Progettazione e analisi strutturale di una rampa di lancio per razzi sonda

This thesis focuses on the design and structural analysis of a launch rail for subsonic sounding rockets, developed within the student project Thrust, promoted by Aerospace Engineering students at the University of Padua. The project aims to participate in the European Rocketry Challenge (EUROC), an international university competition dedicated to experimental rocket launches, and simultaneously represents a significant step toward the first launch of a vehicle developed entirely within the University. This research focuses specifically on the launch rail, responsible for supporting and guiding the rocket during the initial stages of liftoff, and its related lifting system, required for vertical positioning. Furthermore, a general overview of the entire launch pad is provided to contextualize the analyzed subsystems and understand their mechanical and functional interactions. The analysis of the primary loads, including wind, self-weight, and cable tensions, was conducted using analytical models and numerical simulations developed in MATLAB, aimed at guaranteeing structural stability and appropriate safety margins. The design process was supported by three-dimensional modeling in SolidWorks, which enabled the definition of the structure's geometry and the generation of the technical documentation necessary for manufacturing. The selection of materials and mechanical components was carried out in collaboration with local companies, which provided off-the-shelf catalog items or manufactured custom components based on the technical drawings provided by the team. This paper presents a comprehensive design solution, consistent with functional and operational requirements, and constitutes a practical contribution to the development of a launch system capable of supporting future experimental activities of the Thrust project.

Questa tesi si occupa della progettazione e dell’analisi strutturale di una rampa di lancio per razzi sonda subsonici, sviluppata nell’ambito del progetto studentesco Thrust, promosso da studenti del corso di Ingegneria Aerospaziale dell’Università degli Studi di Padova. Il progetto si pone l’obiettivo di partecipare all’European Rocketry Challenge (EUROC), una competizione universitaria internazionale dedicata al lancio di vettori sperimentali, e rappresenta, al contempo, un passo concreto verso la realizzazione del primo lancio di un razzo interamente sviluppato all’interno dell’Ateneo. Il lavoro si concentra in particolare sull’alzata della rampa, incaricata di sostenere e guidare il razzo durante le fasi iniziali del decollo, e sul relativo sistema di sollevamento, necessario per portarla in posizione verticale. Viene inoltre fornita una panoramica generale sulla rampa di lancio nel suo complesso, in modo da contestualizzare i sottosistemi analizzati e comprenderne le interazioni meccaniche e funzionali. L’analisi dei carichi principali, ossia vento, peso proprio e tensioni nei cavi, è stata condotta mediante modelli analitici e simulazioni numeriche sviluppate in MATLAB, con l’obiettivo di garantire stabilità e margini di sicurezza adeguati. La progettazione è stata supportata dalla modellazione tridimensionale in SolidWorks, che ha consentito di definire la geometria della struttura e generare la documentazione tecnica necessaria alla realizzazione. La selezione dei materiali e dei componenti meccanici è avvenuta in collaborazione con diverse aziende del territorio, che hanno fornito elementi già disponibili a catalogo oppure realizzato componenti su misura sulla base dei disegni tecnici forniti dal team. L’elaborato presenta una soluzione progettuale completa, coerente con i requisiti funzionali e operativi, e rappresenta un contributo concreto allo sviluppo di una rampa di lancio adatta a supportare le future attività sperimentali del progetto Thrust.