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La cohetería de alta potencia es un pasatiempo similar a la cohetería a escala . La principal diferencia es que se utilizan motores con un rango de impulso más alto. La definición de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) de un cohete de alta potencia es la de aquel que tiene un peso total de más de 1500 gramos (3,3 lb) y contiene un motor o motores que contienen más de 125 gramos (4,4 oz) de propulsor y/o tienen una potencia nominal de más de 160 Newton-segundos (40,47 lbf·s) de impulso total, o que utiliza un motor con un empuje promedio de 80 newtons (18 lbf) o más.
Los cohetes de alta potencia se definen como cohetes que vuelan utilizando motores disponibles comercialmente que van desde la clase H hasta la O. En los EE. UU., la norma NFPA1122 dicta pautas para la cohetería modelo, mientras que la NFPA1127 es específica para cohetes de alta potencia. En la mayoría de los estados de EE. UU., la NFPA1122 se ha adoptado como parte del código legal. Un número menor de estados utilizan la NFPA1127.
La Asociación de Cohetería de Trípoli y la Asociación Nacional de Cohetería son los principales organismos sancionadores de este hobby en los EE. UU. y proporcionan certificaciones a sus miembros y criterios para las pautas generales de seguridad.
En la mayoría de los demás países donde se apoya el 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, hay varias prefecturas de la Asociación de Cohetería de Trípoli.
En Canadá, la Asociación Canadiense de Cohetería - L'Association Canadienne De Fuséologie es designada como regulador de este hobby.
En Nueva Zelanda, el organismo de control de la cohetería es la Asociación de Cohetería de Nueva Zelanda o NZRA.
En Sudáfrica, el organismo de control de la cohetería es la Organización de Cohetería de Sudáfrica o Rocketry SA.
En el Reino Unido, la Asociación Británica de Vuelo Modelo o BMFA es el organismo rector, mientras que la Asociación de Cohetería del Reino Unido o UKRA actúa como la Asociación de Alta Potencia para vuelos a motor clasificados como H y superiores.
En Alemania, Austria y Suiza, la Interessengemeinschaft Modellraketen tiene un programa de certificación HPR aprobado que cuenta con el reconocimiento de NAR, CAR y UKRA. [3]
A diferencia de la cohetería a escala, las organizaciones reguladoras exigen una certificación para que las personas puedan volar cohetes de alta potencia. [4] [5] [6] El sistema de certificación está estandarizado en las organizaciones reguladoras y de aficionados. Hay tres niveles de certificación, cada uno de los cuales permite al usuario volar motores cada vez más grandes. En los EE. UU. (TRA y NAR):
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 [7] tiene un paso adicional al Nivel 4, que es equivalente al Nivel 3 de EE. UU. El Nivel 1 es el motor H, el Nivel 2 es el motor I y los Niveles 3 y 4 de CAR son los mismos que los Niveles 2 y 3 de EE. UU., respectivamente. Debido a un cambio realizado por la Junta Directiva por recomendación del Comité de RSO, todos los híbridos se consideran de alta potencia. [8]
Para obtener la certificación, una persona debe demostrar su capacidad para volar un cohete dentro del rango de potencia determinado del nivel que busca con éxito. Por ejemplo, si una persona desea obtener una certificación de Nivel 1, debe volar con éxito un motor HI en un cohete de tamaño adecuado y recuperarlo con éxito en una condición adecuada para lanzarlo nuevamente de manera segura. Esto también es válido para la certificación de Nivel 2 y 3 con los requisitos adicionales de que, para el Nivel 2, se apruebe una prueba escrita y para el Nivel 3, la construcción sea documentada y supervisada por dos autoridades técnicas designadas llamadas TAP (Panel Asesor Técnico) [9] que estén certificadas a su vez en el Nivel 3 y sean notablemente competentes en cohetería. Las autoridades técnicas de nivel 3 están autorizadas por las respectivas 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 de cohete anteriores se clasificarían todos como cohetes de Clase 2 según el Código Federal de Regulaciones Federales de EE. UU. CFR 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 propulsado 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 [10] que, de manera voluntaria (no exigido por la FAA), revisa los cohetes con altitudes que se espera que 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:
Según las normas de los EE. UU., se pueden lanzar cohetes de más de 40.960 Newton-segundos (impulso total superior a un cohete de clase O), pero se clasifican como cohetes de clase 3 y requieren la aprobación individual de la Administración Federal de Aviación. La aprobación de la clase 3 es bastante compleja, ya que requiere un análisis de dispersión de 6 grados de libertad para el cohete que regresa, una documentación de los criterios de lanzamiento/no lanzamiento, entre otras cosas. Los cohetes con un impulso total de hasta S (al menos 327.680 Newton-segundos) han sido lanzados por aficionados según las normas de la clase 3. [ cita requerida ]
Entre las dos entidades certificadoras estadounidenses, la NAR y Trípoli, existe reciprocidad de certificación. Por ejemplo, un miembro certificado de la NAR de Nivel 2 puede ser reconocido por Trípoli como un miembro de Nivel 2, ya que ambas entidades certificadoras simplemente están haciendo cumplir las mismas regulaciones de la NFPA (Ley Nacional de Protección contra Incendios) y la FAA/CFR. Lograr la doble certificación requeriría pagar cuotas a ambas entidades. Entre la NAR y Trípoli, las principales diferencias son: la NAR tiende a centrarse más en el modelismo rocoso y los concursos. Atrae a los niños, los grupos de scouts y los lanzamientos novedosos como el tiempo de suspensión y el lanzamiento de huevos. El enfoque de Trípoli está más orientado hacia la cohetería de mayor potencia, experimental y avanzada. Trípoli, por ejemplo, fomenta los motores de cohetes no comerciales fabricados individualmente experimentales (EX) o basados en perclorato de amonio para los pilotos certificados de Nivel 2 y superiores, así como los motores híbridos (por ejemplo, oxidante gaseoso de óxido nitroso y combustible de caucho sólido). Trípoli también tiene programas de tutoría activos con muchos programas de ingeniería de universidades estadounidenses y, como se mencionó anteriormente, apoya la exploración de la ciencia exacta y las limitaciones de la cohetería por parte de ciudadanos privados educados, incluida la cohetería de clase 3. Las compañías de vuelos espaciales privadas no pertenecientes a la NASA están lanzando lo que se clasifican como cohetes de clase 3 y superiores. Al menos un empleado actual de Space-X obtuvo su experiencia en el vuelo de cohetes de alta potencia con la prefectura de Houston de Trípoli de la organización nacional como estudiante universitario inscrito en el programa de ingeniería de una universidad local. [ cita requerida ]
La UKRA [11] ofrece un programa de certificación en el Reino Unido similar al de los EE. UU., pero limitado a O. El proceso es muy similar al de los EE. UU.
Nivel 1: H, I
Nivel 2: J, K, L
Nivel 3: M, N, O
Oficial de seguridad de campo de tiro (RSO)
Los requisitos para la certificación de nivel 1 son un vuelo de prueba exitoso con un motor de tamaño nivel 1 frente a un RSO certificado por UKRA.
Para obtener un certificado de nivel 2 es necesario realizar un vuelo de prueba con éxito con un motor de nivel 2 en presencia de un oficial de vuelo registrado. El candidato también debe aprobar un examen escrito de opción múltiple establecido por la UKRA.
Un candidato de nivel 3 debe presentar un informe escrito detallado sobre su cohete al Comité Técnico y de Seguridad de UKRA, que también examinará el cohete antes del lanzamiento. Una vez que se haya aprobado el informe escrito y se haya inspeccionado el cohete, el candidato debe completar un vuelo de prueba con éxito para obtener su certificación de nivel 3.
Cualquier miembro de UKRA puede solicitar ser Oficial de Seguridad de Campo. El candidato debe aprobar el examen escrito de nivel 2 y pasar una entrevista. Un RSO puede ser un RSO de Cohetes Modelo, un RSO de Nivel 1, un RSO de Nivel 2 o un RSO de Nivel 3, dependiendo del nivel de certificación que tenga. El RSO solo puede actuar en lanzamientos que involucren cohetes de su nivel de certificación o inferior.
El seguro de responsabilidad civil a terceros solo lo ofrece la British Model Flying Association (BMFA) y está incluido como parte del paquete de membresía. Los pilotos de High Power Rocket deben tener el certificado correspondiente al tamaño del motor que van a volar y cumplir con las normas de seguridad de UKRA para que el seguro sea válido.
UKRA reconoce la certificación de las siguientes Organizaciones Nacionales, quienes también reconocen las certificaciones UKRA.
Puede realizarse a través de las siguientes asociaciones: 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 está reconocida internacionalmente. Es la única asociación de cohetería verdaderamente internacional en Australia y es la única asociación de cohetería completamente asegurada a nivel internacional. [ cita requerida ]
Samantha Ridgway fue la primera mujer en Australia que obtuvo el Certificado III de la TRA en cohetes. Voló el cohete que diseñó y construyó, llamado Lucky 7, con un motor de cohete M1500.
Rocketry SA [12] ofrece un programa de certificación en Sudáfrica con procesos y procedimientos similares a los de EE. UU. y el Reino Unido.
Nivel 1: H, I
Nivel 2: J, K, L
Nivel 3: M, N, O
Para obtener la certificación, una persona debe demostrar su capacidad para construir, lanzar y recuperar con éxito un cohete dentro del rango de potencia del nivel que busca. [ cita requerida ]
Los diseños de cohetes de alta potencia pueden variar ampliamente, al igual que las altitudes y el rendimiento previstos, pero no son infrecuentes las altitudes de 10.000 pies (3.048 m) y las velocidades en rangos supersónicos. Una combinación de masa (a menudo) mayor y apogeos más altos puede requerir sistemas de recuperación sofisticados. Los cohetes de alta potencia suelen volar con dispositivos electrónicos sofisticados que se utilizan 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 a partir de materiales como resina fenólica , fibra de vidrio , fibra de carbono y otros materiales compuestos y plásticos . Las carcasas de los motores normalmente son de aluminio mecanizado con revestimientos fenólicos o de papel ablativos y son recargables, es decir, se pueden utilizar varias veces. [ cita requerida ]
Los cohetes de alta potencia están propulsados predominantemente por motores basados en APCP o motores híbridos basados en óxido nitroso disponibles comercialmente.
Los motores para cohetería de alta potencia suelen ser de tipo "H" o superior (con algunas excepciones notables en el rango "G"). El sistema de denominación con letras es un estándar en el hobby en el que las letras sucesivas duplican el impulso entregado por la letra anterior. Cada letra también tiene un rango de impulsos bajo el cual se puede clasificar un motor determinado. [ cita requerida ]
Los motores de pólvora negra, que suelen fabricar empresas como Estes y Quest, se clasifican como fuegos artificiales y están sujetos a pocas restricciones de compra en el Reino Unido, siendo la principal la de que el comprador debe ser mayor de 18 años. Los motores están disponibles hasta la clase D en el Reino Unido y solo son adecuados para cohetes modelo de baja potencia.
El perclorato de amonio está clasificado como explosivo por la Dirección de Salud y Seguridad del Reino Unido [13] , por lo que antes los motores de propulsión compuesta (AP) de perclorato de amonio requerían que el comprador tuviera una licencia de explosivos y un documento de transferencia de autoridad competente del destinatario (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 pilotos de cohetes a escala puedan obtener algunos motores AP en cantidades limitadas sin necesidad de una licencia de explosivos. Desde el 4 de diciembre de 2007, los pilotos de cohetes a escala pueden comprar motores AP con un peso neto inferior a 1 kg de propulsor sin una licencia de explosivos. También pueden almacenar motores hasta un peso neto total de 5 kg sin necesidad de una licencia de explosivos o un certificado de almacén registrado. Seguirán necesitando un documento RCA. Este se puede obtener del HSE del Reino Unido escribiendo una carta correspondiente solicitando una exención para los motores de cohetes a escala. Este documento se emite actualmente de forma gratuita, aunque esto puede cambiar.
Un motor con 1 kilogramo (2,2 libras) de combustible es un motor de impulso K, por lo que los coheteros a escala ahora pueden volar modelos de nivel 2 sin la necesidad de una licencia de explosivos, aunque aún se requiere una RCA. Esta relajación en las regulaciones ha hecho que la cohetería de potencia media y alta sea mucho más accesible en el Reino Unido. [ cita requerida ]
En los cohetes a escala, un paracaídas, serpentina 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 sus contrapartes. En un cohete de alta potencia, un altímetro o un cronómetro electrónico pueden desplegar un paracaídas de frenado (que estabiliza el cohete en descenso) o una caída libre controlada (donde las secciones delantera y trasera están simplemente separadas por una atadura 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 altímetro utilizan acelerómetros , sensores barométricos o una combinación de ambos. [ cita requerida ]