Строительство модели спортивной ракеты необходимо начинать с её расчетов. Но перед этим стоит изучить некоторые параметры, влияющие на стабильный полёт модели. В целом таких параметра два: это центр тяжести (ЦТ) и центр давления (ЦД). Что такое центр тяжести я думаю знает каждый школьник, а вот с центром давления всё немного сложнее. В общем, Центр Давления — это совокупность всех аэродинамических сил, оказывающих влияние на ракету во время её полёта.
Для простых моделей с 4-мя стабилизаторами грубо определить центр давления можно методом проекции. Для этого на плотном картоне, ДВП или фанере необходимо сделать точный чертеж ракеты в разрезе и вырезать. Центр тяжести такой проекции будет примерно соответствовать центру давления всей модели.
Основное правило — центр тяжести всегда должен быть выше центра давления, при чем расстояние между ними должно равняться минимум одному диаметру, на практике же желательно два-три диаметра. Однако сейчас у каждого дома есть персональные компьютеры, позволяющие провести теоретические вычисления при помощи специальной программы. Собственно, с такой программы я и советую начинать постройку планера спортивной ракеты. В данном случае была выбрана программа RocKI-design. Это очень простая в работе программа, с которой справиться даже школьник. Весь процесс построения чертежа ракеты в ней сводиться к заполнению соответствующих полей, таких как форма обтекателя, его диаметр и длинна, количество стабилизаторов, их вылет, форма и т.д. В итоге программа сама выдаёт готовый чертеж с указанием центра давления.
Скачать программу можно будет в конце статьи. Однако существуют и более продвинутые программы для профессиональных моделистов, например OpenRocket.
Что же, когда Вы смоделировали такую ракету, которую хотите, можно переходить к её изготовлению. В моём случае фюзеляж было решено выполнить из стеклопластика, для облегчения конструкции. Хотя по большому сету можно было бы сделать и прямо из трубы. В общем в магазине сантехники была приобретена пластиковая ПВХ труба 32 мм, а в строительном магазине пару метров тонкой стеклоткани. Стеклоткань была разложена на пленке и промазана эпоксидной смолой. После этого ткань наматывается на предварительно смазанную вазелином или жирным кремом для рук трубу, и фиксируется сверху лентой из той же пленки в натяг, что бы разогнать эпоксидку и выгнать лишние пузырьки. На следующий день сматываем ленту и снимаем трубу с оправки. Так как эпоксидная смола не липнет ни к ПВХ, ни к полиэтилену — сделать это легко.
Получаем почти готовый фюзеляж. Обрабатываем края и клеим снизу стабилизаторы. Стабилизаторы изготовлены так же, как и труба: на ровном столе был разложен кусок пленки, на нем в несколько слоёв стеклоткань, всё это пропитано эпоксидом, снова накрыто пленкой, ровной плитой и прижато грузом. Стабилизаторы необходимо установить максимально ровно, точнее — максимально соосно фюзеляжу. Я сделал это так, подобрал несколько журналов так, чтобы их толщина равнялась наружному радиусу трубы минус половина толщины самих стабилизаторов. Стабилизаторы сначала прихватил секундным клеем, после чего проложил вдоль места склейки несколько волокон вытянутых из стеклоткани и промазал эпоксидом.
Два других стабилизатора устанавливаются подобным образом.
Переходим к изготовлению обтекателя. Самый простой обтекатель можно изготовив просто в виде конуса. На самом деле нет практически никакой разницы между разными формами обтекателя, но в кругу моделистов "крутым" считается изготовление параболического обтекателя. Проще всего это сделать конечно же при помощи токарного станка, однако и без него есть метод.
Берем отрезок всё той же трубы и размечаем на ней 8 секций. Что бы сделать это ровно — просто оберните трубу полоской бумаги и отметьте места, где она соединяется, а потом просто линейкой разбейте на равные отрезки. Далее проводим от каждой точки линию вдоль трубы.
Отмечаем точку посередине между этими линиями, и соединяем эту точку с началом линий. Получаем такие треугольники.
Эти треугольники необходимо вырезать, выходит вот такая вот "корона".
Надеваем какое-то кольцо и уже можно наблюдать что-то похожее на обтекатель.
На носике вставляем кусок ваты и промазываем эпоксидной смолой, щели между "лепестками" так же промазываем смолой. Тут удобнее использовать быструю "пятиминутную" эпоксидную смолу. После полимеризации снимаем шкуркой лишнее и повторяем процедуру до получения удовлетворительного результата.
Обтекатель крепится к фюзеляжу втулкой из трубы, на который всё это моталось. Я уже писал, что ПВХ ничем не клеится, так что к обтекателю втулка крепиться винтиками впотай. Ну а из фюзеляжа она должна легко, без усилий выходить, т.к. под ней будет парашют, но об этом позже.
Так же фюзеляж ракеты разделён на два отсека, нижний, в котором установлен двигатель и БРЭО, и верхний, в котором располагается парашют, поршень его толкающий и мортирка с вышибным зарядом.
Отсеки соединяются при помощи втулки.
Фюзеляж изначально был покрашен в черный цвет с красным обтекателем, из-за чего ракета была прозвана дроздом. После аварии верхний отсек стал серебристым.
Для пуска ракеты на ней установлены вот такие зацепы для движения по направляющей. В качестве направляющей взят обычный карниз.
С фюзеляжем на этом всё, переходим к системе спасения.
Система спасения
Состоит она из поршня, главного фала, фала обтекателя и парашюта. Всё это, вместе с мортиркой и вышибным зарядом установлено в верхнем отсеке (до аварии мортирка была в нижнем). В нижнем отсеке находится БРЭО, активирующее заряд по достижению апогея.
Поршень изготовлен из плотного пенопласта с дополнительной кожаной манжетой.
В качестве главного фала использована стропа от советского парашюта, фал обтекателя — шнурок. Мортирка изготовлена из старого конденсатора, по диаметру он идеально вписался в корпус.
Изготовление БРЭО я описывал в этой статье. Пламягаситель из обычной стальной мочалки для посуды.
Парашют изготовлен так называемый "модифицированный крест". Это разработка Михаила с форума авиабазы, за что ему спасибо. Расчет парашюта производится в программе АМО-1, программу прикреплю в архив в конце статьи. Расчет парашюта производится под скорость снижения 5 - 8 м/с, меньше делать не стоит, далеко унесет ветром, больше - есть риск повреждения при посадке. Коэффициент сопротивления этого парашюта - 0.7.
Я упоминал, что произошла авария. Произошла она во время тестирования системы спасения. В качестве крепления парашюта я использовал небольшой карабинчик. Однако при укладке парашюта я, видимо, этот карабинчик немного расклинил. В результате при тесте с навеской вышибного заряда поршень подпёр карабин, что расклинило его ещё сильнее. Я же в свою очередь подумал, что навеска пороха маленькая, и установил заряд с большим количеством. В результате поршень так толкнул карабин, что тот проломил фюзеляж...
Пострадал и нижний отсек, его пришлось немного укоротить.
В итоге новый отсек приобрел такой вид.
Всё это напоминание Вам о том, что все системы спортивной ракеты обязательно необходимо тестировать! Новые испытания прошли успешно.
Изготовление двигателя согласно правилам сайта не описываю. Готовый вид модели.
Скачать архив с программами можно тут:
А на этом всё и всем удачи в творчестве!
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
