И звезды становятся ближе…
В связи с тем, что мой сын Матвей потихоньку подрастает, я стал все чаще задавать себе вопрос — «А чем увлекаются современные детишки 8-14 лет?». Иногда, встречая на улице группы детишек, только и слышишь, что «… я там десять монстров завалил, я там шахту захватил и.п.». Приходится признать, что компьютерные игры, это важная часть жизни современного ребенка. С этим практически невозможно бороться. Компьютеры становятся все доступнее, а компьютерные технологии все совершеннее.По моему мнению, бесконтрольное увлечение компьютерными играми угрожает не только зрению и неокрепшей психике ребенка, мне кажется в этом кроется гораздо большая опасность — фантастические миры компьютерных игр заменяют детям реальность и лишают их собственного воображения, тяги к творчеству и изобретательству.
Кто пойдет в институты и будет создавать новые технологии? Кто построит корабли которые понесут нас к звездам? Кто откроет новые источники энергии? Если в детско-подростковом возрасте не получена тяга к технике, конструированию и изобретательству — то как она разовьется в человеке в дальнейшем? В 14-16 лет подростков уже интересуют «другие» проблемы…
Есть еще спортивные секции, музыкальные и художественные школы. Спорт, музыка и рисование — это тоже важно, но я сейчас хочу сказать о другом… Кто научит маленьких мужчин делать что-то своими руками? Кто позволит им испытать то чувство непередаваемого восторга от создания чего-то своими руками. Пусть это будет модель планера, или машинки, или схема из батарейки и лампочки — неважно. И это «что-то» обычно сразу несется папе и маме. Протягивая им в ладошках, покрытых порезами, пятнами клея и краски, свое творение — ребенок испытывает не только чувство гордости. Он начинает верить в самого себя, и эта вера помогает ему в дальнейшем справляться с жизненными трудностями.
Во время учебы в школе я посещал кружок ракетомоделизма. Мы строили не только модели ракет, но и разрабатывали модели космических станций, планетоходов, футуристических звездолетов и т.п. У нас была отличная практика — «защита» свои проектов перед товарищами. Порой засиживаясь до полуночи, мы до хрипоты в голосе доказывали друг другу преимущества термоядерного двигателя перед фотонным и т.п. Это было интересно и увлекательно и давало первые, важные навыки ведения аргументированных споров.
Я до сих пор помню имя руководителя нашего кружка — Александр Иванович Яловеженко. Днем он работал электриком, а между сменами и по выходным занимался с нами, мальчишками. Не так просто организовать ракетомодельный кружок за полярным кругом. Но благодаря его настойчивости и энтузиазму, у нас были и материалы и модельные ракетные двигатели, которые позволяли нам осуществлять пуски моделей ракет. Большое человеческое спасибо ему за потраченное на нас время и привитые навыки в т.ч. любовь к конструированию, созданию чего-то своими руками.
Но наибольшее влияние на меня, конечно, оказал мой папа. Я всегда восхищался его способностью с легкостью браться за любое дело и доводить его до конца. Он и сейчас является для меня примером настоящего мужчины. Я не знаю кем станет мой сын, но я постараюсь научить его правильно держать в руках молоток, паяльник и гаечный ключ, а также передать ему часть жизненного опыта который поможет ему в дальнейшем.
Вот и я решил «тряхнуть стариной» и вспомнить свои навыки по созданию моделей ракет. Себе в помощь я взял Матвейку и выдал ему рабочий инструмент — ножницы и бумагу. И работа закипела! Ребенок со всей серьезностью отнесся к поставленной задаче и через пять минут у меня на столе уже была гора мелко нарезанной бумаги. На протяжении всего процесса сборки ракеты, длившегося неделю ребенок подходил ко мне по нескольку раз, снова просил ножницы и бумагу и задавал единственный вопрос — «Папа, акету сдеал?»
А папа еще не сделал, папа долго решал, что же он все таки хочет сделать… Обычно, модели ракет оборудуются парашютом или стримером для «мягкого» возвращения на землю. После завершения работы ракетного двигателя воспламеняется «замедлительный» заряд, который горит несколько секунд. После завершения горения срабатывает «вышибной» заряд, который и выталкивает парашют из ракеты. Но это слишком сложно и долго… Поэтому я решил сделать «невозвратные» модели ракет и снарядить их небольшим пиротехническим зарядом. Пусть «погибнут» красиво и весело :-).
Для изготовления ракеты, необходимо найти деревянную или любую другую оправку и склеить бумажный цилиндр. Для этого я использовал лист бумаги для рисования формата А3. Цилиндр просушивается и укрепляется изнутри 2-3 ребрами жесткости (это кружки из плотного картона с отверстием диаметром 5 мм посередине).Ребра жесткости вклеиваются в цилиндр. Общая конструкция ракеты приведена на рисунке:
Затем из плотного картона, вырезаются 3 или 4 стабилизатора. Их форма может быть различной — треугольной, трапециевидной, полукруглой. Главное, чтобы они были не слишком маленькими и выглядели красиво :-). Стабилизаторы крепятся к корпусу ракеты при помощи двух полосок из плотной бумаги.
Обтекатель ракеты также изготавливается из бумаги. Можно выточить его из дерева (лучше бальсы) или использовать подходящий по форме и размеру пластиковый предмет. Для одной из ракет я воспользовался половинкой пластикового яйца.В принципе, процесс изготовления ракеты достаточно несложен, но требует времени, аккуратности и главное — модельного ракетного двигателя. Для тех кто хочет сделать и запустить модель ракеты, но не имеет возможности её изготовить — можно приобрести её в интернет-магазине. Там же, вы можете купить модельные ракетные двигатели, стартовые устройства и другую необходимую мелочевку для запуска ракет.
Для своих ракет я использовал модельные ракетные двигатели промышленного изготовления МРД 20-10-4 (куплены по случаю в одном из магазинов для моделистов, несколько лет назад). Немного поясню, что означают эти цифры. 20 — это суммарный импульс тяги (в Ньютонах * секунду). 10 — это средняя тяга в Ньютонах. 4 — это время работы замедлительного заряда. Из этих цифр можно вычислить ориентировочное время работы двигателя. В нашем случае это 20/10 то есть приблизительно 2 секунды (на самом деле чуть больше, так как 10Н — это средняя тяга, а она не линейна во время работы двигателя).
Для запуска (воспламенения) двигателя в комплекте с ними идут электрозапалы. Это простое устройство, состоящее из нихромовой проволоки с нанесенным воспламенительным составом (лак и черный порох). Они не всегда обеспечивают 100% воспламенение двигателя, но я знаю, как с этим бороться. Для более удобного использования я снаряжаю их контактным проводом. В случае отказа, электрозапал легко будет заменить в полевых условиях.
Пиротехнический заряд представляет собой толстостенный бумажный цилиндр, снаряженный пиротехническим составом и размещаемый в носовой части ракеты. Чтобы передать воспламенительный импульс от двигателя в головную часть ракеты я использовал огнепроводный шнур — т.н. стопин. Он изготавливается достаточно просто. Берется медицинский бинт шириной 4-5 см. и пропитывается в насыщенном растворе смеси нитрата калия и сахара (4:1). После пропитки, влажный бинт раскладывается на газете и хорошо натирается мелко размолотым дымным порохом (для увеличения скорости горения). После этого бинт скручивается. Получается шнур с диаметром 5-6 мм. Шнур высушивается в теплом месте (на батарее) в течение суток. После этого он готов к использованию.
Стопин
Внимание!У данного огнепроводного шнура очень высокая скорость горения — до 10 см. в секунду. Его нельзя использовать для воспламенения двигателей!!!
Пиротехнический заряд состоит из звездочек красного огня и разрывного заряда. Звездочки я применил промышленного изготовления, а в качестве «разрывного» заряда я использовал смесь перхлората калия с магнием (5:1). Эта смесь при воспламенении дает громкий хлопок и яркую вспышку. Можно использовать черный, дымный порох или другие пиротехнические смеси и составы. Общий вес заряда не должен превышать 20-30 грамм!
Внимание! Если у Вас нет опыта работы с пиротехническими составами — лучше отказаться от их изготовления в домашних условиях!!! Пиротехника это искусство, требующее хороших базовых знаний в области химии и физики, а также досконального соблюдения правил безопасности.
Для правильной «развесовки» ракеты без пиротехнического заряда, необходимо поместить в носовую часть небольшой кусочек пластилина весом 10-15 грамм.Ракеты я раскрасил имеющимися в наличии аэрозольными красками и немного оклеил яркой цветной бумагой, чтобы было удобнее наблюдать за полетом при пасмурной погоде. В последнюю очередь, в двигатель ракеты вставляется электрозапал. Перед этим в сопло двигателя помещается немного дополнительного воспламенительного состава (можно воспользоваться мелко размолотой намазкой со спичек). Это обеспечит надежное воспламенение двигателя. Электрозапал фиксируется небольшим кусочком ваты. Ракета готова к запуску.
Для запуска моделей ракет необходимо найти открытую площадку без строений. Лучше если это будет поле или пустырь. На месте старта ракеты не должно быть легковоспламеняющихся веществ, травы и прочего мусора. Пусковую направляющую располагаем вертикально. Ракета одевается направляющими кольцами на пусковой штырь, до ограничителя. Подключаем провода к электрозапалу и ракета готова к старту!
Удаляемся на 15-20 метров от пусковой установки. Это — обязательное условие! Двигатель ракеты может взорваться при старте. Двигатели старые, топливо рассыхается, в нем появляются трещины — поэтому возможен взрыв. Даже для новых двигателей, в ракетомодельных кружках проводится процедура «отжига». Двигатели из разных партий испытываются на стенде. Иногда, бракованными бывают целые партии — сказываются условия транспортировки и хранения.
Наши ракеты мы решили запустить 31 января, когда установилась ясная и морозная погода без ветра. Местом запуска выбрали городской стадион. Стартовую площадку я организовал на огромном снежном комке. Для запуска ракет (дистанционного воспламенения электрозапала) я использовал небольшой 12в. аккумулятор. К сожалению, первая «безымянная» ракета взорвалась на старте (наверное она «обиделась» на нас, что ей не присвоили имя…). Я уж было подумал, что и вторую ракету ждет подобная судьба… Но вторая ракета — «Пупсень» показала отличный старт и превосходный, ровный полет завершившийся срабатыванием пиротехнического заряда. Ура!!! Можно считать, что наша «ракетная эпопея» закончилась победой. Мы сделали звезды чуть-чуть ближе…
По моему мнению, запуски моделей ракет — одно из самых увлекательных зрелищ. А занятия спортивным ракетомоделизмом развивают у ребенка целый набор навыков: учат усидчивости, сосредоточенности, точности, способствуют более глубокому пониманию законов физики. Помимо этого, ребенок учится безопасному обращению с пиротехническими составами, что очень насущно при современной доступности пиротехнических игрушек.Основным препятствием для развития ракетомоделизма в России, которое я вижу, является то, что наша промышленность на данный момент не производит модельные ракетные двигатели. Все пользуются старыми запасами или самоделками. Кто побогаче — заказывают модельные ракетные двигатели в западных интернет магазинах.Наибольшее распространение в ракетомоделизме получили двигатели компании ESTES.
Гнатив ВасилийЯнварь, 2009.
Наверх
gnativ.ru
Для модели ракеты вам требуется изготовить пороховой двигатель. Для такого двигателя удобно использовать картонную ружейную гильзу 12-го калибра под капсюль «Жевело». Внутрь гильзы набивается смесь дисперсной серы, калийной селитры и древесного угля. Вместо древесного угля можно использовать угольные таблетки «Карболен».
Приготовление смеси и набивка ею патрона является самой сложной операцией при изготовлении модели ракеты. Каждая из составных частей этой смеси в отдельности не опасна. Так, например, селитра не горит, а сера и уголь горят очень медленно. Если же эти вещества смешать, то их свойства к воспламенению изменяются. Нам надо приготовлять смесь с большим содержанием угля, иначе она может вспыхнуть от малейшей искры. Необходимо помнить, что запуск моделей ракет — дело совершенно безопасное лишь в том случае, если вы строго соблюдаете все правила приготовления заряда двигателя и его запуска при старте модели. О них вы узнаете из этой статьи.
Смесь для двигателя модели ракеты должна состоят из 75 г селитры, 12 г серы и 35 г угля. Предварительно, до смешивания, все компоненты должны быть тщательно размельчены в порошок в фарфоровой ступке либо в кожаном мешочке. Образовавшийся порошок следует просеять через мелкое сито. Чем мельче крупинки составных частей, тем полнее будет использоваться энергия топлива для полета ракеты.
Начинать приготовление заряда надо с угля, а затем готовить селитру в серу. Уголь и селитра обладают способностью впитывать влагу, поэтому готовый состав следует хорошо просушить до сыпучести и сохранять в сухом месте. Когда подготовка отдельных составных частей закончена, можно приступать к взвешиванию и смешиванию. Взвешивать полученный порошок каждой составной части надо на аптекарских весах и подгонять вес составных частей в соответствии с указанным выше весом (75, 12, 35 г). После взвешивания смесь тщательно перемешивается на листке бумаги, пока весь состав не будет однороден. Затем перед набивкой эту смесь смачивают спиртом (на каждые 100-150 г смеси 3-5 г спирта). Сухой, не смоченный спиртом состав не следует употреблять в дело. После смачивания спиртом смесь тщательно перетирается и перемешивается. При изготовлении смеси нельзя спешить. При этой операции надо особенно строго соблюдать все меры предосторожности и особенно порядок выполнения работ.
Для того чтобы приготовленной смесью набить гильзу, необходимо заготовить следующие приспособления: штырь (рис. 1), матрицу (рис. 2), фиксатор (рис. 3), молоток весом 400 г, два набойника — один с отверстием (рис. 4, справа), другой без него (слева) и охотничью «закрутку» (рис. 6). Закрутку можно купить в магазине охотничьих принадлежностей. В матрицу вставляется гильза, в которую снизу вводится штырь, закрепляющийся в матрице фиксатором. Поверхность верхней шпильки штыря должна быть тщательно обработана и отшлифована, так как иначе канал в заряде двигателя может осыпаться. Нижняя шпилька стержня вставляется в массивный деревянный чурбак или пень. В гильзу надо засы пать 2-3 г смеси. Затем взять набойник с отверстием (рис. 4, справа), вставить его в гильзу и 15—20 раз ударить по нему молотком; причем вначале нанести 3—4 слабых удара, чтобы вышел воздух, находящийся в составе, а затем более сильные. Примерное размещение всех приспособлений и деталей для сборки двигателя показано на рисунке 5.
Чтобы набивка получилась одинаковой плотности, количество ударов молотка по набойнику на каждую засыпку должно быть одинаковым. Пользуются набойником с отверстием лишь до тех пор, пока не утоплена шпилька штыря. Как только уплотненная смесь полностью закроет шпильку штыря, надо продолжать набивку набойником, но уже без отверстия. Состав смеси запрессовывают в гильзу так, чтобы он не доходил до краев на 10 мм. На запрессованный состав накладывается картонный пыж с отверстием 4-5 мм в центре.
Гильза извлекается из матрицы. Для этого вынимается фиксатор, а затем с легким поворотом вниз убирается штырь и снимается матрица с гильзы. После этого гильзу вставляют в закрутку и заправляют. При этом пыж прижимают сверху, а кромки гильзы загибают внутрь пробкой закрутки. Эта пробка опускается на винте. Двигатель готов.
Несколько слов о запуске порохового ракетного двигателя. Для воспламенения состава, находящегося внутри гильзы, надо применять электровоспламенитель, или, как его называют, электрозапал. Простейший электрозапал состоит из низковольтного трансформатора, проводов, зажимов и вилки (рис. 8). Тонкая проволока, способная накаливаться докрасна, вводится в канал двигателя. Включается ток, и двигатель начинает работать. Расстояние от стартующей ракеты до включателя тока должно быть не меньше 10 м. На площади этого радиуса перед стартом никого не должно быть. Если нельзя подключить переменный ток, то можно сделать батарейный электрозапал. На рисунке 9 изображена схема устройства электрозапала с контрольной лампочкой для проверки цепи и с миниатюрным рубильником.
По материалам журнала "Юный моделист-конструктор"
umeha.3dn.ru
МРД Aifa-jet A-2-3  112руб. Сравнить A23Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
|
Двигатель ракетный B4-2 AM Нет на складе Сравнить EST001601ENGINES STD 3 BLSTR B4-2 AM TRILING твердотопливный двигатель для моделей ракет. |
|
Двигатель ракетный B4-4 AM Нет на складе Сравнить EST001602ENGINES STD 3 BLSTR B4-4 AM TRILING твердотопливный двигатель для моделей ракет. |
|
Двигатель ракетный B4-4 AM Нет на складе Сравнить EST001602ENGINES STD 3 BLSTR B4-4 AM TRILING твердотопливный двигатель для моделей ракет. |
Двигатель ракетный B6-4 AM  Нет на складе Сравнить EST001606Твердотопливный двигатель для моделей ракет. |
Двигатель ракетный C6-5 AM(3шт)  Нет на складе Сравнить EST001614Твердотопливный двигатель для моделей ракет. Класс C6-5 AM. |
|
Двигатель ракетный C6-5 AM(3шт) Нет на складе Сравнить EST001614Твердотопливный двигатель для моделей ракет. Класс C6-5 AM. |
Двигатель ракетный D12-7 AM (2 шт.)  Нет на складе Сравнить EST001568Твердотопливный двигатель для моделей ракет. Класс D12-7 AM. |
|
Модельный двигатель Вулкан В-2-3.(Россия) Нет на складе Сравнить 88554555Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
Модельный двигатель Вулкан В-3-2.(Россия)  Нет на складе Сравнить 88554556Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
Модельный двигатель МРД-1,25 н.с.(Россия)  Нет на складе Сравнить 1259545Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду.
|
Модельный двигатель МРД-10,0 н.с.(Россия)  Нет на складе Сравнить 88554471Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
Модельный двигатель МРД-2,5 н.с.(Россия)  Нет на складе Сравнить 88554466Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
Модельный двигатель МРД-20,0 н.с.(Россия)  Нет на складе Сравнить 88554472 |
Модельный двигатель МРД-5,0 н.с.(Россия)  Нет на складе Сравнить 88554470Позволяет поднять ракету на высоту до 100м. |
МРД Aifa-jet A-2-4  Нет на складе Сравнить A24Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
МРД Aifa-jet 1/2 A-2-3  Нет на складе Сравнить mm96001Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. Характеристики двигателя: Суммарный импульс - 1,25 Н*с Средняя тяга - 2 Н Время замедления - 3 с Геометрические характеристики мотора: Длина - 40 мм Диаметр - 10 мм Вес - 3,9 |
|
МРД Aifa-jet 1/2 A-2-3 с вышибным зарядом Нет на складе Сравнить mm96000Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. Характеристики двигателя: Суммарный импульс - 1,25 Н*с Средняя тяга - 2 Н Время замедления - 3 с Геометрические характеристики мотора: Длина - 40 мм Диаметр - 10 мм Вес - 3,9
|
|
МРД Aifa-jet A-3-4 Нет на складе Сравнить A34Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
|
МРД Aifa-jet A-3-6 Нет на складе Сравнить A36Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
|
МРД Вулкан B-3-3 (5н) Нет на складе Сравнить B330Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
|
МРД Вулкан B-3-3 (5н) с вышибным зарядом Нет на складе Сравнить B33Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
|
МРД Вулкан В-6-2 (5н) Нет на складе Сравнить 88554557Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
|
МРД Дельта D-6-0 Нет на складе Сравнить D60Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
МРД Дельта D-6-2 (10н)  Нет на складе Сравнить D62Ракетомодельный мотор, изготовленный по классической технологии, главные достоинства которой - надежность двигателя, резкий старт модели и большой срок хранения. Гарантированный срок хранения не менее 50 лет! Двигатель обладает высокой влагостойкостью, работает без нареканий в сырую и дождливую погоду. |
www.rcural.ru
Изобретение относится к индустрии игрушек, а именно к модельным ракетным двигателям для ракетно-космического моделирования в технических видах творчества. Модельный ракетный двигатель содержит сопло, топливный заряд, трассер и вышибной заряд, которые выполнены из аэрозольного огнетушащего состава. Достигается повышение безопасности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к индустрии игрушек, а именно к модельным ракетным двигателям (МРД) для ракетно-космического моделирования в технических видах творчества.
Общеизвестен МРД [7], содержащий бумажный или пластмассовый корпус, в котором смонтированы сопло, заряд твердого топлива из черного или баллиститного пороха, пиротехнический замедлитель-трассер, сгорающий с выделением цветного дыма для обозначения траектории полета модели после окончания работы МРД, и вышибной заряд, срабатывающий от теплового импульса замедлителя и выталкивающий из корпуса модели полезную нагрузку - следующую ступень ракеты, летательный аппарат, средства спасения и т.п.
Существующие МРД, а также спортивные соревнования и игры с запусками моделей различных ракет, ракетопланов, моделей-копий, относятся к потенциально опасным видам изделий и работ. Это связано, в первую очередь, с высокой температурой продуктов сгорания МРД, создающую опасность ожогов и пожаров при неосторожном обращении с двигателем, случайном падении аварийной ракеты на сухую траву и другие горючие материалы, а также с возможностью взрывного разрушения некондиционного МРД, например с трещиной твердотопливного заряда, образовавшейся при падении, ударе, отслоении от корпуса, в результате детской шалости т.п.
Указанные обстоятельства привели к введению обоснованных ограничений со стороны надзорных государственных органов по перевозке, распространению и эксплуатации МРД, организации работ со школьниками и спортсменами, что существенно сдерживает развитие и массовость технических видов творчества и развивающих игр с использованием МРД.
Кроме этого, тенденция повышения энергетических характеристик спортивных МРД привела к замене заряда из черного пороха на баллиститные составы, продукты сгорания которых оставляют менее заметный дымовой след. Трассер, маркирующий дымом траекторию полета модельной ракеты после выгорания заряда, в существующих МРД обычно служит и замедлителем, обеспечивающим срабатывание вышибного заряда в заданный интервал времени. Совмещение в пиротехнической рецептуре противоположных по реализуемым материалам требований - дымообразующих смесей и малогазовых составов со стабильными скоростями горения - обычно приводит к компромиссным показателям как точности времени замедления, так и по зрелищной привлекательности работы МРД, характеризуемой красочностью тянущегося за ракетой дымового шлейфа.
Целью предлагаемого изобретения является повышение безопасности, зрелищности и расширение игровых возможностей МРД.
Поставленная цель в МРД, содержащем корпус, сопло, топливный заряд, трассер и вышибной заряд, достигается тем, что топливный заряд выполнен из аэрозольного огнетушащего состава (АОС).
АОС представляют из себя топливные композиции, содержащие окислитель, горючее, связующее и технологические добавки, т.е. по сути - типичные ракетные топлива или пиротехнические составы, вырабатывающие при сгорании твердофазные аэрозоли, - смеси негорючих газообразных веществ (азот, углекислый газ, пары воды и т.п.) и конденсированных соединений, преимущественно щелочных и/или щелочно-земельных металлов (оксидов, гидрооксидов, карбонатов, бикарбонатов, хлоридов и др.) в виде твердых частиц микронных размеров, обладающих высокой огнетушащей способностью. Помимо эффективного ингибирования пламени АОС образует при сгорании мелкодисперсный, зрелищно-эффектный шлейф густого дыма. Продукты сгорания АОС нетоксичны, не наносят вред окружающей среде, не разрушают озоновый слой атмосферы и свободно утилизируются [1]. Имея несколько худшие энергетические показателями по сравнению с баллиститными ракетными топливами (см., например, данные по теплоте и температурам горения, газопроизводительности характерных твердых топлив и типовых АОС, приведенных в табл.1.12 и 1.14 на стр.59 и 66 источника [1]). Это вполне приемлемо для МРД, используемых для начального обучения, а также в качестве генераторов дыма для имитации работы ракетных двигателей в игрушках. АОС принципиально безопаснее в пожарном отношении существующих топлив МРД, а также характеризуются лучшим дымообразованием и зрелищностью работы.
В качестве топлив для МРД из представленных в [1] АОС подходят по комплексу внутрибаллистических показателей серийно производящиеся составы типа ПТ-50 и литейные АОС, работоспособные в условиях повышенных давлений.
Последующие варианты исполнения МРД являются развитием основной идеи создания безопасного двигателя на основе максимального использования уникальных возможностей АОС.
Для существенного повышения безопасности МРД, используемых для начального обучения ракетомоделистов или в других детских видах развивающих игр, предложено использовать топливный заряд из пастообразного АОС, например [4]. Пастообразные топлива и заряды из них в силу своего вязкотекучего физического состояния не образуют трещин, не отслаиваются от стенок при деформации корпусов, взрывобезопасные рецептуры обеспечивают безопасность при падении двигателей, прострелах, ударах молотком, воздействии детонирующего импульса, тепловых нагрузок и проявлениях детской шалости. Таким образом обеспечивается максимальная безопасность при обращении с МРД.
Пастообразное состояние АОС обуславливает необходимость обеспечения компенсации его температурного расширения и поддержания формы начальной поверхности горения заряда. Использование для этих целей известных устройств, применяемых в ракетных двигателях [2, 5], проблематично из-за сложности их размещения в габаритах МРД, составляющих для наиболее распространенных классов от 10-18 мм по диаметру и от 40 до 70 мм - по длине корпусов. Применительно к МРД эта задача сравнительно просто решается использованием упругих корпусов из материалов, имеющих сопоставимые с пастой коэффициенты линейного расширения, и/или введением в конструкцию двигателя упругого компенсатора, например, из газонаполненного химически стойкого резинового элемента и перфорированного формообразующего устройства, покрытого фольгой или пленкой.
Этот синергизм пастообразных АОС - высокие пожаротушащие и дымообразующие свойства, механическая и взрывобезопасность зарядов - обеспечивает качественно новый уровень безопасности МРД, зрелищность запусков и расширение игровых возможностей МРД.
Предложен двигатель с трассером, выполненным из АОС.
Отработанные многочисленные АОС [1, 2] наряду с высоким огнетушащим и дымообразующим эффектом, характеризуются устойчивым стабильным горением при низких давлениях в генераторе, что делает их вполне приемлемой альтернативой существующим пиротехнических составам замедлителей-трассеров, включая генерирующих цветные дымы.
Предложен МРД с трассером, размещенным в зоне догорающих остатков топливного заряда.
Догорающие остатки топливного заряда, не внося реальный вклад в основную энергетическую характеристику МРД - суммарный импульс, - ухудшают его выходные показатели, увеличивая пассивную массу и разбросы суммарного импульса. Использование зон размещения догорающих остатков для дымообразующего АОС повышает качество маркировки траектории ракеты за счет более мощного и лучше видимого дымового шлейфа.
Предложено выполнять трассер в виде отдельного комплектующего изделия - в форме шайбы, бронированной по торцам и наружному диаметру, - и монтировать его на заднем торце сопла. Для обеспечения воспламенения трассера продуктами сгорания МРД диаметр внутреннего отверстия трассера выполнен равным диаметру истекающей из сопла струи продуктов сгорания топливного заряда, определяемому из газодинамического расчета. Основные преимущества - независимость от технологического процесса изготовления МРД, свобода выбора времени работы трассера, цвета дыма, сокращение номенклатуры МРД и повышение массовости производства, а также полное и гарантированное исключение влияния на величину суммарного импульса. Последний фактор приводит к периодически возникающим спорам на международных соревнованиях о сопоставимости энергетики различных МРД декларируемым в документации показателям суммарного импульса тяги, учитывающим или не учитывающим дополнительную прибавку тяги от работающего внутри камеры сгорания в течение нескольких секунд трассера.
Предложено в МРД вышибной заряд выполнять из АОС. По существующей практике ракетомоделисты в зависимости от конструкции модели, массы и объема выталкиваемой при срабатывании вышибного заряда полезной нагрузки подбирают навеску заряда экспериментально, используя, как правило, черный порох. Для снижения температуры продуктов сгорания и предотвращения отказа тонкостенных элементов модели (например, для парашютов и стримеров используются лавсановые пленки толщиной до 3-5 мкм) в конструкцию вводят защитные пыжи, ватные пробки, порошковые охладители. Полная или частичная замена черного пороха на порошкообразный низкотемпературный АОС позволит повысить безотказность срабатывания системы полезной нагрузки - выталкивания планера, парашюта или стримера, расцепления последующей ступени ракеты и т.п.
Предложено сопло МРД также выполнять из АОС на неорганическом связующем. Из рецептур беспламенных АОС наиболее высокие термомеханические и прочностные характеристики достигнуты в составах с высоким, до 25%, использованием в качестве связующих и регуляторов скорости горения таких ингредиентов, как карбонат магния, цемент и т.п. Такой состав, в частности, имеет АОС марки САБО, использующийся в сертифицированных генераторах аэрозоля производства ООО «Норд», г.Пермь (см. стр.116 источника [1]).
Неорганические связующие формируют жесткую пространственную структуру АОС, аккумулирующую часть тепла и стабилизирующие процессы горения в низкотемпературной зоне. При горении зарядов такого АОС на долю твердого остатка приходится до 50% и более массы топлива. Повышенный разгар критического сечения сопла из подобного АОС может компенсироваться прогрессивно увеличивающейся поверхностью горения, как это реализовано в известных схемах «бессопловых» РДТТ [6]. При падающей диаграмме «тяга-время» разгорающееся критическое сечение сопла может стать вполне приемлемой проектной альтернативой существующему приему программирования тяги путем изменения поверхности горения заряда. Приемлемые показатели механической прочности имеют АОС и на органических связующих, как это показано в табл.1.28, стр.93 [1].
Кроме этого, схема МРД с полностью сгораемыми элементами двигателя из АОС является определенным идеалом совершенствования МРД по показателю пожарной безопасности и выделения дыма на единицу массы, что вполне приемлемо для МРД неспортивных классов и генераторов дыма для детских развивающих игр.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где схематично показаны:
на фиг.1 - общий вид МРД с трассером, установленным в зоне догорающего остатка топливного заряда;
на фиг.2 - вариант исполнения МРД с трассером - шайбой, смонтированной на сопле двигателя;
на фиг.3 - вариант исполнения МРД с зарядом пастообразного топлива.
МРД, показанный на фиг.1, содержит корпус 1, керамическое сопло 2, твердотопливный заряд 3 из АОС с расточкой 4, формирующей начальную поверхность горения, установленный в зоне догорающего остатка заряда 3 трассер 5 из АОС, замедлитель 6 из АОС и вышибной заряд из порошкообразного АОС или его смеси с черным порохом.
Работа МРД. Перед запуском в полость расточки 4 устанавливают электровоспламенитель (не показан), представляющий собой спираль накаливания с нанесенной на ней пиротехнической обмазкой. После подачи электрического импульса на спираль последняя воспламеняет пиротехническую обмазку, продукты сгорания которой воспламеняют топливный заряд 3. Образующиеся при горении АОС газы истекают из сопла 2, создавая тягу и образуя за ракетой шлейф густого аэрозоля. В конце работы заряда 3, при выгорании его на величину свода L, воспламеняется трассер 5, установленный в зоне догорающего остатка заряда 3, и замедлитель 6. Трассер 5 при горении маркирует пассивную часть траектории модели ракеты цветным дымом, а по окончании горения замедлителя 6 воспламеняется вышибной заряд 7 и выталкивает из модели ракеты полезную нагрузку, например парашют.
Показанная на фиг.1 конструкция МРД существенно уменьшает опасность возникновения пожара при воздействии продуктов сгорания АОС на горючие материалы, уменьшает разбросы суммарного импульса тяги вследствие исключения догорающих остатков топлива, а также обеспечивает высокую зрелищность работы МРД, создавая за летящей моделью ракеты густой шлейф аэрозоля, образуемого при сгорании АОС топливного заряда 3, трассера 5 и замедлителя 6, соответственного на активной, пассивной частях траектории полета, а также вышибного заряда 7 в конце полета.
На фиг.2 показан вариант исполнения МРД с трассером, выполненным в виде шайбы 8 и смонтированной вне полости корпуса на сопле 9 двигателя. Трассер 8 имеет забронированные боковые поверхности и по наибольшему диаметру, а незабронированная поверхность D выполнена с диаметром, равным или несколько превышающим диаметр D1 выходного канала сопла 9. При истечении продуктов сгорания топлива из сопла 9 струя поджигает трассер 8 по поверхности D. Трассер 8, сгорая в радиальном направлении, создает за ракетой дымовой шлейф, сначала совместный с продуктами сгорания МРД, а после выгорания топливного заряда 3 - собственный.
Здесь же приведен вариант конструкции МРД со сгораемым соплом 9, выполненным из твердотопливного АОС на основе неорганического связующего. При работе МРД с таким соплом внутренняя часть сопла и критическое сечение Д1 постепенно выгорают и разрушаются, обеспечивая своеобразную абляционную или активную тепловую защиты сопла. Увеличивающаяся в процессе работы МРД площадь критического сечения сопла D1 для сохранения требуемой диаграммы «тяга-время» должна быть компенсирована изменяющимися поверхностью и/или скоростью горения топливного заряда 3, например введением в него теплопроводных проволок - «лидеров» горения (на фиг.2 решения не отражены). МРД со сгораемым соплом из АОС, помимо достижения максимального дымообразования, обеспечивает минимум накопленного в конструкции высокотемпературного тепла, что также повышает безопасность использования такой конструкции в детских играх.
Вариант исполнения МРД с зарядом 3 пастообразного АОС показан на фиг.3. Для компенсации температурного расширения заряда в зоне образования топливных остатков установлен упругий компенсатора 10 из газонаполненной химически стойкой резины, а для формирования начальной поверхности горения - конусное перфорированное формообразующее устройство 11, снаружи покрытое тонкой фольгой или пленкой 12.
При изготовлении МРД пастообразным АОС в нагретом (для понижения вязкости) состоянии через мундштук заполняют корпус двигателя с установленным соплом, формообразующим устройством 11 и фольгой 12. После охлаждения заряда 3 в полость корпуса последовательно монтируют (вклеивают) компенсатор 10, замедлитель 6 и вышибной заряд 7. При изменении температуры и, соответственно, объема заряда 3, это изменение компенсируется соответственным изменением объема компенсатора 10, поддерживающим заряд 3 в поджатом состоянии. Небольшое избыточное давление предохраняет возникновение в заряде газовых пузырей и расслоений. Использование пастообразных зарядов практически полностью исключает возможность перехода горения во взрыв из-за таких распространенных причин отказов РДТТ, как трещины в заряде, отслоения от корпуса, предельная деформация, удар, прострел и др. и, таким образом, существенно повышает безопасность обращения с МРД.
Для воспламенения пастообразного заряда используют более мощную, по сравнению с твердотопливным составом, навеску электровоспламенителя для надежного нагрева и прожигания фольги 12. В остальном работа МРД с пастообразным зарядом не отличается от МРД описанных выше схем.
Эксперименты, проведенные на макетах МРД с диаметрами сопл 1,5-2 мм с зарядами пастообразного АОС типа «Туман 3» [4], подтвердили невоспламеняемость истекающими струями продуктов сгорания газовоздушных смесей метана, пропан-бутана, ЛВЖ, бумаги и хлопчатобумажных тканей, а обжигающее действие кожей ладони ощущается на расстояниях менее 10-12 см, что характеризует подобные МРД как вполне безопасные для использования в детских играх.
Заявитель является субъектом малого предпринимательства.
Использованные источники
1. Агафонов В.В., Копылов Н.П. Установки аэрозольного пожаротушения: Элементы и характеристики, проектирование, монтаж и эксплуатация. - М.: ВНИИПО, 1999.
2. Аликин В.Н., Липанов A.M., Серебренников С.Ю. и др. Пороха, топлива и заряды. Том.2. 3аряды народохозяйственного назначения. - М.: Химия, 2004. Стр.44.
3. Заявка №98106541. Аэрозольный беспламенный огнетушащий состав. МПК А62D 1/00.
4. Патент №2075984 РФ. Аэрозольобразующий огнетушащий состав, МПК 6 А62D 1/00.
5. Патент №3908364 США. Ракетный двигатель, НКИ 60-252, 1975.
6. Тимнат И. Ракетные двигатели на химическом топливе. - М.: Мир, 1990, стр.129-141.
7. Эльштейн П. Конструктору моделей ракет. Пер. с польского. - М.: Мир, 1978, стр.139-150.
1. Модельный ракетный двигатель, содержащий корпус, сопло, топливный заряд из аэрозольного огнетушащего состава, трассер и вышибной заряд, отличающийся тем, что как минимум один из элементов двигателя: сопло, трассер, вышибной заряд выполнен из аэрозольного огнетушащего состава.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что сопло выполнено из состава на неорганическом связующем.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что топливный заряд имеет пастообразную консистенцию и снабжен формообразующим начальную поверхность горения устройством и компенсатором температурного расширения заряда.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что трассер размещен в зоне догорающих остатков топливного заряда.
5. Двигатель по п.1 или 4, отличающийся тем, что трассер выполнен в форме шайбы, бронированной по торцам и наружному диаметру, и смонтирован на заднем торце сопла, при этом диаметр внутреннего отверстия трассера выполнен равным диаметру истекающей из сопла струи продуктов сгорания топливного заряда.
www.findpatent.ru
Сделать простую, но эффектно летающую, модель ракеты
несложно даже в домашних условиях. Для этого не нужно никаких специальных знаний и навыков. Тем не менее,
нужно соблюдать некоторые правила, на которые я буду обращать внимание по ходу
статьи. Информации по данному вопросу в инете достаточно, но для начинающего самодеятельного
ракетостроителя в этих статьях, на мой взгляд, есть ряд недостатков. Либо это очень простые ракеты на
уровне пиротехнических (движок с палочкой), либо сложные - с керамическими соплами, вареным
топливом, электрическим запалом и т.д. и т.п. Кроме того те правила, которые надо соблюдать при
изготовлении ракет никем четко не систематизированы, или на них не делается акцент, по-видимому подразумевая
их само собой разумеющимися.
В моем понимании ракета, пусть даже простейшая – это система: двигатель, планер, стартовая установка,
система зажигания.
Это конечно минимально допустимый набор, поскольку в более широком смысле в нее надо
добавить еще полезную нагрузку в виде системы спасения, измерительной аппаратуры и т.п.,
но, во-первых, этот пункт является самым сложным в ракете,
во-вторых, осваивать его надо научившись запускать небольшие легкие ракеты без нагрузки.
Я очень подробно расскажу, как сделать 15-ти миллиметровую ракету на карамельном порошковом топливе,
которая может подняться на высоту более 200 м. Конструкция разработана и тщательно отработана мною во
множестве экспериментальных запусков.
|
Двигатель.
Схема движка представлена на Рис.1.
И сразу первое правило:
Необходим простейший набор измерительных и чертежных инструментов: линейка, штангенциркуль, карандаш.
Торцанув деревяшку, по той же схеме отпиливаем от нее цилиндр высотой 12 мм.
В этой заготовке по центру вдоль оси сверлим отверстие диаметром 4,0мм.
Делать это лучше на сверлильном станке, хотя бы сделанном из дрели со специальной сверлильной подставкой.
Она не слишком дорогая, но позволяет делать вертикальное сверление. Если такого устройства нет, можно
использовать любой простейший кондуктор, в конце концов сделать сверление вручную. Особая точность в данном
случае не нужна, поскольку фишка в следующей технологии. Просверлить заготовку по центру не удастся даже
на сверлильном станке. Поэтому я просто надеваю заготовку на шпильку М4 и зажимаю с двух сторон гайками.
Конечно, это правило интуитивно понятно, но частенько про него забывают.
|
Топливо.Непосредственно назрел вопрос о топливе. Конечно, его надо решить в первую очередь, перед тем как приступать к производству ракеты, но я веду рассказ, так сказать, в порядке логической очередности. Соблюдать этот порядок при изготовлении ракеты конечно не обязательно. Самым доступным, безопасным и одним из самых эффективных считается карамельное порошковое топливо, состоящее из смеси тонко измельченного сахара 35% и калиевой селитры 65%. Процентовка только по весу. Достать компоненты несложно. Про сахар я не говорю, а селитру ищите в садоводческих магазинах и рынках. Лучше всего, конечно, купить качественную селитру в специализированной фирме (Русхим, Вектон). Точное соблюдение весовых соотношений обязательно. Отсюда и четвертое правило:
Мне могут возразить, что, например, весовые соотношения могут варьироваться в некотором диапазоне. Но, во-первых, данное соотношение оптимально, поскольку проверено и применяется многими «профи», во-вторых, наша задача кроме изготовления хорошо тянущего топлива, обеспечить еще и повторяемость результатов. Только при таком условии можно вести отработку конструкции ракеты, добиваясь максимальных результатов. Однако вернемся к нашим баранам. Компоненты сначала надо тщательно измельчить. Мельчить сахар совсем не обязательно – можно просто купить сахарную пудру. А вот селитру придется не только измельчить – где-то 30-40 сек в кофемолке, заходами по 15-20 сек – но и предварительно хорошенько просушить. Сушить можно на верхней полке духовки на самом маленьком огне при приоткрытой дверце в течение не менее получаса, рассыпав селитру нетолстым слоем на бумажном листе. Затем компоненты надо отвесить. Именно на этом моменте «молодежь» часто допускает вольности, отмеряя компоненты по объему на глаз. Это грубое нарушение правила №4. Отсутствие весов – не аргумент. Ведь компоненты топлива смешиваются «в пропорции», т.е. сам вес нам не нужен, нужно соотношение. Короче, у кого нет, срочно делаем весы. Нам надо всего около 11г топлива на один движок. Так чтоб с запасом надо сделать около 15г. Когда компоненты отмерены, можно их смешать. Есть несколько способов перемешивания. К сожалению они все имеют недостатки. Лучший результат дает перемешивание в кофемолке, секунд 30, но этот способ считается опасным, поскольку возможно возгорание смеси. Неплохой результат дает активная тряска компонентов в закрытой стеклянной банке в течение 3-5мин. Такой способ полностью безопасен. Готовое топливо надо засыпать в герметично закрывающуюся банку, типа майонезной, во избежание отсыревания оного. Правило пятое:
Для этого прессуем небольшую тонкую таблетку-лепешку из топлива и в безопасном месте на гладкой негорючей поверхности поджигаем ее с одного края. Таблетка должна гореть активно, пламя должно иметь четкую направленность, сама таблетка должна вести себя беспокойно, норовя сорваться с места. После сгорания не должно остаться практически никаких шлаков. Такое топливо можно считать подходящим. Если корпус движка просох можно приступать к набивке. К этой операции я призываю отнестись с максимальной серьезностью. От качества ее проведения зависит не только качество работы движка, но и само его существование. Проще говоря, некачественная набивка может привести к взрыву.
Если наша заглушка делается из второго сопла, т.е. имеет "технологическое" отверстие, то напоминаю, надо либо переед установкой подложить под неё копейку, либо залить отверстие эпоксидкой. В данный момент как раз пора воспользоваться смолой.
|
Зажигание.
Пора делать систему зажигания. Простейшая система состоит из стопина и замедлителя (фитиля).
Соблюдение шестого правила обязательно. Безопасное расстояние для ракеты данного класса – не менее 30 м. Стопин делается элементарно. Кусочек коктейльной трубки не толще 3-4 мм длинной 50мм плотно набивается топливом «карамелькой». Для увеличения поджигающей способности стопина, в конец трубки можно вставить спичечную головку. Я делаю немного сложнее – намазываю смесь спичечной серы с нитроклеем. Удачно подобранная толщина такой намазки позволяет зафиксировать стопин в канале движка без дополнительных ухищрений. Один пробный стопин надо испытать, т.е. просто поджечь его на негорящей поверхности и проконтролировать, чтобы горение было активным, ровным без перебоев и вспышек. Делайте такие проверки на открытом воздухе, иначе в помещении будет долго и противно пахнуть. Стопин надо вставить в топливный канал двигателя на глубину 10 мм. До самого конца задвигать стопин не следует, поскольку пластик трубки может забить сопло, что приведет к взрыву. Чтобы стопин зафиксировать, можно проложить параллельно х/б нитку или полоску тонкой бумаги. Важно чтобы фиксация происходила в верхней точке, чтобы стопин не вывалился по мере сгорания. Замедлитель изготавливается из куска тонкой х/б бельевой веревки, которая состоит из нитей и оплетки Веревку надо сутки вымочить в крепком растворе калиевой селитры. Раствор приготовляется из 25 г селитры залитой 2/3 стакана горячей воды. Вымоченная веревка просушивается и от нее по мере надобности отрезается кусочек 3-4 см, что собственно и является замедлителем. Время срабатывания замедлителя можно проконтролировать, спалив один кусочек определенной длины и замерив длительность горения. Замедлитель должен давать задержку не менее 20 сек. Замедлитель крепится к свободному концу стопина простым наворачиванием торцевой части на глубину 5мм. Это правда лучше делать перед самым запуском ракеты и установкой ее на стартовый стол. Предварительно можно гвоздем диаметром 3мм провертеть посадочный канал в нитях замедлителя, что облегчит задачу крепления замедлителя на стопине. При запуске поджигаем замедлитель, спокойно отходим на нужное расстояние и спокойно наблюдаем за стартом. Но об этом позднее. Кстати тут нарисовалось следующее правило
Профессионалы от ракетомоделизма в этот список включают и сами движки, испытывая их на стендах и отрабатывая характеристики. Я не буду настаивать на этом, поскольку понимаю, что изготовление первого двигателя для начинающего ракетчика все-таки целое событие и просто спалить его – непозволительная роскошь. К тому же, если четко следовать всем приведенным инструкциям, то вероятность успешного запуска очень велика. Но, если разнесет – я предупреждал. |
Планер.
Теперь будем делать собственно ракету. Можно конечно примотать движок к рейке и запустить
из бутылки, но, по-моему, это низведение достаточно изящного процесса ракетостроительства
до изготовления простой шутихи. Я применяю реечный вариант только для отработки движков, когда надо
испытать несколько вариантов, результат запуска которых заранее неизвестен.
Поэтому я расскажу, как сделать очень простую, но все-таки ракету, со всеми
ее атрибутами. Поскольку на этом этапе всегда возникает соблазн проявить инициативу и творчество, сразу
предупреждаю, усложнять здесь для начала не стоит, поскольку вероятность потерять ракету после запуска очень
велика, на стадии отработки я потерял подряд три ракеты. Улетают они - будь здоров!
Схема ракеты показана на рис.2.
Опыт показал, что клеевого соединения недостаточно, поэтому в стабилизаторах впритык к корпусу делаются шилом два отверстия, сквозь которые, с помощью иголки наматывается не менее пяти витков х/б нитки №10. Под нижнюю намотку предварительно вставляется один направляющий кольцевой зацеп. Нитки промазываются силикатным клеем. Такой же направляющий зацеп крепится с помощью ниток и клея в носовой части ракеты строго над нижним. Направляющие зацепы делаются из маленьких канцелярских скрепок, с таким расчетом, чтобы в них легко проходил стержень диаметром 5 мм. Носовой обтекатель ракеты можно сделать из винной деревянной пробки, обточив ее как сопло, на дрели. Пробковый материал довольно сложен в обработке, поэтому действовать надо аккуратно, используя не очень грубую шкурку. Тут надо поэкспериментировать.
|
Пусковая установка.
«Пусковая установка» - это звучит гордо!
На самом деле это направляющий стержень-металлический пруток диаметром 5-6мм и
длинной 70-100см, который втыкается просто в землю или в толстую доску размером 40х40см. На стержень
плотно наматываются несколько витков толстой медной проволоки с таким расчетом, чтобы не дать ракете
опуститься на землю, зафиксировав ее на небольшой высоте, позволяющей свободно крепить стопин и замедлитель.
Важно проверить, чтобы намотка не мешала сходу ракеты с направляющей. И учтите, что
Поскольку центр тяжести у такой ракеты находится спереди от центра давления и точки приложения тягового усилия, недостаточно разогнавшись, ракета может перейти в горизонтальный полет и догнать незадачливого моделиста. Кстати, к такому развитию событий надо быть готовым даже при наличии качественной направляющей и не зевать в случае чего. Перед запуском
Я не буду сейчас вдаваться в теорию, просто расскажу, как это сделать на практике. Для этого устанавливаем двигатель на ракету и находим ее центр тяжести. В центре тяжести привязываем нитку длинной около метра. Теперь начинаем вращать ракету на нитке вокруг себя, стараясь чтобы вначале ракета пошла хвостом вперед. Если ракета, в конце концов, начинает ориентироваться носом вперед и не меняет эту ориентацию при вращении, то она аэродинамически устойчива. Лучше если полная стабилизация происходит в течение 1-2-х полных оборотов. Если процесс стабилизации затягивается дольше, или стабилизация совсем не наступает надо увеличить устойчивость ракеты. Для этого надо либо поменять размер и форму стабилизаторов в сторону увеличения и смещения назад, либо загрузить носовую часть ракеты балластным грузиком. |
Запуск
Запуск ракеты самый интересный момент. Но и тут нельзя расслабляться.
Надо обязательно
Ваше увлечение не должно быть источником опасности для других. Поэтому надо найти площадку, на которой в радиусе 200м нет посторонних людей, строений, легко воспламеняющихся объектов. Итак, ракета на старт! Втыкаем направляющую в землю с небольшим наклоном от себя поперек направления ветра. Это важно! (помните о горизонтальном полете?). Устанавливаем на ракету двигатель, стопин, замедлитель. Надеваем ракету на направляющую. Еще раз убеждаемся, что ракета легко сдвигается с места установки. Спокойно поджигаем замедлитель, спокойно отходим на 30м в поперечном к ветру направлении, спокойно наблюдаем за стартом. Стопин горит с большим выделением дыма, поэтому переход от замедлителя к стопину всегда заметен издали. Если после отработки стопина ракета осталась на месте, не спешите бежать к ней. Надо выждать не менее 5мин, иначе можно нарваться на неприятности. Работу системы зажигания лучше контролировать с помощью бинокля. Ракета обычно стартует очень активно, поэтому, чтобы отследить ее полет надо проявить достаточную сноровку. |
РасчетДля самых дотошных привожу результаты расчета двигателя РДК-1 по моей программе Rocki-motor .
На графике рис.4 приведено изменение числа Kn по времени, т.е. отношения площади горения к площади критического сечения сопла по времени.
На графике рис.5 приведено изменение давления в камере движка по времени. (Один МегаПаскаль соответствует 10-ти атмосферам). На графике рис.6 приведено изменение тяги по времени. Обратите внимание, тяга такого небольшого простейшего движка может превысить 1,5кг. И это для ракеты весом 30-35г! Точность расчета оставим на моей совести. Думаю все же, результаты достаточно близки к истине, т.к. сравнение результатов многочисленных запусков с разными параметрами движка и результатов соответствующих расчетов выявили явное соответствие. Освоить расчетную методу я очень рекомендую, тем паче, что она не сложна. При проектировании своего двигателя очень полезно оценить все критические параметры, дабы не получить вместо движка петарду. Полезно также бывает провести сравнительные вычисления по какому-нибудь параметру (например, по диаметру критики), чтобы не проводить кучу экспериментальных запусков, результаты которых порой заценить достаточно проблематично без соответствующей аппаратуры. Высоту полета ракеты, максимальную скорость и время подъема тоже можно легко рассчитать по программе Ричарда Накка EzAlt. Несмотря на простоту, программа похоже дает приличную точность. По крайней мере, для данной ракеты расчет и измерение по триангулярному методу показали одинаковый результат для высоты подъема с работающим двигателем - 90м. Выше ракета летит уже по инерции не оставляя за собой следа, да еще с бешеной скоростью, поэтому замерить максимальную высоту полета проблематично. Расчет по EzAlt при самых неблагоприятных условиях дает 300м! Хочется в это верить. Вот и все о простейшей ракете. Над чем можно работать дальше, если это занятие понравилось? Да над тем же, над чем работают опытные. Зайдите на их сайты, на форум Авиабазы и т.п.. Полезная нагрузка, система спасения, эффективность сопла, подбор топлива и технологичность двигателя и т.д. и т.п.. Короче, если это интересно, то здесь непочатый край разного рода задач. Я бы даже сказал так – сделать ракету не сложно, но выжать из нее максимум – труднейшая задача. Учитесь у опытных, но будьте очень осторожны с сайтами всяких пиротехников, на которых зачастую даются советы опасные для здоровья. Даю адреса сайтов, заслуживающих, на мой взгляд, внимания и доверия: http://www.nakka-rocketry.net. http://airbase.ru/users/serge77/index.htm. http://oonoh.narod.ru/main.html. http://kirov-rockets.by.ru/index.shtml. Ну, а кому эта ракета показалась слишком простой, предлагаю попробовать "на зуб" свой следующий, заметно более серьезный, ракетный проект РК-2 или его адаптированный для новичков вариант проект Арлекин. |
|
P.S. Внимательный читатель заметит некоторые, правда непринципиальные, несоответствия фоток и текста. Так получилось, что фотки делались заранее и немного отстали от времени. Я надеюсь это не помешает при изготовлении модели. Sorry! /03.09.2007 kia-soft/ *** |
kia-soft.narod.ru
—Greg Schock, PA
Около 65000, плюс/минус.
Их нужно будет собрать в таком порядке:
[сверху-вниз, справа-налево:сверхлегкий сверхзвуковой обтекатель корпорации ACME,полезный груз,стопки ракетомодельных двигателей]
Такая ракета будет весить как грузовик-эвакуатор. Засунуть туда удастся лишь из двигатели, обтекаемую оболочку и простейшее оборудование для разделения ступеней.
Двигатели будут выгорать примерно за 3 секунды. Подобная структура в виде "слоистого пирога" будет работать следующим образом: каждые 3 секунды, нижний слой отработавших ракет будет отделяться, а следующая ступень - стартовать. Потребуется от 25 до 30 ступней, которые суммарно проработают полторы минуты, чтобы ракета слегка царапнула границу космического пространства.
(Предполагается, что в конструкции используется что-то наподобие двигателя Estes E9-4 [уверен, знающие читатели подскажут мне российский аналог (время работы 3с, максимальная тяга 20 Н, полный импульс 30 Нс)], который относится к верхнему сегменту обычных ракетомодельных двигателей. Есть и побольше, классификация идет по индексам до O и даже дальше, но в некоторый момент, они перестают быть ракетомодельными и становятся просто ракетными двигателями.)
30-ступенчатая ракета, это, мягко выражаясь, инженерный кошмар. Описываемая конструкция предполагает, что масса оборудования, не являющегося двигателями, ограничена массой одного человека (60 кг). В результате, космический корабль будет просто блоком ракетных двигателей. Их нужно будет изолировать друг от друга, чтобы верхние ступени не сработали раньше времени, плюс и аэродинамика и система разделения ступеней будут серьезной проблемой.
Стопка из двигателей сужается снизу-вверх. В момент, когда зажгутся двигатели верхних ступеней, ракета избавится от большей части своей массы, поэтому для поддержания постоянного ускорения потребуется меньшая тяга.
В середине стопка двигателей расширяется из-за того, что ускорение (как функция ступени) выглядит следующим образом:
ускорение, ступень, окончание горения]
Оптимальным режим для ракеты - когда тяга в несколько раз больше чем сила тяжести. Но лучше не ускоряться слишком сильно, когда вы еще внизу. Сопротивление воздуха растет как квадрат скорости, и, если разгоняться слишком быстро, вы скоро обнаружите, что тратите все топливо лишь на поддержание скорости. Так что, лучше вначале разгоняться медленно, а затем вдавить на всю железку, когда воздух станет разреженным.
[сверху-вниз, справа-налево:космос, не космос, стартовая площадка, точка приземления]
как многие уже заметили, эта ракета доберется до космоса (по крайней мере на несколько секунд), но не до орбиты. Можно ли состыковаться с МКС, используя ракетомодельные двигатели?
Нет.
Учитывая сопротивление воздуха, чтобы дотянуться до космоса, вам потребуется ракета, способная разогнаться (в вакууме) до 2 км/с. Чтобы выйти на орбиту, потребуется ракета, разгоняющаяся до 10 км/с.
Если вы попытаетесь использовать ту же математическую модель, что мы использовали для суборбитальной ракеты, то она выплюнет вам похожую на блин гору из ракетомодельных движков, более полутора километров в диаметре. В середине она будет заостряться в десятиметровый шпиль, а весить как Великая пирамида.
[-Странный холм.-Ну и где твой космический корабль?-Ээм.]
Это транспортное средство не только не сможет покинуть атмосферу, но и скорее всего не выдержит собственного веса.
Откровенно говоря, термин "транспортное средство" несколько некорректен. В действительности, ваше творение будет ничем иным, как неустойчивой кучей пороха размером с Центральный парк в Нью-Йорке. Если она взорвется, а она взорвется, то будет побит рекорд самого большого неатомного взрыва в истории. (Любопытно, что текущим держателем этого сомнительного достижения также является ракета, взорвавшаяся при запуске.)
Подводя черту, можно сказать, что будет очень трудно, но все же возможно, построить нечто, способное добраться до космоса и использующее ракетомодельные двигатели. Однако, если вы попробуете построить корабль, способный добраться до орбиты, то это значит, что в космос вы не летите вообще.
Источник.
ahiin.livejournal.com
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
1.Пояснительная записка..……………………………………………………..3
2.Цель и задачи занятий……………………………………………………......4
3.Теоретический материал для проведения занятий………………….. …4
3.1. Классификация моделей ракет ……………….. …….........................4
3.2.Общее устройство модели ракеты ………..………..........................6
4. Практическая работа…………………………………………........................7
4.1. Изготовление модели ракеты спортивного класса S6A .................7
4.1.1. Чертеж модели ракеты класса S6A ………………….........7
4.1.2. Этапы изготовления модели ракеты класса S6A …….......84.2. Запуск модели ракеты класса S6A ………………………..............11
Приложение ..………………………………………………...............................13
1. Пояснительная записка.
Задача педагогов дополнительного образования спортивно-технической направленности – пробуждать у ребят желание заниматься техническим творчеством, формировать мотивацию к инженерной деятельности в школьном возрасте посредством занятий техническим моделированием и конструированием.
Цель занятий в технических объединениях – развивать у обучающихся техническую смекалку, конструкторские и изобретательские способности, расширить область применения полученных знаний на практике.
Большой популярностью среди детей пользуется объединение ракетомоделистов. Как показывает опыт, большой интерес для школьников представляют модели ракет спортивного класса, так как эти модели являются примерами полноценных ракет со всеми основными функциями и характерными признаками. И еще одним достоинством ракетомоделизма является то, что модели можно испытывать на необорудованных площадях. Все это делает ракетомоделизм интересным, доступным и достаточно дешевым видом моделизма.
Данная методическая разработка - это результат работы педагога дополнительного образования МОУ ДОД «Валуйская городская станция юных техников» Белгородской области Мерзликина Евгения Петровича. Мерзликин Е.П. руководит творческим объединением «Ракетомоделирование», имеет среднее образование, первую квалификационную категорию, педагогический стаж работы 33 года, награжден нагрудным знаком «Почетный работник общего образования Российской Федерации.
Тема «Одноступенчатая модель ракеты с одним двигателем. (S-3, S-6)» изучается на занятиях первого года обучения. Основные типы занятий - сообщение новых знаний, комбинированные, занятие - соревнование. Методы, которые педагог использует на занятиях - наглядный, практический, частично-поисковый. Для изготовления модели ракеты спортивного класса S6A понадобилось 30 учебных часов (15 занятий).
Для изготовления модели были использованы следующие материалы и инструменты:
Чертежная бумага (ватман) толщиной 0,13 мм
Бумага толщиной 0,16 – 0,18 мм
Хлопчатобумажная нить диаметром 0,5 – 0,6 мм
Лавсановая пленка толщиной 0,03 мм
Резинка – амортизатор
Лак
Наждачная бумага
Клей ПВА
Цилиндрические оправки диаметром 39,7 мм, 10,3 мм
Коническая оправка
Линейка
Ножницы
Нож для резки бумаги
Модельный ракетный двигатель (МРД)
2. Цель и задачи занятий.
Цель: изготовить модель ракеты спортивного класса S6A для участия в областных соревнованиях по ракетомоделизму.
Задачи:
Ознакомить обучающихся с классификацией моделей ракет, общим понятием об особенностях конструкции моделей ракет разных классов;
Учить выполнять технические рисунки, эскизы, рабочие чертежи отдельных частей объемных моделей;
Познакомить с правилами сборки, регулировки, испытаний моделей;
Провести пробные и тренировочные запуски моделей;
Совершенствовать навыки работы с разными материалами и инструментами;
Прививать интерес к ракетомоделизму.
3. Теоретический материал для проведения занятий.
3.1 Классификация моделей ракет.
По определению Международной подкомиссии при ФАИ — руководящего и контролирующего органа ракетомоделистов — действующей любительской ракетой можно назвать модель, которая движется в воздухе под действием силы тяги, а не аэродинамических сил.
Модели ракет, так же как и их прототипы, отличаются друг от друга по длине, калибру (наибольшему диаметру), удлинению (отношению длины к диаметру), числу двигательных установок (одноступенчатые или многоступенчатые) и назначению.
По назначению все известные типы моделей ракет можно условно разделить на 4 основные группы: наглядные пособия, модели-игрушки, экспериментальные (с двигателем и без двигателя) и спортивные модели.
По определению ФАИ, спортивной моделью ракеты считается изготовленная из неметаллических материалов модель, которая поднимается в воздух за счет тяги, создаваемой модельным ракетным двигателем, без использования аэродинамических подъемных сил. Причем спортивная ракета должна обязательно иметь устройство для ее безопасного возвращения на землю.
К модельному ракетному двигателю (МРД) требования особые: на спортивных моделях разрешается использовать только двигатели промышленного производства, работающие на твердом топливе.
Спортивные модели ракет разделены на 7 категорий:
S-1—высотные,
S-2—транспортные,
S-3— парашютирующие,
S-4— ракетно-планерные,
S-5— масштабные высотные (модели-копии на высоту полета),
S-6—модели с триммером (тормозной лентой),
S-7— масштабные модели (модели-копии на реализм полета).
Высотные модели ракет (S-1) в зависимости от взлетной массы (до 500 г) и мощности двигателей — полного импульса (до 80 Н с) подразделяются на 4 класса, обозначенных буквами S-1-A, S-1-B и т. д. В моделях этих классов разрешается использовать любое число двигателей, в любой комбинации, но при условии, что их суммарная мощность не будет превышать допустимую мощность двигателей моделей данного класса. На соревнованиях взлетающая модель ракеты не должна исчезать из поля зрения судей-наблюдателей, поэтому моделисты стараются раскрашивать свои модели поярче. Очки начисляются в зависимости от высоты, на которую поднялась модель.
Транспортные модели ракет (S-2) в отличие от высотных несут стандартный полезный груз, установленный ФАИ. Это сплошной, обычно свинцовый цилиндр массой 28,3 г и диаметром 19,1 ±0,1 мм. Размещается он внутри модели таким образом, чтобы его можно было в любой момент извлечь оттуда. Транспортные модели ракет разделены на 3 класса: одиночный (S-2-A), двойной (S-2-B) и открытый (S-2-C). В нашей стране ракетомоделисты соревнуются только в одиночном классе. Модели этого класса отличаются друг от друга по полетной массе, максимальному импульсу двигателя (двигателей) и полезной нагрузке (масса груза — цилиндра). Модели одиночного класса поднимают один цилиндрик (общая масса модели—90 г, импульс—90—100 Н-с), двойного — 2 (180 г, до 40 Н • с) и открытого — 3 (500 г, до 80 Н • с).
Модели парашютирующих ракет (S-3) и ракет с тормозной лентой (S-6) соревнуются на продолжительность полета.
Модели категорий S-3 опускаются на парашюте, а категорий S-6— на тормозной ленте. Время полета ограничено: моделей с парашютом — от 240 до 600 с, с лентой — от 120 до 300 с. Обе категории разбиты на классы, по 4 в каждой. Классы моделей обеих этих категорий отличаются друг от друга массой и импульсом движения. Если в соревнованиях ракетомоделей категории S-6 могут участвовать одноступенчатые модели ракет с одним двигателем и с одной тормозной лентой, сделанной из ткани, тонкой бумаги или пленки, то моделям категории S-3 разрешается иметь несколько парашютов (двигатель тоже один). Время полета секундомеры начинают отсчитывать по первому движению модели на пусковой установке, а кончают — в момент приземления. Отсчет времени заканчивается и в том случае, если модель вышла из поля зрения судей-хронометристов более чем на 10 с. Окончательный результат спортсмена подсчитывается по сумме трех полетов.
Ракетно-планерные модели (категория S-4). Такие ракеты еще называют ракетопланами, это крылатые ракеты. В воздух они поднимаются, как и все модели ракет, за счет силы тяги ракетного двигателя, без использования аэродинамических сил, а потом, когда двигатель отключается, планируют с высоты и плавно приземляются. Основная задача моделей этой категории — продержаться в полете заданное (контрольное) время, можно чуть больше, но не меньше. От того, насколько удачно спроектированы крылья ракетоплана, зависят аэродинамические качества модели, а значит и время полета. В категории S-4 модели делятся на 5 классов: S-4-A—«Воробей», S-4-B—«Стриж», S-4-C—«Ястреб», S-4-D — «Орел», S-4-E —«Кондор». Эти модели отличаются друг от друга по максимальным массе и времени полета, а также мощности двигателя или двигателей.
Высший класс спортивного мастерства — это конструирование и постройка масштабных моделей-копий. В качестве прототипов для постройки моделей ракетомоделисты чаще всего берут зондирующие, геофизические и метеорологические ракеты, ракеты-носители искусственных спутников и космических кораблей. Самые искусные мастера конструируют даже целые ракетные системы со стартовым столом, транспортером и вспомогательным оборудованием. Масштабные модели-копии соревнуются на высоту полета и реализм полета (категории S-5 и S-7).
3.2 Общее устройство модели ракеты.
Любая летающая модель ракеты имеет следующие основные части:
корпус,
стабилизаторы,
парашютирующую систему,
направляющие кольца,
головной обтекатель
двигатель.
Корпус служит для размещения двигателя и парашютирующей системы. К нему крепятся стабилизаторы и направляющие кольца. Для придания модели хорошей аэродинамической формы верхняя часть корпуса оканчивается головным обтекателем. Стабилизаторы нужны для устойчивости модели в полете, а парашютирующая система— для замедления свободного падения. С помощью направляющих колец модель крепят на штангу перед взлетом. Двигатель создает необходимую тягу для полета.
4. Практическая работа.
4.1. Изготовление модели ракеты спортивного класса S6A.
4.1.1. Чертеж модели ракеты класса S6A.
1 – головной обтекатель, 2 – соединительная втулка (юбка), 3 – нить крепления тормозной ленты, 4 – резинка амортизатор, 5 - тормозная лента (стример), 6 – корпус, 7 – хвостовой отсек, 8 – контейнер МРД, 9 – стабилизатор, 10 – двигатель.
4.1.2. Этапы изготовления модели ракеты класса S6A.
Технология изготовления модели ракеты спортивного класса S6A следующая.
Корпус (рис. 1) склеивают в один слой из чертежной бумаги толщиной 0,13 мм на оправке диаметром 39,7 мм. Волокна бумаги необходимо располагать вдоль оправки. В этом случае бумага скручивается без изломов. Заготовку из бумаги немного увлажняют, оборачивают вокруг оправки и смазывают клеем ПВА шов шириной 5 – 6 мм. После высыхания полученный корпус обрабатывают мелкой наждачной бумагой и покрывают лаком.
Рис. 1
Хвостовой отсек (рис. 2) склеивают на конической оправке из той же бумаги.
Рис. 2
Контейнер МРД (рис. 3) делают из бумаги на цилиндрической оправке диаметром 10,3 мм.
Соединяют корпус, хвостовой отсек и контейнер между собой внахлест. Ширина пояса склейки – 2 мм.
Стабилизаторы (рис. 3) делают из картона или из бальзы. Выбрав форму стабилизатора (рис. 7), изготавливают шаблон, который переносят на бальзовую пластину толщиной 2 мм и вырезаются с помощью канцелярского ножа. Вырезанные заготовки, шлифуются и покрываются лаком. Готовые стабилизаторы приклеивают к контейнеру МРД клеем ПВА. К одному из стабилизаторов прикрепляют хлопчатобумажную нить системы спасения (стример).
Рис. 3
Головной обтекатель (рис. 4) – конус длиной 105 мм, тоже делают из бумаги. Из нее же изготавливают соединительную втулку. Между собой детали скрепляются при помощи шпангоута. Изнутри к «юбке» втулки приклеивают второй конец нити подвески, в середине которой закрепляют отрезок резинки (амортизатор) длиной 150 мм.
Рис. 4
Тормозная лента (стример) – изготавливают из лавсановой пленки. Ширина ленты от 100 до 130 мм, длина – от 1100 до 1500 мм. Фал (рис. 5) приклеивают лентой «скотч». По краям ленты для усиления подклеить еще узкие полоски. Для увеличения времени полета модели необходимо повысить сопротивляемость тормозной ленты. Для этого ленту – стример предварительно изгибают различными способами (рис. 6). Подвеска тормозной ленты к фалу модели должна быть осевой – типа «вымпел» (рис. 5). Готовую тормозную ленту протирают тальком.
Рис. 5
Рис. 6
Перед тем как вложить тормозную ленту в ракету необходимо изготовить пыж. Для этого из трубы диаметром 39,7 мм изготовить резец. Закрепить его в токарном станке и на больших оборотах высверлить отверстие в куске пенопласта толщиной 3 см. Выдавить из трубы полученный кругляк и довести его до нужного диаметра катанием. Готовый пыж вставить в корпус ракеты.
Рис. 7 Виды хвостового оперения: 1 – вид сверху, 2 – вид сбоку.
Запуск модели ракеты класса S6A.
С целью отбора участника команды ВГСЮТ для участия в областных соревнованиях по ракетомоделизму проводятся соревнования среди обучающих в ракетомодельном объединении (Приложение 1).
Соревнования моделей ракет спортивного класса S6A должны содержать в себе все основные элементы соревнований по ракетомодельному спорту.
Каждому участнику предоставляется три попытки, в зачет идет лучший результат, показанный в одной из них.
Стартует модель ракеты класса S6A на двигателе МРД 5 (рис. 8).
Рис. 8 Устройство модельного ракетного двигателя:
1. Сопло; 2. Оболочка; 3. Топливо; 4. Замедлитель;
5. Вышибной заряд; 6. Пыж
Модели ракет, как правило, стартуют с пусковой установки, набирая на ее направляющих скорость, необходимую для самостоятельного устойчивого полета.
Стартовое оборудование состоит из пускового устройства, пульта управления запуском, проводников для подачи электропитания и воспламенителя.
Пусковое устройство должно ограничивать движение модели по вертикали до тех пор, пока не будет достигнута скорость, надежно обеспечивающая безопасный полет по намеченной траектории. Применять механические приспособления, встроенные в пусковую установку и помогающие при запуске, запрещается Правилами соревнований по ракетомодельному спорту.
Пусковое устройство для моделей ракет:1 – направляющий штырь, 2 – модель ракеты, 3 – стартовая плита,
4 – отражатель, 5 – электрозапал.
Первым условием проведения различных испытаний моделей ракет является выполнение требований техники безопасности, поскольку нет ракет абсолютно безопасных.
Автор: педагог дополнительного образования
Мерзликин Евгений Петрович
По материалам сайта http://www.uovaluiki.narod.ru/
www.untehdon.ru
1) ничего не делать «на глаз».
Корпус двигателя делается из 10-ти слоев высококачественной офисной бумаги. Для этого из стандартного листа А4
отрезаются по длине две полоски шириной 69 мм. Далее берется оправка – ровный гладкий и прочный,
лучше металлический, стержень (или трубка) длиной более 80 мм и диаметром 15 мм.
Чтобы корпус не прилипал к оправке, можно отрезать кусок широкого скотча по длине оправки и накатать
его на оправку в поперечном направлении.
Затем на оправку наматываются последовательно
полоски бумаги, которые в процессе намотки обильно, без пропусков, промазываются силикатным клеем.
Прилегающую к оправке сторону первого витка промазывать клеем, конечно, не надо.
Наматывать, точнее, накатывать бумагу надо на твердой ровной поверхности, так, чтобы витки ложились
друг на друга практически без сдвига и очень плотно, без пузырей.
Подложите газетный лист, чтобы не только сохранить в чистоте
поверхность, но и убрать излишки клея, выделяющиеся в процессе накатки.
Чтобы не было сдвига витков, я рекомендую сначала накатать полоску «всухую»,
так чтобы она правильно пошла, затем сделать аккуратный «откат» до первого витка,
не отрывая оправку от стола, затем опять начать накатку уже с промазкой клеем. Обязательно надо
промазать начальный край полоски так, чтобы он четко приклеился на первом витке. Нужен, конечно, некоторый
опыт, чтобы эта операция удалась. Однако некондиционные корпуса не выбрасывайте. Они пригодятся для
подгонки диаметра сопла, заглушки, для изготовления разных кондукторов и стопорных колец.
После того как полосы проклеены, можно прокатать корпус на оправке с помощью ровной досочки, чтобы
уплотнить витки. Делать это надо только в направлении намотки.
После этого неплохо прогнать еще сырой корпус через внешнюю оправку – металлический цилиндр с
внутренним диаметром 18 мм. Корпус движка должен достаточно плотно проходить через эту оправку, этого
надо добиться обязательно, поскольку в дальнейшем придется проводить набивку корпуса топливом, что без
плотно сидящей внешней оправки делать нельзя. Если такую трубку найти не удастся, надо будет изготовить
внешнюю оправку намоткой не менее 15-ти слоев офисной бумаги на уже готовый корпус двигателя, так – же
на силикатном клею.
Слегка подсушив корпус, надо снять его с оправки предварительно провернув против намотки.
Дальше, пока корпус полностью не высох надо вставить с одной стороны готовое сопло. Для этого конечно необходимо,
чтобы сопло уже было подготовлено.
Итак, изготавливаем сопло. Рекомендую сделать сразу два сопла, далее будет понятно почему. Обычно
несложно найти деревянный стержень диаметром 16-18 мм, лучше из твердого дерева вроде бука или граба.
Аккуратно торцуем его, т.е. делаем ровный перпендикулярный оси спил на одном конце. Для этого
надо отрезать ровную полосу ватмана, шириной ~100мм и плотно намотать на стержень точно виток над витком.
По краю этой намотки постепенно поворачвая стержень и удерживая ватман на месте делаем круговой пропил.
Слегка зачистив шкуркой место спила получаем четкий торец.
Здесь мы подошли вплотную ко второму правилу, непосредственно вытекающему из первого:
Затем зажав в патрон дрели, обтачиваю до нужного диаметра (15 мм) напильником и шкуркой.
Если есть отклонения от перпендикулярного направления относительно оси торцевых поверхностей,
это тоже можно поправить при обточке.
Дрель для этого надо, конечно, как-то закрепить на столе, такие приспособления тоже есть в продаже.
После такой операции отверстие сопла находится точно по центру.
На боковой поверхности сопла, так же на дрели, по центру
делаем проточку квадратным или круглым надфилем глубиной 1,0-1,5мм. Подгонку диаметра лучше всего делать,
имея заготовку корпуса двигателя, можно некондиционную, которые у вас появятся в процессе
производства. Наконец сопло готово. Оно не отличается жаропрочностью и в процессе работы движка прогорает до
диаметра 6 - 6,5 мм. Некоторые называют такие движки даже бессопловыми. Я бы не совсем с этим согласился,
поскольку это простейшее сопло все-таки обеспечивает четко направленный стартовый вектор тяги. Кроме того,
такое сопло «автоматом» регулирует давление в движке, позволяя простить некоторые ошибки начинающих
ракетомоделистов.
Теперь надо изготовить заглушку. Это то же сопло, но без центрального отверстия.
Тут можно придумать разные технологии изготовления.
Проще всего использовать в качестве заглушки еще одно сопло, только под него при сборке придется подложить,
например, советскую копейку, ее диаметр как раз 15 мм, или залить отверстие эпоксидкой после установки в корпус.
К тому же оно пригодится для центровки основного сопла.
Первый этап сборки двигателя - установка сопла. Делать это надо пока корпус еще не просох, т.е.
практически сразу после намотки.
Сопло устанавливается в корпус с одного торца на силикатном клею заподлицо
с краем корпуса.
Вот мы и подошли к третьему правилу:
Гарантий, что канал сопла направлен строго по оси нет, поэтому делаем простейший кондуктор.
Для этого с противоположной стороны корпуса двигателя вставляем еще одно сопло(которое мы приготовили для заглушки),
без клея естественно, и соединяем
оба сопла металлическим стержнем диаметром 4,0мм. Соосность обеспечена.
Давление при работе в таком несложном движке
может достигать 10 атмосфер, поэтому надеяться, что клей удержит сопло, мы не будем, а сделаем так
называемую «перетяжку». Для этого делаем круговую линию на корпусе, отступив 6мм от края движка со стороны сопла,
отметив, таким образом, положение боковой проточки сопла.
Далее берем прочную капроновую веревку толщиной 3-4 мм,
привязываем ее к чему-то прочно-неподвижному, я, например, к гире 20 кг которую еще удерживаю ногой.
Делаем один оборот веревки по отмеченной линии и, удерживая движок перпендикулярно веревке, сильно натягиваем.
Чтобы не порезать руку можно привязать к концу веревки какую-нибудь палку.
Операцию повторяем несколько раз, провернув движок относительно оси,
пока не образуется четкая канавка-перетяжка. Промазываем ее клеем и наматываем 10 витков х/б
нитки №10. Нитку сверху промазываем еще раз клеем. Для завязки нитки очень удобно использовать рыбацкий
узел. Теперь можно считать сопло полностью установленным, надо только хорошенько просушить корпус двигателя
не менее суток.
Сначала разбираем систему центровки сопла и помещаем корпус движка во внешнюю оправку, о которой я уже упоминал. Это
обязательно, поскольку при набивке возникают усилия, которые могут повредить корпус. Напомню, корпус
должен входить во внешнюю оправку свободно, но плотно, без люфтов. Сначала при помощи подходящего стержня
или хвостовика сверла плотно запрессовываем топливом канал сопла. Только аккуратно без фанатизма -
сопло может расколоться. Затем помещаем движок в оправке на
ровную прочную поверхность. Засыпав небольшую порцию топлива, при помощи подходящего по диаметру (~14,5мм)
прочного стержня с плоским торцом и молотка прессуем эту порцию. Здесь важно, чтобы порции топлива
были все время одинаковыми – приблизительно объем маленькой ложечки от мороженного Баскин-Роббинс "с горкой", чтобы
удары молотком шли по нарастающей от слабого к довольно сильному, и количество их было одинаковым.
Движок при этом надо удерживать на столе вертикально без перекосов, дабы не повредить его. Продолжаем эту
нудную, но ответственную операцию до тех пор, пока до верхнего края движка останется незаполненным 12 мм
по высоте. Высота топливного заряда будет составлять 45 мм. Аккуратно почистив стенки свободного объема,
берем заглушку, смазываем силикатным клеем и вставляем ее в верхнюю часть. Не вынимая корпус из внешней
оправки, подпрессовываем молотком заглушку пока она плотно не сядет на топливо. Теперь достаем движок из
оправки и делаем перетяжку на корпусе, фиксирующую заглушку, по схеме, описанной для сопла. Единственное,
что надо будет предварительно сделать, это, поскольку корпус уже приобрел приличную прочность, сначала
продавить его по линии отметки перетяжки каким-нибудь металлическим предметом имеющим тонкую, но не острую
кромку. Можно воспользоваться стальной проволокой 2мм (спица от велосипеда). Обязательна обмотка
нитками на клею в месте перетяжки.
Теперь приступаем к организации канала, увеличивающего площадь горения топлива. Для этого через
сопло, сверлом того же диаметра высверливаем в топливе канал длиной 35мм. Для соблюдения соосности канала
используем кондуктор из некондиционного корпуса, внешней оправки и еще одного сопла. Я думаю, несложно
сообразить, как его организовать. Все теперь движок практически готов. Надо только дождаться когда
просохнет клей на заглушке. После просушки надо завернуть движок в целлофан, чтобы не отсырело топливо.
Неплохо на движке записать его основные параметры. Эта привычка может пригодиться в дальнейшем.
Конструкция, которую я предлагаю, очень проста. Корпус фюзеляжа делается так же как и у движка, только для этого берется
один кусок офисной бумаги шириной 110мм и наматывается на оправку диаметром 18мм. Надо проконтролировать,
чтобы движок с трением, но свободно вставлялся в корпус ракеты. Можно сделать корпус ракеты немного больше
диаметром, а движок подогнать намоткой колец бумаги по краям движка.
Стабилизаторы делаются склейкой
двух заготовок, см. Рис.3, из тонкого картона, типа визиточного. Всего надо сделать три штуки. В месте крепления к
корпусу на заготовках делается отгиб 4мм в разные стороны, что после склейки половинок создает удобную поверхность
для приклеивания к фюзеляжу. Размер и форма стабилизаторов дело весьма произвольное, естественно в определенных
рамках. Так что лучше для начала не экспериментировать, а сделать по приведенной схеме. Клеятся стабилизаторы
на корпус быстросохнущим клеем типа "Супермомент", по предварительно сделанной четкой разметке.
Определить положение стабилизаторов
совсем несложно, для этого не нужно даже вспоминать школьные формулы. Первая отметка, т.е. положение первого стабилизатора
- клеевой шов на фюзеляже. Далее берем тонкую металлическую линейку, упираем ее нулевой отметкой в клеевой шов и прокатываем на столе
на один оборот. Положение клеевого шва после оборота покажет нам периметр фюзеляжа. Поделив его на 3, получаем
положение двух других стабилизаторов относительно первого.
Путем такой же накатки линейкой делаем отметки на фюзеляже.
Теперь надо вклеить стопорное кольцо, для фиксации двигателя. От некондиционного
корпуса движка отрезаем кольцо шириной 12мм, или делаем его специально по двигательной технологии.
Вставляем с хвостовой части ракеты двигатель до совмещения нижних торцов корпуса ракеты и двигателя,
а с носовой части вставляем стопорное кольцо, промазав его клеем. Проталкиваем кольцо внутрь, пока оно
не упрется в движок. Выталкиваем движок, а кольцо оставляем клеиться.
Собственно ракета готова. Пусть постоит посохнет, а мы займемся стартовой установкой.
