Как я делаю ракетные двигатели. Ракетное моделирование – хобби или призвание? Изготовление моделей ракет своими руками

Цель соревнований на высоту полета - достижение максимально возможной высоты, установленной наблюдениями и измерениями. Данные высоты определяются специальными приборами (альтиметрами). Модели ракет на высоту полета подразделяются на классы в зависимости от максимально допустимой стартовой массы и максимально допустимого суммарного импульса двигателя (-ей). Разрешается использовать любое число двигателей, при любой их комбинации, при условии, что их суммарный импульс не превысит допустимого значения для данного класса.

Цель соревнований - подъем стандартного груза (-ов) на максимально возможную высоту, установленную наблюдениями и измерениями. Стандартный полезный груз для моделей ракет представляет собой цилиндр диаметром 19,1±0,1мм из свинца или его сплава, с содержанием свинца не менее 60%, массой не менее 28 грамм. В нем не должно быть отверстий и к нему не допускается крепление каких либо деталей. Стандартные грузы должны полностью находиться внутри корпуса модели, легко выниматься из нее и не отделяться в полете. Модели ракет этой категории должны снабжаться системами спасения достаточных размеров для безопасного возвращения на землю. Данные высоты определяются в соответствии специальными приборами (альтиметрами). Модели категории S2 подразделяются на классы в зависимости от максимальной стартовой массы, числа стандартных грузов, которые поднимает модель и максимального допустимого суммарного импульса двигателя(-ей).

Модели ракет на продолжительность полета с парашютом подразделяются на классы в зависимости от суммарного импульса двигателя. В процессе полета ни одна деталь, кроме чехла и пыжа, не должна отделяться от модели. Модели ракет на продолжительность полета с парашютом должны быть только одноступенчатыми, с одним двигателем, одним или несколькими парашютами. Во время хронометрируемого полета парашют (-ты) должен иметь не менее трех строп. Участник может менять парашюты в любое время соревнований. Для моделей ракет с парашютом существуют классы и соответствующие им ограничения максимального времени полета.

Целью соревнований является выяснение того какая из моделей достигнет наибольшей продолжительности полета, с использованием вертикального или почти вертикального свободного баллистического полета под действием силы тяги ракетного двигателя в конусе с углом 60°, ориентированного вертикально на стартовой установке, и устойчивого аэродинамического планирования на спуске. Отсчет времени для каждой модели ведется с момента первого движения на стартовой установке до момента, когда планирующая часть модели коснется земли. Модели планеров с ускорителями подразделяются на классы с соответствующим ограничением времени полета

Данный вид соревнований включает соревнования на высоту полета и соревнования моделей-копий. Цель соревнований - достижение наибольшей высоты полета моделью-копией. Все модели, участвующие в соревнованиях, должны соответствовать требованиям, изложенным в Правилах соревнований по моделям-копиям, за исключением того, что спортсмену дается право совершить три полета. Модели оцениваются по тем же правилам и получают такое же максимальное количество очков за стендовую оценку. Данные высоты определяются специальными приборами (альтиметрами). Общее количество очков, полученных каждым спортсменом, складывается из очков, полученных за стендовую оценку и высоту полета, показанную в лучшем из полетов (1 очко = 1 метр). Если участник получит нулевую оценку за высоту полета из-за потери слежения (ПС) или нет схождения расчетов (НС), ему сохраняется стендовая оценка. Если модель не имеет зачетного полета после трех попыток, общий результат будет – 0. Спортсмен, набравший наибольшее количество очков, в результате сложения стендовой оценки и лучшего из полетов, объявляется победителем. В случае равенства, предпочтение отдается спортсмену, получившему более высокую стендовую оценку. Судейская коллегия не должна допускать к участию в соревнованиях модели, которые по ее мнению, недостаточно точно соответствуют прототипу или качество изготовления которых не соответствует Правилам соревнований моделей-копий. Целью данного правила является исключение из соревнований моделей-копий на высоту полета, у которых качество соответствия прототипу значительно отодвинуто на второй план в пользу достижения максимальной высоты полета. Модели-копии ракет на высоту полета подразделяются на следующие классы

Модели ракет на продолжительность полета с лентой подразделяются на классы в зависимости от суммарного импульса двигателя. Модели ракет на продолжительность полета с лентой должны быть только одноступенчатыми, с одним двигателем и одной лентой для обеспечения спуска на землю. Лента должна быть изготовлена из однородного, неперфорированного, прямоугольного куска гибкого материала (ткань, бумага, пластиковая пленка и т.п.) с отношением длины к ширине минимум 10:1. На узком конце ленты может быть жесткое усиление максимальным сечением 2х2мм с нитяной петлей, прикрепляемой на концах усиливающей планки. В случае использования гибкого усиления, его длина должна быть не более 15мм, с нитяной петлей выходящей с краев усиления. К нитяной петле крепится единственная стропа, закрепляемая в любом месте модели. Лента должна полностью развернуться в полете. Участник имеет право иметь любое число лент и менять их в любое время соревнований. Для моделей ракет с лентой существуют классы и соответствующие им ограничения максимального времени полета.

Соревнования моделей-копий ракет данной категории проводятся в одном классе и только для летающих моделей, являющихся копиями существующих или существовавших управляемых снарядов, ракет и ракет-носителей космических аппаратов - прототипов. Если прототип является многоступенчатым, то модель-копия может быть спроектирована так, что верхние ступени могут быть не действующими. Однако верхняя ступень многоступенчатого прототипа не допускается к соревнованиям без действующих нижних ступеней, если в судейскую коллегию не будет представлена информация, подтверждающая, что верхняя ступень совершала полеты как самостоятельный прототип. Участник соревнований должен смоделировать один конкретный образец прототипа, за исключением случая, когда прототип производится в таком большом количестве, что невозможно выделить какой-либо конкретный образец. Тем не менее, спортсмен должен предпринять все усилия, чтобы скопировать конкретный образец. Максимальная стартовая масса ограничена 1500 граммами. Максимальный суммарный импульс 160,00 Н с. Максимальный импульс одного двигателя не должен превышать 80 Н с. Каждая модель должна совершить зачетный полет, для чего каждому спортсмену предоставляется право на два запуска, если позволят время и погодные условия. В зачет участнику идет оценка лучшего полета. В случае равенства очков предпочтение отдается модели, имеющей более высокую стендовую оценку. Если модель потерпит аварию в процессе полета или после него, которая, по мнению судей, не является следствием неправильной конструкции, изготовления или предстартовой подготовки, и не смогла совершить зачетный полет, то спортсмену присуждаются очки за стендовую оценку, даже если в одном из полетов была получена нулевая оценка

Соревнования на продолжительность полета ракетных планеров включает серию соревнований открытых для любых одноступенчатых жестко крылых, радиоуправляемых космических моделей, которые возвращаются на землю в стабильном планирующем полете, поддерживаемом аэродинамическими несущими поверхностями, которые поддерживают против гравитации. Модель должна использовать вертикальный или почти вертикальный баллистический взлет и возвращение в стабильном аэродинамическом планировании, без отделения или отбрасывания корпуса двигателя. Целью данных соревнований, является достижение максимальной продолжительности полета с приземлением в от маркированную зону размером 20х20 м. Отсчет времени ведется от момента первого движения модели на пусковом устройстве до момента касания земли. Дисквалифицируются все модели, которые при любых обстоятельствах или любым образом разделяются на две или более частей или отбрасывают корпус двигателя. Дисквалифицируются все модели, которые под действием силы тяги ракетного двигателя используют аэродинамические подъемные силы таким образом, что, поднимаясь, они набирают высоту не достаточно вертикально, за пределами конуса с углом 60° градусов, расположенного вертикально с вершиной на пусковом устройстве. Дисквалифицируются все модели, использующие для спуска систему (системы) возвращения с парашютом и/или лентой. Дисквалифицируются модели, которые на участке полета под действием силы тяги ракетного двигателя вращаются или совершают петли вокруг поперечной или боковой осей. Все модели, квалифицируемые как модель с мягким крылом к соревнованиям не допускаются.

Соревнования на продолжительность полета с авторотирующим спуском включают серию соревнований для одноступенчатых моделей ракет, которые используют принцип авторотации несущего винта, как единственный способ возвращения на землю. Целью данных соревнований является достижение максимальной продолжительности полета с авторотирующей системой возвращения на землю. Каждая модель должна уменьшать скорость снижения, используя авторотирующую систему возвращения. Авторотация должна происходить вокруг продольной оси несущего винта и являться результатом соответствующего раскрытия и работы несущего винта. Мягкие материалы могут быть использованы только для покрытия жестких деталей каркаса несущего винта. Система возвращения не должна быть сконструирована полностью, или в части, из мягких материалов и такелажа (например, парашют с жесткими стрингерами или несущие винты из мягкого материала с жесткими стрингерами). Модели, использующие систему возвращения, которая сконструирована для действия (или которая фактически действует) способом подобным парашюту, оснащенная перевернутой чашей или подобной техникой специально, исключаются из соревнований. Модель не должна разделяться на две или более отдельных частей, и дисквалифицируется если это произойдет. Модели ракет этой категории подразделяются на классы.

Соревнования на продолжительность полета с мягким крылом (Рогалло) включают в себя серию соревнований для одноступенчатых моделей ракет, которые возвращаются на землю в стабильном планирующем полете и поддерживаются против действия силы веса мягкими аэродинамическими поверхностями. Модели должны использовать вертикальный баллистический взлет и достигать стабильного аэродинамического планирования при возвращении на землю без отделения частей или отбрасывания корпуса двигателя (-ей). Аэродинамические поверхности, создающие подъемную силу, должны быть сделаны из мягких материалов, таких как ткань, бумага или пластиковая пленка. Нервюры, лонжероны, стрингеры и другие подобные части модели могут быть из любого материала. Не допускаются к соревнованиям все модели, поддерживаемые на спуске иными средствами, чем мягкие аэродинамические поверхности, или, которые, поднимаясь под действием силы тяги ракетного двигателя, набирают высоту не по вертикали. Модели этой категории могут управляться по радио для выдерживания траектории спуска на землю вблизи места запуска, при соблюдении Правил. Модели этой категории подразделяются на классы.

Соревнования ракетопланов или космических кораблей являются одним классом которые ограничен моделями, являющимися моделями-копиями, повторяющими прототип, ракетопланов или будущих (фантастических) космических кораблей (КК) прошлого или настоящего. Целью должна быть постройка модели ракетоплана / космического корабля и ее хороший полет с радиоуправлением. Участник должен воспроизвести подлинный ракетоплан или звездный корабль (фантастический или нет). Однако, участник должен стараться воспроизвести модель оригинального объекта. Существует два возможных подкласса для выбора: самолет с ракетным двигателем S11P (Р); космический корабль (фантастический или нет) S11P (КК) Если модель является моделью-копией многоступенчатого носителя, она может быть сконструирована так, что одна или более верхние ступени будут не действующими макетами. Однако, верхняя ступень многоступенчатого носителя не может быть допущена к полету без действующих нижних ступеней, если специальные данные не представлены судьям, чтобы доказать, что верхняя ступень конфигурации была разработана, чтобы быть или летать отдельно, сама по себе, и как непосредственно носитель. Фантастические космические корабли могут иметь несколько ступеней. Последняя ступень должна быть радиоуправляемой.

Триатлон моделей ракет на продолжительности полета включает в себя серию событий открытых для любых одноступенчатых моделей ракет, которые используют последовательно разные системы возвращения: а) авторотацию; б) ленту; в) парашют. Оно объединяет соревнования в спуске на одной и той же модели на авторотации, ленте и парашюте, со сменой системы возвращения в последовательных турах соответственно. Целью этого соревнования является достижение наибольшей продолжительности полета, используя разные системы возвращения с одной и той же моделью: а) авторотация; б) лента; в) парашют. Требования к модели должны быть такие же как и к моделям для возвращения на авторотации, для возвращения на ленте и для возвращения на парашюте. Отсчет времени и определение мест производится в соответствии с правилами к моделям для возвращения на авторотации, для возвращения на ленте и для возвращения на парашюте.

Цель. Дать учащимся понятие о реактивном движении, ознакомить с устройством и назначением ракет, изготовить модели ракет.

Методические рекомендации. На изучение этой темы рекомендуется отвести 14 ч - 7 занятий. Одно из них следует посвятить теме "СССР - родина космонавтики". При этом желательно использовать плакаты, рисунки, репродукции на космическую тему. Большую помощь в проведении данного занятия могут оказать, например, такие книги: Леонов Л., Соколов А. Ждите нас, звезды. М., Молодая гвардия, 1967; Лебедев Л., Лукьянов Б., Романов А. Сыны голубой планеты. М., Политиздат, 1971; Колл. Салют на орбите. М., Прогресс, 1977; Шаталов В., Ребров М. Космос: рабочая площадка. М., Детская литература, 1978; Орбиты сотрудничества/Под ред. Б. Петрова и В. Верещетина. М., Машиностроение, 1983.

Теоретический материал об основах полета и простейшую методику расчета моделей ракет следует изложить в доступной форме.

В процессе практической работы каждый кружковец должен построить модель одноступенчатой ракеты под стандартный двигатель. Руководитель предлагает учащимся чертеж простой, уже летавшей модели. Некоторые кружковцы захотят изготовить такую же, другие внесут изменения. Можно посоветовать сделать эскиз будущей модели. Подготовленным кружковцам, затрачивающим на постройку этой модели меньше отведенного времени, можно предложить выполнить модель двухступенчатой ракеты. А модель-копию первой жидкостной ракеты "09" рекомендуем изготовить в пионерском лагере.

Так как модели ракет снабжены ракетными двигателями, руководитель должен обратить особое внимание кружковцев на соблюдение правил безопасности при работе с ними. Категорически запрещается изготовлять самодельные двигатели.

Ракета - это летательный аппарат тяжелее воздуха, полет которого основан на реактивном принципе.

Первые ракеты появились в Китае вскоре после изобретения пороха. Они служили для фейерверков. Много позднее ракету стали применять и в военных целях. Это были обыкновенные стрелы с прикрепленными к ним бумажными гильзами, заполненными дымным порохом. Стрелу запускали из лука, а порох поджигали шнуром. Сноп пламени, вылетавший из ракеты, пугал противника, а реактивная сила увеличивала дальность полета стрелы.

Появление в Европе первой ракеты "летающий огонь" относится к 1250 г. Научного объяснения причин полета ракет в то время не было. Только после того, как в 1687 г. Ньютоном был сформулирован третий закон механики, стал понятен принцип реактивного движения.

Первое упоминание о русских боевых ракетах относится к 1607-1621 гг. В 1680 г. было основано первое "ракетное заведение", занимавшееся производством ракет. Созданная им сигнальная ракета находилась на вооружении русской армии более 150 лет.

Большой вклад в развитие отечественной ракетной техники внес русский ученый-артиллерист генерал А. Д. Засядько (1779-1837). Благодаря его трудам были созданы и приняты на вооружение ракеты с дальностью полета до 3 км.

Русский ученый в области артиллерии, ракетной техники, приборостроения генерал К. И. Константинов (1817-1871) разработал основы баллистики ракет и внес много усовершенствований в конструкцию и технологию изготовления пороховых ракет.

Несмотря на успехи в области применения боевых ракет, в середине XIX в. ракета теряет свое значение. После изобретения нарезного оружия артиллерия стала обладать большей кучностью стрельбы.

В XIX в. авторы ряда проектов предлагали использовать ракету в качестве двигателя летательного аппарата. Наиболее близко подошел к идее использования ракетного двигателя для космического полета молодой революционер-народник, изобретатель Н. И. Кибальчич (1853-1881). Находясь в заключении за участие в покушении на царя, он в 1881 г. разработал "Проект воздухоплавательного прибора". Это был аппарат, работающий по принципу ракеты.

Впервые идея полета ракет в космос получила научное обоснование в классических трудах К. Э. Циолковского (1857-1935). Один из них - "Исследование мировых пространств реактивными приборами". В нем впервые в мире были высказаны многие идеи, которые до сих пор использует космонавтика.

В годы Советской власти большая работа в области ракетной техники велась под руководством советского ученого и изобретателя Ф. А. Цандера (1887-1933). В 1931 г. при Центральном совете Осоавиахима была организована группа изучения реактивного движения - ГИРД. В ее создании участвовал и С. П. Королев (1906-1966), ставший крупнейшим конструктором ракетно-космических систем. 17 августа 1933 г. совершила полет первая советская жидкостная ракета "09" конструкции Героя Социалистического Труда профессора М. К. Тихонравова (1900-1974). Двигатель ракеты работал на жидком кислороде и желеобразном бензине, развивая силу тяги в 0,5 кН.

В послевоенные годы в СССР были освоены различные ракеты и проведены обширные исследования космического пространства. А 4 октября 1957 г. запуском первого искусственного спутника Земли был начат штурм космоса.

12 апреля 1961 г. впервые в истории человечества гражданин СССР Юрий Алексеевич Гагарин проник в космическое пространство. Космический корабль "Восток" был выведен на орбиту мощной ракетой-носителем.

В последние два десятилетия освоение космоса получило широкий размах. Советскими конструкторами созданы для этой цели новые мощные ракеты.

Ракеты различают по следующим признакам: по наличию несущих плоскостей - крылатые и бескрылые; по способу управления - неуправляемые и управляемые; по принципу свободного полета - аэродинамические, баллистические, космические; по назначению - боевые, сигнальные, метеорологические,. геофизические и др.; по числу ступеней - одно- и многоступенчатые.

Ракета обычно состоит из корпуса, оперения, органов управления, двигателя, топливной системы и оборудования. Подъемная сила ракеты создается силой тяги ракетного двигателя (только у крылатых ракет подъемная сила создается при полете в атмосфере несущими поверхностями - крыльями).

В зависимости от употребляемого топлива различают ракетные двигатели жидкостные (ЖРД), в которых компоненты топлива до поступления в камеру сгорания находятся в жидком состоянии, и на твердом топливе (РДТТ), в которых компоненты топлива до начала химической реакции находятся в твердом состоянии. У ЖРД и РДТТ энергия топлива последовательно преобразуется сначала во внутреннюю, а затем в механическую энергию газообразных продуктов сгорания, вытекающих из сопла двигателя. Принцип работы двигателей ЖРД и РДТТ одинаков.

Рассмотрим, как создается сила тяги ракетного двигателя. Если поместить в закрытый со всех сторон сосуд некоторое количество пороха и поджечь его (рис. 27, а), то при сгорании пороха образуется газ, который стремится расшириться и занять больший объем, чем занимал до воспламенения порох. Если же в стенке сосуда сделать отверстие (рис. 27, б), через него с большой скоростью начнут выходить пороховые газы; сила, действующая на эту стенку, уменьшится, так как ее площадь стала меньше площади противоположной стенки: появится разность сил, которая и представляет собой силу тяги.

Сила тяги ракетного двигателя возникает вследствие выбрасывания из него массы газообразных продуктов сгорания, т. е. является реактивной силой F р. Действие ее можно сравнить с действием силы отдачи при стрельбе из винтовки.

Величина реактивной силы, зависит не только от количества, но и от скорости выбрасываемой массы газов.

В ракетном моделизме используют только двигатели твердого топлива. Самый простой и наиболее доступный - пороховой ракетный двигатель. В СССР разработано 17 типов модельных ракетных двигателей (МРД) с импульсом от 2,5 до 20 Н×с (табл. 2).

Модельные ракетные двигатели предназначены для создания движущей силы и раскрытия системы спасения моделей ракет.

МРД состоит из прочного бумажного корпуса, в который запрессованы сопло, заряд твердого топлива, замедлитель и вышибной заряд (рис. 28). Тяга МРД создается в результате истечения через сопло продуктов сгорания топлива; после загорания замедлителя образуется дымовой след для удобства наблюдения за полетом модели. После сгорания замедлителя воспламеняется вышибной заряд, что приводит к срабатыванию системы спасения модели.

Запуск МРД должен быть дистанционным, с расстояния не менее 10 м от стартового устройства. Для воспламенения МРД лучше всего применять воспламенители из нихромовой проволоки диаметром 0,2-0,3 мм, на которую нанесен пиротехнический состав. При накаливании проволоки электрическим током пиротехнический состав воспламеняется и зажигает заряд твердого топлива двигателя.

По маркировке на корпусе можно узнать о характеристике МРД, например МРД 20-10-4: 20 - суммарный импульс тяги, Н×с; 10 - средняя тяга, Н; 4 - время горения замедлителя, с; МРД 2,5-3-0: 2,5 - суммарный импульс тяги, Н×c; 3 - средняя тяга, Н; 0 - замедлителя нет. Во избежание отстрела двигателя в момент срабатывания вышибного заряда его следует надежно закреплять в модели (для этого можно использовать фиксатор, плотную посадку с клеем "Аго").

Перед установкой МРД в модель необходимо провести визуальный осмотр двигателя. Иногда на наружной части вдоль корпуса видны три небольшие складочки от матрицы при запрессовке топлива - зиги. Если зиги имеют ширину 1-1,5 мм, двигатель для ответственных стартов лучше не применять, так как по зигам может произойти разрыв корпуса. Могут быть и поперечные складки на корпусе, в основном в районе сопла. Такой двигатель тоже лучше отложить для тренировочных запусков. Кроме того, нужно проверить наличие вышибного заряда: сверху острым предметом (тонким пинцетом, иголкой) поднять бумажный пыж и, убедившись в наличии пороха, установить его на прежнее место.

Меры предосторожности при запуске. Для запуска МРД следует применять только воспламенитель, причем, вставляя в канал сопла, его надо закреплять, но ни в коем случае не забивать в сопло. В противном случае взрыв двигателя неизбежен.

Запуск МРД производят только вместе с моделью или на стенде; в случае отказа зажигания подходить к модели (МРД) можно не ранее чем через 1 мин.

Модели ракет запускают только с пускового устройства, оснащенного направляющим штырем (стержнем) или другими направляющими длиной не менее 1 м; допустимое отклонение стержня от вертикали не более 30°. Для предотвращения травм глаз верхний конец стержня должен находиться не ниже 1,5 м от земли.

Площадка для запуска моделей ракет в радиусе 1 м от пускового устройства должна быть очищена от сухой травы и других легковоспламеняющихся материалов.

Одно из условий полета модели ракеты по заданной траектории - ее устойчивость, т. е. способность возвращаться в положение равновесия, нарушенное внешней силой, после прекращения действия последней.

Аэродинамическая устойчивость зависит от взаимного расположения центра тяжести (ЦТ) и центра давления (ЦД). Центр давления - точка приложения всех аэродинамических сил. Если ЦТ расположен позади ЦД, аэродинамические силы создают момент, увеличивающий угол атаки. Такая модель будет неустойчивой в полете. Если ЦТ расположен впереди ЦД, при изменении угла атаки аэродинамические силы создают момент, который возвращает модель ракеты к нулевому углу атаки. Такая модель будет устойчивой. Чем дальше смещен ЦД относительно ЦТ, тем устойчивее ракета.

Отношение расстояния от ЦД до ЦТ к длине ракеты называется запасом устойчивости. Для ракет со стабилизаторами он составляет 5-15%.

Поскольку формулы для определения ЦТ сложны, можно предложить приближенный практический способ его нахождения. Из листового материала (картона, фанеры, целлулоида) вырезают фигуру по контуру модели ракеты и находят ее ЦТ. Это и будет искомый ЦД модели.

В полете по мере выгорания топлива положение ЦТ может меняться, но в любом случае ЦТ должен оставаться впереди ЦД. Если топливо (двигатель) размещается в хвостовой части модели, то при выгорании его ЦТ будет смещаться к носовой части ракеты и ее устойчивость увеличивается. Крайние положения ЦТ определяют балансировкой модели, готовой к старту, и модели после выгорания топлива.

Устойчивость модели можно обеспечить: утяжелением ее носовой части; смещением ЦД к хвостовой части, увеличивая площадь или изменяя расположение стабилизаторов.

Для стабилизаторов используют тонкие симметричные профили. Применение тонкой пластины упрощает изготовление модели, практически не влияя на ее аэродинамические качества.

Корпус модели ракеты представляет собой тело вращения. Рас ширяющийся конус хвостовой части (наилучшая форма) обеспечивает наибольшую устойчивость модели. При выборе длины корпуса удлинение λ следует брать в пределах 10-25: λ = l к /d, где l к - длина корпуса; d - диаметр корпуса.

Наиболее распространенный материал для корпусов моделей ракет - бумага (например, рисовальная, полуватман, ватман). Склеивают бумажные корпуса на оправках столярным или казеиновым клеем. Бумага может быть в 2-3 слоя - в зависимости от ее толщины. Диаметр МРД различен. Если строить; мидель с двигателем диаметром 20 мм, диаметр корпуса должен быть больше этого размера. При λ = 20 длину корпуса получаем равной 400 мм. Это и будет длиной бумажной заготовки для корпуса. А ширину заготовки можно определить по формуле длины окружности С = nd, где d - диаметр оправки. Если корпус делают из двух слоев бумаги, то ширина заготовки будет lo = 2C = 2nd; если из трех, то l0 = 3πd. К полученному размеру следует прибавить 10-15 мм на припуск для шва. Можно определить ширину заготовки для корпуса, обмотав два раза оправку полоской бумаги и прибавив 10-15 мм на шов.

Заготовку располагают так, чтобы ее длина была направлена вдоль волокон бумаги.

Особо прочные корпуса изготавливают из стеклопластика.

Основной материал для стабилизаторов - авиационная фанера толщиной 1-2 мм; применяют также липу и бальзу.

Парашют для одноступенчатой модели выполняют из бумаги, шелка, капрона, металлизированной пленки.

Наиболее трудно изготовить корпус. Поэтому вначале лучше научить ребят клеить трубочки для направляющих колец. Оправкой может служить круглый карандаш. Просушенные трубочки разрезают ножом на кольца шириной 5-8 мм.

Модель одноступенчатой ракеты (рис. 29). Корпус состоит из двух слоев чертежной бумаги; склеен столярным клеем на оправке диаметром 19 мм. Направляющие кольца - из четырех слоев чертежной бумаги, оправкой для их склеивания может служить карандаш диаметром 6 мм.

Три стабилизатора изготовлены, из фанеры толщиной 1 мм и присоединены встык к нижней части корпуса нитроклеем.

Головной обтекатель выточен на токарном станке из березовой древесины. Крепят его к верхней части корпуса с помощью резинового амортизатора.

Купол парашюта диаметром 500 мм изготавливают из микалентной бумаги; 18 стропов из ниток № 10 крепят к головному обтекателю.

Собранную модель покрывают нитролаком (эмалитом) и окрашивают в черный и желтый цвета (полосами). Масса модели без двигателя 25 г.

Модель ракеты "РВ-100" (рис. 30). Сконструирована для соревнований "спуск на ленте" и на высоту полета. Для ее запуска применяют двигатель МРД 2,5-3-3.

Рис. 30. Модель ракеты с лентой "РВ-100": 1 - головной обтекатель; 2 - нить подвески; 3 - лента; 4 - корпус; 5 - стабилизатор; 6 - резинка-амортизатор: 7 - направляющее кольцо

Корпус длиной 190 мм формуют из стеклопластика на двух оправках: переменного сечения и диаметром 18 и 13 мм. Три стабилизатора вырезают из липовой пластины и встык приклеивают к корпусу эпоксидным клеем. Направляющие кольца диаметром 4 мм и длиной 3 мм - из стеклопластика. Резинку-амортизатор крепят к корпусу снаружи в районе центра тяжести модели (ЦТ определяют для модели с двигателем). Тормозная лента - из лавсановой пленки толщиной 0,4 мм.

Масса модели без двигателя 8 г.

Модель-копия ракеты "09" (рис. 31). 17 августа 1933 г. под Москвой в Нахабино была запущена первая советская ракета "09" конструкции М. К. Тихонравова. Модель-копия знаменитой гирдовской ракеты "09" (ГИРД - группа изучения реактивного движения) разработана (в масштабе 1:4) на станции юных техников г. Электростали.

Рис. 31. Модель-копия ракеты "09": 1 - головной обтекатель; 2 - приборный отсек; 3 - боковой обтекатель; 4 - стекло манометра; 5 - ребра жесткости; 6 - корпус; 7 - стабилизатор; 8 - хвостовой обтекатель, 9 - МРД 20-10-4; 10 - шпангоут; 11 - обтекатель стабилизатора; 12 - упорный шпангоут; 13 - свеча зажигания; 14 - направляющие кольца

Прежде всего надо изготовить оправку для выклейки корпуса. Ее можно выточить из дюралюминия, причем внешние диаметры необходимо сделать на 1 мм меньше соответствующих размеров модели.

Корпус клеят из двух слоев чертежной бумаги; цилиндрическую и коническую части выклеивают отдельно. Оболочки торцуют острозаточенным ножом, зажав их вместе с оправкой в патрон токарного станка. Затем элементы корпуса снимают с болванки и склеивают.

Боковые обтекатели штампуют из тонкого целлулоида. К цилиндрической части корпуса их прикрепляют нитроклеем. Там же прорезают отверстие и закрывают изнутри целлулоидным диском - это имитация остекления манометра.

В нижней части корпуса вклеивают два шпангоута, выточенных из липы; верхний шпангоут - упорный.

Стабилизаторы вырезают из липы. Для прочности их поверхности оклеивают стеклотканью. Стабилизаторы крепят к корпусу эпоксидным клеем, места стыков усиливают бальзовыми (липовыми) обтекателями.

Вдоль корпуса сверху вниз проходят восемь ребер жесткости, их можно выстругать из липовых реек длиной 310 мм. Направляющие кольца - из жестяных полосок шириной 2 мм. Их крепят к корпусу эпоксидным клеем.

Головной обтекатель вытачивают из липы. Для облегчения детали внутри протачивают полость.

Съемный хвостовой обтекатель формуют из стеклопластика. После установки ракетного двигателя его прикрепляют к шпангоуту корпуса четырьмя винтами М2.

Парашют вырезают из микалентной бумаги; диаметр его купола 750 мм.

После сборки модель сначала покрывают двумя слоями клея АК-20, а затем шпаклюют и обрабатывают шкуркой. Окончательная отделка - покраска в серебристый цвет ("серебрянкой"); надписи "СССР" и "09" - черные, звезда - красная. После окончательной отделки масса модели должна быть в пределах 120 г. На модель устанавливают двигатель МРД 20-10-4.

Запуск моделей. Для безопасного запуска моделей ракет необходимо стартовое оборудование, состоящее из пускового устройства, пульта управления и проводников для подачи электропитания к нити накаливания.

Пусковое устройство должно ограничивать движение модели по горизонтали до тех пор, пока не будет достигнута скорость, надежно обеспечивающая безопасный полет по намеченной траектории. Применять встроенные в пусковую установку механические устройства, помогающие при запуске, запрещается.

Простейшее пусковое устройство - направляющий штырь диаметром 5-6 мм, длиной 1,4-1,5 м, ввинчиваемый в стартовую плиту. Угол наклона штыря к горизонту должен быть более 60°. Пусковое устройство придает модели определенное направление полета и обеспечивает хорошую скорость в момент схода модели с направляющего штыря.

Запуск или воспламенение топлива должны осуществляться при помощи дистанционного электрического пульта управления, расположенного на расстоянии не менее 10 м от модели. Пулы управления - это коробка, в которой размещены электрические батареи или аккумуляторы. На одной из крышек должны быть установлены сигнальная лампа, блокировочный ключ и кнопка запуска.

Для подачи питания лучше использовать медный изолированный провод диаметром не менее 0,2-0,3 мм. Спираль накаливания изготавливают из нихромовой проволоки диаметром 0,3-0,4 мм; число витков спирали зависит от типа батарей питания.

Проведение соревнований. С моделями одноступенчатых ракет можно проводить соревнования на высоту и время полета. Наиболее простой и доступный вид состязаний в школьных кружках и пионерских лагерях - соревнование на время полета ("парашютирование"); его цель - добиться наибольшей продолжительности полета модели ракеты.

Очень интересны для зрителей соревнования "спуск на ленте". По правилам соревнований, принятым в СССР, минимальное отношение длины ленты к ее ширине 10: 1. Весь полет происходит на виду у участников и зрителей. Победителя можно определять по одному запуску, а также по сумме результатов в нескольких турах. Соревнования "спуск на парашюте" проводят в 5 туров с ограничением времени фиксации. Победителем считается участник, набравший наибольшее число очков (1 с соответствует 1 очку). Время фиксируется от начала движения модели ракеты на пусковой установке до момента касания ею земли или того момента, когда модель скроется из вида. Если во время полета обрывается головной обтекатель или корпус, полет не засчитывают. Полет считается невыполненным и оценивается в ноль очков, если у модели не раскрылся парашют.

Для проведения соревнований желательно выбрать площадку вдали от жилых помещений, линий электропередач и деревьев.

Для начала думаю будет разумно изготовить маленький самодельный двигатель,принаровиться так сказать.Раз делал ракеты под МРД может оправка осталась для корпуса,под такой калибр и сделай.Возьми гильзу охотничью 12 калибра -это корпус движка,без капсуля-это сопло.Топливо приготовь так.Найди калийную селитру,где незнаю,аммиачная и натриевая не пойдет.Дух пишет что у них на Урале просто в магазинах свободно продаеться.Я брал в цеху где стекло варили.Ну и обычный сахар.ПО ОТДЕЛЬНОСТИ измельчи в электрической кофемолке и смешай в соотношении 60% селитры и 40% сахара.Самодельные весы сделай из крышек,ниток и палки.Гири-медные советские монеты(1,2,5коп.)соотв.граммам.На двигатель идет где то 10 грамм.Перемешать компоненты путем пересыпания из стороны в сторону на листе бумаги.Так.Теперь надо нагреть это хозяйство где то до 150 градусов.В принципе ТАКИЕ КОЛИЧЕСТВА мы грели просто на электрической плитке,но нужна снаровка.При перегреве (не надо иметь иллюзий) вспышка горячей и размазанной по посудине смеси очень активная.ТАКИЕ ВЕЩИ КАК НЕ НАКЛОНЯТЬСЯ НАД СМЕСЬЮ И РАБОТАТЬ НА ПОЧТИ ВЫТЯНУТЫХ РУКАХ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ИНСТИНКТОМ.Тогда в случае чего просто руку обожгешь-больно,но поучительно(почитай космос-счастливое детство)Да греть можно в маленькой консервной банке,приделав к ней ручку,лучше сковородка из детского кухонного набора.Я сегодня попробовал расплавить сахар на перевернутом утюге-плавиться.В принципе почти уверен что температура даваемая утюгом меньше температуры вспышки смеси.Проверь свой утюг-положи на него спичку,подожди минут 15,не вспыхнет О.К.В сопло двигателя надо вставить палочку на конус-используй деревянную детскую кисточку,обрезав ее так,чтобы после того как она плотно встанет в сопле,она выходила на примерно 2 см внутрь,и натри ее парафином.Итак,греешь значит смесь,сначала начнет по краям становиться прозрачным,вообщем полученную стеклообразную массу надо затолкать в гильзу деревянной палочкой,это подробно не объяснишь,надо самому пробовать.И утрамбовать,быстро гадость остывает.В итоге в гильзе будет заряд с каналом где то до половины.Рекомендую все это проделать с смесью в тех же пропорциях,но вместо селитры взять соль поваренную(мысль Варбана-просто пять!),потом разорвать гильзу и посмотреть как выглядит заряд.Много ли рытвин и неоднородностей.Оставшуюся часть гильзы забей бумагой плотно.Все -готово,воспломенение путем ввода в сопло нихромовой проволки на проводах,как и в МРД.Удачи!
Лишь после освоения изготовления таких двигателей успешно,мы можем говорить о несколько больших зарядах,а то трудно говорить о том что человек не пробовал,считающим что смесь можно залить в двигатель(через воронку).Ваши травмы будут на моей совести.

Ключ на старт!

Внимание, пуск!

Модель слегка приподнялась на направляющих, затем, набирая скорость, быстро исчезли в синеве неба. А на пусковое устройство уже устанавливали следующую ракету. «Байконур» для моделей работал с полной нагрузкой.

Простейшее пусковое устройство - направляющий штырь Ø 5-7 мм, закрепленный на стартовой плите (рис. 1) с углом наклона к горизонту не менее 60°.

Направляющие задают модели определенный курс и обеспечивают устойчивость в начальный момент полета. Чем больше высота ракеты, тем длиннее должен быть штырь. Обычные его размеры 1,4-1,6 м.

Пуск осуществляемся с помощью электрозапала. Восемь сухих элементов типа 343 соедините между собой по четыре последовательно, а получившиеся две батареи - параллельно. Можно использовать также круглые элементы типа 373 «Марс» (8 шт.). Электрическая

схема пульта управления запуском показана на рисунке 2. Источники питания разместите в коробке. На одной из панелей (лучше на верхней) установите сигнальную лампочку, блокировочный ключ к кнопку запуска. Неплохо, если на стартовом устройстве будет амперметр и вольтметр.

Провода от пульта к воспламенителю лучше использовать медные, многожильные, в полихлорвиниловой изоляции, диаметром не менее 0,5 мм. Для надежного и быстрого соединения на концах кабеля установив штепсельные разъемы. Длина проводов должна быть более 10 м.

Воспламенитель двигателей моделей ракет электрический (рис. 3). Эта спираль из 5-6 витков нихромовой проводки Ø 0,2-0,3 мм. При включении электропитания она раскаляется и поджигает топливо. Для усиления теплового импульса спираль покрывается пороховой мякотью, растворенной в нитроклее, или рядом с ней закрепляется кусочек стопина.

1- направляющий штырь, 2 - модель ракеты, 3 - стартовая плита, 4 - отражатель, 5 - электрозапал.

Поскольку стопин применяется для передачи теплового импульса от одной ступени к другой, остановимся на способах его изготовления. Это хлопчато-бумажная нить, покрытая пороховой мякотью, с добавлением клея. Из нитей делают жгут Ø 1-2 мм, пропитывают раствором калиевой селитры (35 - 40 г на стакан воды) и погружают после просушки в жидкую пороховую мякоть (селитра калиевая - 75, сера - 12, уголь древесный - 13 частей по весу). Чтобы она после сушки не осыпалась, добавьте в раствор немного клея. Готовый жгут разрезается на отрезки нужной длины.

А как быть, если надо одновременно поджечь несколько двигателей? Например, модель-копии ракеты-носителя космических кораблей «Восток» и «Союз» имеют четыре боковых блока. Для большего подобия старта желательно, чтобы они были снабжены работающими двигателями. В таких случаях рекомендуем использовать следующие конструкции.

Самый пуостой (но не самый надежный) - зажигание «связкой». Например, надо воспламенить три двигателя. Возьмите три кусочка стопина длиной 80 - 100 мм, вставьте в сопла, а другие, свободные, соедините вместе и прикрепите к спирали. Стопин надо подбирать одинакового сечения и плотности. Иначе скорость горения будет различной и двигатели одновременно не сработают.

Другой способ - применение электрозапалов по числу двигателей, соединенных параллельно. Спирали подбегите с одинаковым сопротивлением. Источник тока должен обеспечиват в 4-5 раз больший разводный ток, чем для зажигания одного двигателя.

Главное достоинство зажигания двигателей пиротехническим крестом - «пауком» (рис. 4) - надежность. Оригинальную конструкцию этого приспособления для старта предложил спортсмен-ракетомоделист С. Апарнев. Корпус «паука» выточен из стали и имеет форму стакана дном вверх. В нижней его части нарезана внутренняя резьба М24×3 на глубину 23 мм; в верхнюю в просверленные отверстия впаиваются огне доводящие медные трубки длиной 140 - 150 мм Ø 5 мм с толщиной стенки 0,4 - 0,5 мм. Количество трубок зависит от числа воспламеняемых двигателей.

Сбоку в корпусе «паука» имеется кронштейн для установки «паука» на направляющий штырь. В противоположной стенке - резьба М6Х1 для запальника. В его эбонитовом корпусе просверлены два отверстия Ø1 мм для выводов нихромовой нити накаливания длиной 25-30 мм.

Заглушка корпуса стальная с наружной резьбой М24Х3. Верхняя (торцевая] поверхность имеет форму конуса. При подготовке к старту «паук» располагают трубками вниз, вывинчивают заглушку, на дне корпуса укладывают шайбу из папиросной бумаги и ввинчивают запальник. В него засылают черный порох (в объеме гильзы от малокалиберной винтовки) заворачивают заглушку, крепят «паук» на направляющем штыре и устанавливают модель на стартовом устройстве.

Если подать напряжение на нить накаливания, то порох вспыхнет, тепловой импульс по трубкам передастся двигателям. Топливо воспламенится. Мгновение - и модель устремляется в небо.

При запуске моделей ракет необходимо строго соблюдать меры безопасности. Остановимся на некоторых из них.

1 - корпус (сталь), 2 - заглушка (сталь), 3 - корпус запальника (эбонит), 4 - нить накаливания (нихром), 5 - контакты, 6 - огнепроводящие трубки (медь, латунь), 7 - отверстие для направляющего штыря.

Старт моделей осуществляется с помощью дистанционного устройства, находящегося на расстоянии не менее 10 м от модели. Для предотвращения непроизвольного воспламенения двигателей блокировочный ключ пульта управления запуском должен находиться у ответственного за старт. Спортсмен, запускающий модель, обязан полностью контролировать процесс старта. По «Правилам соревнований по ракетомодельному спорту» модели ракет можно запускать при скорости ветра не более 35 км/ч и прямой видимости не менее 500 м.

Пуски моделей совершаются со стартовой площадки, разбитой на зоны. Длина и ширина зоны - 25-30 м. Стартовая площадка для запуска моделей на высоту полета может быть и в виде круглой площадки Ø 35-40 м.

Для подготовки пусковой установки к пуску в стартовую зону разрешается выходить участнику и одному его помощнику. Время выхода на старт - 1 мин.

Запуск осуществляется только с разрешения начальника старта по команде «Ключ на старт». После чего судья старта делает предстартовый пятисекундный отсчет, оканчивающийся командой «Пуск».

Если не произошло воспламенения двигателей (двигателя) модели ракеты и она не сошла с направляющего штыря, то по истечении одной минуты спортсмен с разрешения начальника старта может подойти к пусковой установке для проверки системы зажигания. Время его пребывания в стартовой зоне не более 1 мин. При вторичном отказе стартового оборудования спортсмен получает ноль очков в данном туре соревнований.

В. РОЖКОВ, мастер спорта СССР

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.