadina

non si fosse rotto durante l'inserimento del tappo cieco, che andava

a pressare in maniera importante la balistite intorno al filamento stesso.

 

Tester alla mano bastava misurare la continuità del filamento

della lampadina per capire se tutto era a posto, infatti

si doveva rilevare una resistenza ohmica e non un

cortocircuito o ancora peggio un circuito aperto.

 

E' successo che una volta qualcuno, non ricordo chi, ha portato

un tester poco affidabile per eseguire la prova di continuità in Ohm.

Era veramente un tester da quattro lire, oggi diremmo 'Cinese'.

 

Sappiamo che il filamento era OK perchè durante la misura è esplosa la cartuccia!!

 

BANG!   ...Dadèeng... deng dong!!

 

Per fortuna queste operazioni le facevamo in morsa e con adeguate protezioni... ;)

 

Per protezioni si intende:

...classica 'tolla' di pomodori pelati davanti alla cartuccia... PERFETTA!

Ha fatto più casino la 'tolla di pelati' cadendo a terra che il botto della cartuccia.

 

...ci fischiano un pò le orecchie ancora adesso ma siamo tutti salvi!!

 

La cartuccia era esplosa perchè il maledetto tester economico erogava una

corrente troppo elevata per poter eseguire le misure in scala 'Ohm x 1'.

Corrente che su quel piccolo filamento sotto test l'ha surriscaldato!!

 

Altra regola imparata, questa volta sulla corrente elettrica che

prende sempre la strada più facile da percorrere... maledetti elettroni!

 

 

 

Fase di piegatura del paracadute e inserimento nel suo alloggiamento.

La freccia indica il blocchetto di alluminio con il foro per la cartuccia esplosiva.

Dal foro si possono vedere i fili, in arrivo dal timer,  che andranno giuntati

con quelli della lampadina che sta all'interno della cartuccia caricata a balistite.

Fatto il collegamento bastava tirare indietro i fili e la cartuccia si infilava nel blocchetto.

Lo sportello veniva poi fissato con una vite che entrava nel tappo cieco,

un pezzo mobile che veniva "sparato via" dalla cartuccia esplosiva.

 

 

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...tornando al discorso sul timer ecco alcune fasi in dettaglio:

 

 

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La discesa col paracadute:

 

...discesa che era seguita a vista da terra, da tutti noi col naso in aria e le dita incrociate

sperando di poterlo recuperare facilmente senza andare 'oltre confine', cioè di la dal Po

oppure in qualche riserva di caccia/pesca Demaniale, il vento in qualunque momento

era sempre pronto a farci dei brutti scherzi!

 

Il razzo si cominciava a intravedere a circa 600 metri di quota

e nei secondi precedenti l'avvistamento avevamo conferma

che l'apertura BALISTICA era avvenuta correttamente perchè

si udiva chiaramente lo "sparo in quota" del dispositivo di apertura.

 

NOTA: poi il buon Murphy ci poteva mettere di suo, SEMPRE!

Portello che non si apre totalmente perchè incastrato,

paracadute piegato troppo stretto o aggrovigliato,

funi annodate in malo modo che si incasinano e il paracadute si apre in parte,

funi che 'frustano' durante lo strappo danneggiando tutto rompendo la carlinga...

e tante tante altre brutte cose impreviste...

 

Un debole BANG a 1600 metri più in alto... che emozione...

come quando senti scoppiare una miccetta a 30 metri.

 

Lo show con i curiosi col naso all'insù:

 

Ce la tiravamo a spiegare agli spettatori che quando sentivamo

il BANG in realtà era accaduto circa 4 secondi e mezzo prima,

dovuto al fatto che il suono nell'aria viaggia a 331 m/s e che

dividendo la distanza dell'evento per questo numero magico

ecco risultare: 1600 metri : 331 = 4,8 secondi ecc. ecc...

 

E poi facevamo i fighetti spiegando che 4,8 secondi moltiplicati

per la costante di 9,8 m/s di caduta libera generava un altro

numeretto che faceva sempre esclamare loro: "Ooohhhh..."

 

Secondo numero magico, circa 170 Km/h, e cioè che:

il BANG avveniva con il razzo a circa 30 Km/h ma siccome

ci volevano 4,8 secondi per raggiungere le nostre orecchie

nel momento che lo udivamo il razzo stava già scendendo a 170 Km/h

perchè il paracadute non era ancora completamente disteso.

 

...fine dello show... e degli ...Ooohhhh....

 

Per tutto il tempo del countdown, del volo e del rientro, la telemetria

di bordo inviava i dati a terra al sottoscritto... una figata!

I vari suoni e modulazioni venivano tradotti in dati reali

quali luminosità, rotazione, temperatura, accelerazione ecc...

naturalmente la strumentazione era tutta autocostruita.

 

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GLI IMPREVISTI:

 

L'angolo di lancio era fissato a 85 gradi in avanti per assicurare una

discesa in sicurezza nel caso che il paracadute non si fosse aperto.

Lo lanciavamo "in avanti" rispetto a noi in tricea in modo da recuperarlo

a una distanza di circa 80 / 100 metri dalla rampa di lancio in poi

in caso di rientro in caduta libera, senza l'ausilio del paracadute.

 

In quel caso la velocità finale di impatto con il suolo

sarebbe stata uguale alla velocità di fine combustione.

 

E' la regola del "moto rettilineo uniformemente accelerato",

altra regola imparata con dolore sulla nostra pelle...

 

E' legata alla costante gravitazionale della Terra

e che vale 9,81 metri al secondo, al quadrato

("9,81 m/s ^ 2" spero sia così... è passato tanto tempo...)

 

Un fortissimo sibilo seguito da un botto con un impatto a 450 Km/h!

e poi ...briciole ...briciole ...briciole e pezzettini dappertutto!

I detriti e i pezzi di alluminio coprivano un'area di 7/8 metri di diametro!

 

Questo succedeva quando lanciavamo sul Trebbia perchè il letto

del fiume era principalmente costituito da grossi ciotoli,

se invece operavamo sugli isolotti del fiume Po il letto era terroso/sabbioso

quindi il razzo si infilava in profondità nel terreno per circa tre metri.

 

Se riuscivamo a intravedere il buco lo recuperavamo a colpi di pala e badile.

Buco che era del diametro IDENTICO al diametro più grande del razzo, cioè 80 mm,

provate voi a trovarlo su un'isolotto di sabbia grande quanto 10 campi da calcio!!

 

Si partiva con i calcoli per intercettare il punto d'impatto in un'area più ristretta possibile,

poi sul posto necessitava colpo d'occhio e infine anche un gran bel colpo di culo!

 

Il primo colpo di culo era che, di solito, le ali del razzo restavano 'fuori dal buco'

perchè con l'impatto venivano sfilate all'indietro come il collare del cane.

Per questo motivo le facevamo belle colorate a scacchi, NERO su GIALLO.

 

Un altro colpo di culo era che il motore caldissimo faceva evaporare l'acqua

contenuta nel terreno. Se facevamo in fretta e non c'era troppo vento si poteva

vedere 'il fil di fumo' salire dal terreno fin che il motore superava i 120 gradi centigradi,

dopodichè zero indizi e quindi dovevi scannerizzare come un segugio tutta l'area coinvolta.

 

 

 

 

Esempio di cosa può succedere se il paracadute non si apre lanciando a 90 gradi.

Il razzo IN TEORIA ricadrebbe nello stesso punto di partenza MA il vento

SEMPRE presente in quota potrebbe addirittura farlo atterrare in trincea!

 

 

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I BEI RICORDI:

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Che bei tempi, mi facevo i circuiti stampati a mano prima col pennarello

poi li incidevo nell'acido e infine eseguivo tutti i fori col trapanino,

... altro che CAD e FRESA CNC!!

 

(ora li chiamano PCB, Printed Cicuit Boards... ma a quei tempi no)

 

Prima disegnavo lo schizzo poi con la carta carbone lo ricalcavo sul rame del PCB,

ripassavo il disegno con uno speciale pennarello che aveva un inchiostro

molto spesso e coprente e alla fine li corrodevo in un bagno con una soluzione

concentrata di acqua di rubinetto e Percloruro Ferrico.

Eh si, perchè quella distillata costava troppo...

 

Tutto il rame esposto veniva sciolto dalla soluzione corrosiva TRANNE

le piste disegnate col pennarello. Terminata la corrosione eliminavo l'inchiostro

con alcool e come risultato rimanevano le piste di rame come da originale.

 

Infine facevo tanti forellini con una microscopica punta da 0,7mm poi

saldavo tutti i componenti del progetto con lega di stagno/piombo 60/40.

 

Ci vedevo ancora benissimo, avevo una mano fermissima,

portavo sempre una pazienza certosina e alla fine FUNZIONAVA!

 

...ora non so se ne sarei ancora capace...

MEGLIO COL CAD E LA CNC!!!

 

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Questo è saltato fuori dalla famosa scatola 'dei Batàr'

 

Ravanando in una vecchia scatola finita sotto uno scaffale del laboratorio ho ritrovato

un piccolo circuito elettronico che ai suoi tempi ci ha permesso di conoscere esattamente

il tempo REALE di spinta che il propellente generava sulla massa del razzo.

 

La sua precisione era al millisecondo ed era insensibile

alla temperatura ambiente, a quei tempi un vero gioiellino.

 

Questo valore ci avrebbe permesso di confrontare un dato reale

con i nostri calcoli fatti a tavolino durante i lunghi mesi di progettazione.

 

Per farlo ci servivano un interruttore inerziale e un circuito elettronico dedicato.

 

L'idea su come fare il circuito mi è venuta al volo...

...sull'inerziale ci abbiamo speso un pò più tempo.

 

Il circuito era basato su un oscillatore molto stabile

che generava una frequenza di clock conosciuta,

il segnale ottenuto veniva collegato ad un interruttore inerziale

in modo che l'accelerazione del razzo attivasse un contatore

'RIPPLE COUNTER' che era implementato nel circuito stesso.

 

Per tutto il tempo che l'interruttore rimaneva chiuso il circuito

'sommava i CLOCKS' che l'oscillatore instancabile generava in continuazione.

 

Un ulteriore circuito 'LATCH' a fine conteggio bloccava tutto e proteggeva

il counter da falsi segnali dell'interuttore inerziale dovuti all'impatto col terreno.

Anche col paracadute aperto l'impatto col suolo generava una bella bottarella!

 

Ora gli interruttori inerziali sono montati pure sulla Fiat 500 ma ai nostri tempi

non esisteva, così ce lo siamo autocostruito dal nulla, ecco come abbiamo risolto:

 

 

La spinta del motore genera sulla massa di ottone una accelerazione CONTRARIA,

ovvero una DECELERAZIONE, la massa di ottone scorre quindi verso il basso guidata

da un alberino metallico e contrastata da una piccola molla cilindrica.

La forma della massa è conica, quando si abbassa va a premere su un

interruttore che a sua volta è collegato al circuito elettronico.

 

Terminata la spinta cessa immediatamente anche l'accelerazione, anzi, diventa NEGATIVA,

a questo punto la massa risale aiutata anche dalla molla, così il pulsante viene rilasciato.

 

Quindi l'interruttore seguiva fedelmente il tempo di combustione!

 

Nella pratica l'interruttore inerziale informava il circuito il quale elaborava il conteggio

e lo memorizzava, poi quando avremmo recuperato il razzo e tutta l'elettronica di bordo

avremmo finalmente potuto leggere il valore del tempo REALE della SPINTA in ms.

 

NOTA: SPINTA che per logica doveva essere di poco inferiore al tempo di COMBUSTIONE,

si perchè una parte la si perde durante la presa di pressione... una storia lunga ma reale.

 

Con questo ulteriore dato abbiamo raffinato i calcoli e conosciuta la reale

altezza raggiunta da ogni razzomodello... GRAAAANDE SODDISFAZIONE!!

 

 

 

1982, circuito elettronico per calcolare il tempo di SPINTA del propellente,

occhi esperti noteranno il PCB realizzato 'IN DOPPIA FACCIA'

e in VETRONITE, a quei tempi era una vera chicca!

 

Nella foto si vede ancora il LED che andava messo all'esterno (in alto a dx) che informava che il counter

era 'READY' e si vede anche l'attacco per la batteria da 9 Volt e qualche rimasuglio di cablaggio elettrico.

 

Nell'angolo in alto a dx sopra il trimmer si possono vedere due puntalini,

servivano ad attivare il display per la lettura del tempo di spinta quando il razzo era rientrato.

 

Il display a LED consumava molta batteria quindi lo tenevo spento durante tutte le operazioni

preliminari al lancio che potevano protrarsi anche più di due ore in caso di maltempo o anomalie.

Il circuito elettronico invece, essendo realizzato con logiche CMOS, consumava pochissimo e

potevamo persino tenerlo acceso per giorni interi senza che la batteria ne risentisse.

 

Terminato il lancio, quando il razzo veniva recuperato, il circuito era parzialmente

visibile attraverso il passaggio delle funi del vano del paracadute.

 

Con un lungo cacciavitino mettevo in cortocircuito quei due famosi puntalini

e il display si attivava immediatamente, poi guardavo attraverso un apposito

forellino fatto sul fianco del razzo e sbirciavo il codice sul display.

 

Qualche elettronico si chiederà come potevo leggere al millisecondo con un solo display a 7 segmenti,

ebbene, il valore era rappresentato in codice BINARIO a 8 bit, 7 segmenti più il punto decimale.

 

Come avere OTTO LED, solo che il display aveva un ottimo contrasto ed era più compatto (e FIGO!)

 

Ad ogni segmento era abbinato un peso BINARIO, (1,2,4,8,16,32,64 e 128)

quindi bastava sommare i pesi dei segmenti accesi, compreso il punto decimale,

e si otteneva il valore numerico dei millisecondi trascorsi.

 

...che dire, GENIALE !!

 

La precisione è sempre stata il mio forte, guardo le piste del PCB e posso confermare che solo Carlino

le poteva 'tirare' in squadra anche se potevano benissimo andare a zonzo dove capitava.

 

...che ci devo fare ...DEFORMAZIONE PROFESSIONALE...

 

 

 

1982, e questo è il retro del circuito, quanto ossido... però è ancora vivo!

 

Guardando questo circuitino mi viene in mente una cosa che ricordo ancora come se fosse ieri:

 

Uno dei tanti lanci finì male per colpa dell'elettronica che fallì miseramente,

il lancio andò OK ma poi il razzo scese giù a bomba!

In quel caso l'elettronica di bordo era rimasta miracolosamente intatta perchè

il povero razzo aveva impattato il terreno non di punta ma con il motore, mai successo prima.

(podalico? ...era sceso di culo.... che culo!)

 

Quando abbiamo recuperato quel che rimaneva del razzo dopo il bruttissimo impatto col suolo

ci accorgemmo che il circuito integrato che gestiva il timer per l'apertura del paracadute

si era sfilato dal suo zoccolo, che a sua volta era saldato PERFETTAMENTE sul PCB.

Rimesso l'integrato al suo posto il circuito era perfettamente funzionante!!

 

Per la prima volta avevo utilizzato un integrato NE555 al posto del solito UJT 2N2646 

siccome ai tempi era un componente piuttosto caruccio l'ho zoccolato per poterlo

recuperare e riutilizzare in futuro senza danneggiarlo.

A proposito di prezzi, ricordo ancora che il mio primo LED rosso (avevo 13 anni)

che avevo acquistato nel 1972 a Piacenza l'avevo pagato ben 1200 lire...

 

...naturalmente STRINATO al volo appena arrivato a casa...

...volevo piangere...

 

(...e se penso che nel '77 a militare mi pagavano 500 lire al giorno...)

 

La forza di gravità con cui conviviamo tutti i giorni se viene combinata

con l'accelerazione riesce a produrre effetti sconvolgenti.

 

Ulteriore regola imparata 'vivendo':

Avevamo scoperto cosa fossero realmente i 'G' (Noo.. non il Mago Gi)

E infatti hanno trasformato pochi grammi in chilogrammi!

 

Nella pratica, la spinta in accelerazione e la posizione non ottimale del circuito stampato

hanno fatto in modo che durante il tempo di spinta (e che spinta), il povero

circuito integrato venisse 'succhiato ', 'strappato via' dal suo zoccolino.

 

Infatti è stato l'unico circuito Timer montato capovolto SOTTO il vano paracadute.

Con le versioni successive abbiamo fatto in modo di evitare questo errore fatale

e addirittura Daniele ci metteva un pò di Silicone sigillante tra IC e zoccolo.

 

Esperienza però che anche quella volta ci ha fatto crescere

e capire sempre di più gli errori commessi....

 

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L'UGELLO MALEFICO:

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Spesso e volentieri all'inizio è capitato che l'ugello abbia messo KO il morale a tutti noi.

A volte il foro era troppo piccolo rispetto alla pressione del gas, risultato = BOOOOM!

se invece avevamo fatto un foro troppo grande.... FUUUUMOO FUUUMOOOO

ma il razzo rimaneva fermo lì senza alzarsi di un centimetro....

 

...però è anche capitato che il razzo è "saltato fuori"

dalla rampa, come un gatto dallo scatolone,

perchè l'ugello ha ceduto dopo pochissimi istanti di

combustione strappando la parte inferiore del motore.

 

Non era per niente facile 'sparare' un razzo in cielo senza conoscenze tecniche,

quando ci riuscivamo era sempre per culo, si si, non ci vergognamo a dirlo.

 

Sono state le tante delusioni che ci hanno spronato a

"capirci di più in materia" e a migliorare col tempo.

 

Così ci siamo impegnati TUTTI e abbiamo studiato tantissimo,

e anche se era un hobby, un passatempo,

abbiamo sempre cercato di approfondire le cose per capire

sempre di più il perchè e il percome

di una rezione chimica,

del comportamento di un oggetto in volo staticamente e dinamicamente,

di come può variare un baricentro mentre il propellente 'perde peso',

della complessità della velocità asintotica,

della velocità dei gas dentro e fuori l'ugello,

della gravita e del centro di gravità,

della pressione e della temperatura,

dell'effetto dell'ossidazione in reazioni violente tra componenti,

dell'effetto G positivo o negativo che sia....

 

insomma, abbiamo fortemente voluto imparare la materia che più ci piaceva...

 

...fino a diventare i mitici ragazzi del C.M.S.

 

Io spero solo che le nuove generazioni questa voglia ce l'abbiano ancora...

 

 

 

Stay hungry, stay foolish...

 

Steve Jobs

 

 

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...l'aggiornamento è sempre in corso...

 

 

 

 

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