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PLD Space

MATLAB y Simulink en el desarrollo de propulsión aeroespacial

Mayo 2019

©2018-Payload Aerospace, S.L.

©2019 PLD Aerospace, S.L.

MATLAB EXPO 2019 Spain/Madrid

2

Contenidos

2©2019 PLD Aerospace, S.L.

PLD SpaceHistoria de la empresa

PLD Hoy

Localizaciones

Objetivos: lanzadores

Propulsión en PLDProblemas cotidianos

Aplicaciones de productos MathWorks

Preguntas


3

Primeros Pasos

Fundación de

PLD Space

2011

3

Primera inversion 1M €

Un grupo de +20 inversores privados

se une a PLD Space para completer la

ronda de inversion semilla, con valor

de 1M€

Primer Apoyo Nacional

ProyectoNEOTEC de CDTI

250.000€ de co-inversión

2012 2013


Banco de ensayos de

propulsión

100% Desarrollo y gestion

PLD Space

Febrero 2015

Primer motor cohete

español de combustible

líquido

Primer motor cohete europeo

KeroLOX diseñado y probado por PLD

Space

Junio 2015


https://www.youtube.com/watch?v=LY8GaVHU4Ws

https://www.youtube.com/watch?v=L-7lXsw3b90

Apoyo Internacional


Diciembre 2015

Primer cliente de

propulsión

Comisión Europea (EC) y Agencia

Espacial Alemana (DLR)

Proyecto Smile

Primer contrato

con ESA

Primer contrato con la

Agencia Espacial Europea:

LPSR (Liquid Stage

Recovery System)

Octubre 2016

Apoyo de

GMVGMV se une al programa de

desarrollo de microlanzadores

de PLD Space como socio

tecnológico e inversor.

Diciembre 2016 Enero 2017

Segundo programa

Horizon 2020

SME Fase 1

Validación del plan empresarial

Franco Malerba se une a PLD Space

como asesor de la Comisión Europea


PLD Space - Crecimiento

Desarrollo y prueba de la

3a generación de motores

cohete

Julio 2017

5

Nuevas instalaciones

Ubicadas en el Parque Empresarial de

Elche.

Agosto 2017


Octubre 2017

Segundo contrato con

ESA

“Study on Launch Service On Making

Use Of a Microlauncher”

Diciembre 2017

SME Fase 2

Comisión Europea

Galardón de 2 millones de euros para

impulsar el Desarrollo de MIURA 1.


Planes de negocio


Junio 2018 Junio 2018

Ronda de Inversión

Serie A

Aciturri y JME Venture Capital se

unen a GMV y Alzis para apoyar a

PLD Space

Telespazio VEGA

PLD Space y Telespazio VEGA firman

un acuerdo para proporcionar

oportunidades de vuelo suborbital a

bordo de MIURA 1

Octubre 2018

ASNA

PLD Space y Airborne

Systems North America

firman dos contratos para

desarrollar los sistemas de

recuperación para MIURA 1/5

Octubre 2018

Primer acuerdo

de servicio de

lanzamiento

ZARM y PLD Space

firman un Acuerdo de

Servicio de Lanzamiento

para el primer vuelo de

prueba de MIURA 1

Octubre 2018

RUAG

PLD Space y RUAG Space

firman un Acuerdo de

Colaboración para el

desarrollo de estructuras

que serán utilizadas en

MIURA 1 y MIURA 5


Crecimiento de PLD Space

7

Febrero 2019

Drop Test FLPP-LPSR

PLD Space ha completado con

éxito el primer Drop Test con un

demostrador a escala real de la

primera etapa del cohete orbital

MIURA 5.

Este proyecto se enmarca en el

programa FLPP-LPSR, impulsado

por la Agencia Espacial Europea

(ESA)

VÍDEO

Abril 2019

Inauguración de las

nuevas instalaciones en

el aeropuerto de Teruel

Nuevo banco de ensayos T2

VÍDEO

MATLAB EXPO 2019 Spain/Madrid©2019 PLD Aerospace, S.L.

https://www.youtube.com/watch?v=2AKZa39wjUQ

https://www.youtube.com/watch?v=IwFb6TlSxD4

PLD Space – Hoy

8

Fundada en 2011. Una empresa europea, privada e independiente.

Dos proyectos:

MIURA 1 – Lanzador suborbital y Demostradortecnológico

MIURA 5 – Microlanzador orbital

Equipo:

+50 empleados a tiempo completo (Abril 2019)

+8 nacionalidades

Ubicaciones:

Oficina principal en Elche (España)

Bancos de ensayos de propulsion en Teruel (España

Base de lanzamiento MIURA 1 en Huelva (España)

18 M€ de financiación alcanzados en dos rondas (Serie

semilla, Serie A)



PLD Space – Dónde estamos

9

Elche

Cuartel general

Teruel

Bancos de ensayos

El Arenosillo

Base de lanzamiento de MIURA 1



PLD Space – Instalaciones en Teruel (2)

10

HOY Banco de ensayos de propulsion para la

calificación de vuelo de MIURA 1



PLD Space Infraestructura de la base de lanzamiento

11

Plataforma de

lanzamiento

Mission Control &

Hangar



MIURA 1

©2019 PLD Aerospace, S.L.MATLAB EXPO 2019 Spain/Madrid

MIURA 1 – Resumen

1 etapa, 1 motor cohete (30 kN empuje; combustible líquido (queroseno y LOX, alimentado a presión, control vectorial)

12.7 m de largo x 0,7 m de diámetro

100 kg de carga de pago (experimentos en microgravedad y demostradores de tecnología)

Completamente reutilizable

Hasta 4 minutos en microgravedad.

Apogeo nominal en vuelo de 150 km.

13©2019 PLD Aerospace, S.L.MATLAB EXPO 2019 Spain/Madrid

P A U L A T I M E R G O C E R T E


MIURA 5


MIURA 5 – Características

12.7

m

25

m

Fiable: MIURA 1 servirá como demostradortecnológico para MIURA 5; el 70% de la tecnologíautilizada en MIURA 5 será probada previamente con MIURA 1.

Dedicado: Fabricado para el posicionamiento de satélites pequeños y CubeSats de clase 1 (>200 kg).

Frecuencia: Hasta 15 vuelos orbitales al año

Flexible: Diferentes bases de lanzamiento. Variedadde órbitas.

Compromiso: 52 semanas desde la firma del contrato hasta el lanzamiento.

Sostenible: Desde 30.000 €/kg.

Reutilizable: La primera etapa es recuperable y reutilizable


MIURA 5 – Main Characteristics

Lan

zad

or

Diametro 1,6m

Longitud total 25m

Masa total en el

despegue32t

Etapas 2 (+ kick-stage)

Propulsión LOX / Kerosene

Reusable

parcialmente1a etapa

1ª e

tap

a Empuje (1a etapa) 408kN (nivel del mar)

Número de motores

(1a etapa)5

2ª

eta

pa Empuje (2a etapa) 65kN (vacío)

Número de motores

(2a etapa)1

Kic

k-

sta

ge

Opción para el despliegue en distintas órbitas



16

MIURA 1

Integración

MIURA 5

Drop test de

recuperación

MIURA 1

Primer vuelo

de prueba

MIURA 1

Segundo test

de prueba

MIURA 1

Primeros vuelos

comerciales

MIURA 5

Primer vuelo

de prueba

Siguientes Fases



©2019 PLD Aerospace, S.L. 17

Organización PLD Space

PLD DEPARTMENTOS

MISIÓN PROPULSIÓN ESTRUCTURAS INSTALACIONES AVIÓNICA FABRICACIÓNINSTRUMENTACIÓN Y

PRUEBA ADMINISTRACIÓN



Equipo de propulsión en PLD Space

Q3 2018Q4 2017Q1 2017Q4 2016

Inicio de los

tiempos

Eleazar

González

Antiguo

Director del

departamento

CTO y

cofundador

#4

Germán

Torres

Ingeniero de

propulsión

#7

Ismael

Gutiérrez

Director del

departamento

Ingeniero de

propulsión

#9

Fran Espinosa

Ingeniero de

propulsión

#17

Edward

Mercieca

Ingeniero de

propulsión

#30

Alan Rochford

Diseñador de

flujo en

turbomáquinas

#46

Matt Tanner

Diseñador

mecánico de

turbomáquinas

#50



Propulsión en PLD Space

PROPULSIÓN

Sistemas de combustible

Motores cohete

Banco de ensayos

Vehículo

Control de motor

Adquisiciónde datos

Construcción/infraestructuras

Diseño termomecánico

Análisis termomecánico

Análisis de flujo

Tratamiento de datos

Análisis de transitorios

Análisis CFD

Control de presurización

RCSEstructura

Aviónica

Seg. tierra

Turbomaquinaria

Misión





• Ebullición y equilibrio en tanquesheterogéneos

Liquid propellant

Gas volume

Liquid-gas Interface

ሶ𝑚𝑃𝐺

ሶ𝑚𝑃𝑅𝑂𝑃

Experimentos virtuales

Tanque digital

Principios básicos

Soluciones de diseño rápidamente iterables





• Dinámica en líneas de fluido

Banco virtualComponentes digitalesPrincipios básicos

Comparación con experimento real en banco de ensayos




Motores cohete


• Estimación de la convección de combustión

Cámara calorimétrica

Principios básicos

Modelos de transferencia de calor transitorios

Postproceso de datos

Optimización Perfil de calor

By George Chanturia - Own work, CC BY-SA 4.0,

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=515

82688



Motores cohete


• Diseño de canales de refrigeración (I)

Requisitos:

• Material

• Mecanizado

• Riesgo tecnológico

Principios básicos

Modelos de transferencia de calor estacionarios

Optimización multiobjetivo

• Límites no lineales

• Funciones de mérito a medida

• Espacio de +60 parámetros

Perfil de calor



Motores cohete


• Diseño de canales de refrigeración (II)

Resultados teóricos:

• Perfiles geométricos

• Perfiles de temperatura

• Caída de presión

Resultados FEM termomecánico

CAD

Fabricación

Ensayo

Análisis de datos

https://www.youtube.com/watch?v=xRm4zaoZjCI




RCS

Diseño conceptual

Diseño de detalle:

Transitorios, resonancias…

Requisitos Implementación real

Simulación vs experimentos

Realimentación de modelos




Turbomáquinas


• Dinámica de sellos rotativos• Diseño de flujo

27

Fin


Gracias por su atención.

¿Alguna pregunta?


PAULATIMERGOCERTE

[email protected]

+34 965 063 139

@PLD_Space

HeadquartersC/ Nicolás Copérnico 7

Elche Parque Industrial

03203 Elche (Spain)

Propulsion FacilitiesTeruel Airport

Polígono de Tiro, 4

44396 Teruel (Spain)

MATLAB EXPO 2019 Spain/Madrid©2019 PLD Aerospace, S.L.


Drop test en Arizona

https://www.youtube.com/watch?time_continue=34&v=suvK9o0XRr4

Drop test



https://www.youtube.com/watch?time_continue=34&v=suvK9o0XRr4

https://youtu.be/RK7GSw5nkts


VÍDEO PLD Space



https://youtu.be/RK7GSw5nkts



VÍDEO 20s prueba de motor




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