АВИАМОДЕЛИ
!
Вход

главная страница

новости проекта
опросы
соревнования

авиамодели
воздушные змеи
ла
библиотека

гостевая
раздел авиамоделей

Базовые сведения о моделях ракет

Статья из журнала "Моделист-Конструктор"

Эта статья была опубликована очень давно, но я решил, что приведенные в ней сведения очень кратко и доступно объясняют многие фундаментальные понятия в ракетомоделизме. Если вы только начинаете строить свои первые ракеты - ознакомьтесь с этим материалом.

Любая летающая модель ракеты имеет следующие основные части: корпус, стабилизаторы, парашютирующую систему, направляющие кольца, головной обтекатель и двигатель. Выясним их назначение.
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.

ПОСТРОЙКА МОДЕЛИ

Основной материал для летающих моделей ракет— бумага. Корпус и направляющие кольца склеивают из ватмана. Стабилизаторы делают из фанеры или тонкого шпона. Бумажные детали склеивают столярным или казеиновым клеем, а другие нитроклеем.
Изготовление модели начинают с корпуса. У простейших моделей ракет он цилиндрический. Оправкой может служить любой круглый стержень диаметром более 20 мм, так как такой размер имеет наиболее распространенный двигатель. Чтобы он легко вставлялся, диаметр корпуса должен быть немного больше.
Важными геометрическими параметрами корпуса модели являются: диаметр d и удлинение λ, то есть отношение длины корпуса 1 к диаметру d (λ = 1/d). Удлинение большинства моделей ракет равно 15—20. Исходя из этого, можно определить размер бумажной заготовки для корпуса. Ширину заготовки вычисляют по формуле длины окружности L = πd. Полученный результат умножают на два (если корпус из двух слоев) и добавляют 10—15 мм на припуск для шва. Если оправка Ø21 мм, то ширина заготовки будет около 145 мм.
Можно поступить проще: обмотать два раза вокруг оправки нитку или полоску бумаги, прибавить 10—15 мм, и станет ясно, какой должна быть ширина заготовки для корпуса. Имейте в виду, что волокна бумаги необходимо располагать вдоль оправки. В этом случае бумага скручивается без изломов.
Длину заготовки вычисляют по формуле 1 = λ • d. Подставив известные значения, получим L = 20*21 = 420 мм. Обмотайте заготовку вокруг оправки один раз, оставшуюся часть бумаги промажьте клеем, дайте ему немного подсохнуть и обмотайте второй раз. У вас получилась бумажная трубка, которая и будет корпусом модели. После просушки зачистите мелкой наждачной бумагой шов и остатки клея, покройте корпус нитроклеем.
Теперь возьмите обычный круглый карандаш, намотайте и склейте на нем трубочку длиной 50—60 мм в три-четыре слоя. Дав ей просохнуть, разрежьте ножом на кольца шириной 10— 12 мм. Они будут направляющими кольцами.
Форма стабилизаторов может быть различной. Лучшими традиционно считают такие, у которых около 40% площади находится за срезом кормовой (нижней) части корпуса. Однако и другие формы стабилизаторов дают запас устойчивости, ведь удлинение у модели λ = 15—20.
Выбрав понравившуюся вам форму стабилизаторов, сделайте шаблон из картона или целлулоида. По шаблону вырежьте стабилизаторы из фанеры толщиной 1—1,5 мм или шпона (наименьшее число стабилизаторов — три). Сложите их стопкой (друг на друга), закрепите в тисках и обработайте по краям напильником. Потом закруглите или заострите все стороны стабилизаторов, кроме той, которой они будут приклеены. Зачистите их мелкой наждачной бумагой и приклейте к низу корпуса.
Головной обтекатель желательно выточить на токарном станке. Если такой возможности нет, выстругайте его ножом из кусочка древесины или вырежьте из пенопласта и обработайте напильником и наждачной бумагой.
В качестве системы спасения применяют парашют, ленту или другие устройства. Ленту сделать несложно (см. описание модели ракеты «Зенит»). Как изготовить парашют, объясним подробнее.
Купол надо вырезать из легкой ткани, папиросной или микалентной бумаги или другого легкого материала. Приклейте к нему стропы, как показано на рисунке. Диаметр купола для первых моделей лучше делать 400—500 мм. Укладка показана на рисунке.
схема укладки парашюта
(Такой способ укладки парашюта очень хорошо подходит для матерчатых куполов, либо из пленки. При этом слишком тонкая пленка может слеживаться и не раскрываться в потоке, поэтому тщательно проверяйте работу парашюта, если не уверены в выбранном материале. Если вы используете очень тонкие стропы, следите за тем, чтобы они не спутывались при укладке-раскрытии.).
приклейка строп

Все детали модели готовы. Теперь сборка. Головной обтекатель соедините резиновой нитью (амортизатором) с верхней частью корпуса модели ракеты. Свободный конец строп парашюта закрепите на головном обтекателе.
Чтобы модель легко было наблюдать на фоне неба, окрасьте ее в яркий цвет.
Перед тем как запустить модель, разберем ее полет, прикинем, будет ли удачным наш первый старт.

УСТОЙЧИВОСТЬ МОДЕЛИ

Одной из сложных задач как большой ракетной техники, так и малой, является стабилизация — обеспечение устойчивости полета по заданной траектории. Устойчивость модели — это способность возвращаться в положение равновесия, нарушенное какой-либо внешней силой, например порывом ветра. Говоря инженерным языком, модель должна быть стабилизирована по углу атаки. Так называется угол, который составляет продольная ось ракеты с направлением полета.
Один из способов обеспечения устойчивости модели — аэродинамический — заключается в изменении аэродинамических сил, действующих на нее в полете. Аэродинамическая устойчивость зависит от расположения центра тяжести и центра давления. Обозначим их соответственно ц. т. и ц. д.
С понятием ц. т. знакомят на уроках физики. Да и определить его нетрудно — путем балансировки модели на остроугольном предмете, например на ребре тонкой линейки. Центр давления — это точка пересечения равнодействующей всех аэродинамических сил с продольной осью ракеты.
схема модели ракеты
Если ц. т. ракеты расположен позади ц. д., то аэродинамические силы, возникшие вследствие изменения угла атаки под действием возмущающих сил (порыв ветра), создадут момент, увеличивающий этот угол. Такая модель будет неустойчивой в полете.
Если ц. т. расположен впереди ц. д., то при появлении угла атаки аэродинамические силы создадут момент, который возвратит ракету к нулевому углу. Такая модель будет устойчивой. И чем дальше ц. д. смещен относительно ц. т., тем большей устойчивостью обладает ракета. Отношение расстояния от ц. д. до ц. т. к длине модели называется запасом устойчивости. Для ракет со стабилизаторами запас устойчивости должен быть равен 5 - 15%.
Как было отмечено выше, ц. т. модели найти нетрудно. Осталось определить ц. д. Поскольку расчетные формулы для нахождения центра давления очень сложны, воспользуемся простым способом его нахождения. Из листового однородного материала (картона, фанеры) вырежьте фигуру по контуру модели ракеты и найдите ц. т. этой плоской фигуры. Эта точка и будет ц. д. вашей модели.
Существует несколько способов обеспечения устойчивости ракеты. Один из них — смещение ц. д. к хвостовой части модели за счет увеличения площади и расположения стабилизаторов. Однако на готовой модели это выполнить невозможно. Второй способ — смещение центра тяжести вперед путем утяжеления головного обтекателя.
Проведя все эти несложные теоретические расчеты, вы можете быть уверены в успешном старте.

ОДНОСТУПЕНЧАТАЯ МОДЕЛЬ С ПАРАШЮТОМ

Предлагаемая модель может быть рекомендована для соревнований на продолжительность полета.
Корпус—из двух слоев чертежной бумаги, склеен столярным клеем на оправке диаметром 22 мм. В нижней его части закреплена обойма под двигатель.
Направляющие кольца — из четырех слоев чертежной бумаги, оправкой для них служит круглый карандаш диаметром 7 мм. Три стабилизатора из фанеры толщиной 1 мм приклеены нитроклеем встык к нижней части корпуса.
Головной обтекатель выточен на токарном станке из березы и соединен с корпусом резиновой нитью.
Купол парашюта круглый, диаметром 500 мм, из микалентной бумаги. Шестнадцать строп из ниток № 10 прикреплены к головному обтекателю.
Вся модель после сборки покрыта тремя слоями нитролака и окрашена нитрокрасками полосками черного и желтого цвета. Масса модели без двигателя 45 г.

МОДЕЛЬ РАКЕТЫ «ЗЕНИТ»

Эта модель сконструирована для соревнований «спуск на ленте», а также на высоту полета.
Корпус склеен из бумаги на оправке 20,5 мм. Стабилизаторы — из фанеры. Головной обтекатель — из липы.
Лента размером 50X500 мм изготовлена из микалентной бумаги. Одной из узких сторон при помощи амортизатора (резиновой нити) крепится к корпусу.
Масса модели без двигателя — 20 г.

Если вы не имеете возможности доставать оригинальные ракетные двигатели, то можете поэкспериментировать с самодельными, (не забывая о безопасности конечно). Вместо самодельного двигателя можно использовать ракеты-феерверки, охотничьи или спасательные сигнальные патроны. Если знаете хороший рецепт изготовления двигателя в домашних условиях, поделитесь. Мне в этой сфере опыта слегка не хватает.


Опубликовал:
загрузок 5005 (размещено 1 Января 1970)

версия для печати
Комментариев: 73

[1] [2] [3] [4]
41. Гость     (17 Августа 2009, 10:53)
я начинающий хочу побольше узнать ракеты вот щас конструирую мою первую ракеты ! а вы не знаете какое топливо лучше использовать. подскажите пожалуйста.
42. lolikas     (17 Августа 2009, 13:27)
yes yes
43. Гость     (9 Октября 2009, 12:45)
йа сам в деццтве занималсо ракетомоделизмом, даже нисколько раз занимал призовые места на соревнованях. нипадеццки занимательный вид дейательности. к сожаленийу в статье есть адинчег нидочед. парашюд надо делать из чего-нить ни сильно плавясчегосо (пленко ни падходид т.к. дыкайа ракета парид каг гондон) лучше атнять у матери, сестры или атца (если ни баишсо атгрести пиздюлей) зонтег и из ниво сделать купал парашута. шо касаецца двигателя самому делать ни советуйу, хотя есть рецепты в книгах па овиамоделлированийу, просче купить в http://www....tegoryid=84
44. Гость     (17 Ноября 2009, 00:39)
Книжка, из которой чертежи, называется "Авиа-модельный кружок", автор В.С. Рожков.
Как-то давно я сделал модель ракеты "Зенит" - быстро, дешево - рекомендую.
Двигатель из бумажной гильзы 12 калибра.
Топливо-черный порох: KNO3 75%, древесный уголь 15%, сера 10%.
Уголь измельчал в кофемолке и просеивал через маску от кинескопа. Затем смешивал всё в большой ступке, переносил в кастрюлю, добавлял воду до консистенции густой каши и варил 15 минут помешивая. Ещё тёплую кашу размазывал слоем 2-5мм на полиэтиленовой плёнке и сушил сутки на батарее. Сухой порох разминал в ступке и просеивал через ту же маску от кинескопа.
Перед прессованием к пороху добавлял безводный глицерин из расчета 0,5мл на 20г пороха и хорошо перемешивал в ступке.
Полученную массу насыпал в гильзу по чайной ложке и трамбовал палкой. На каждый слой 3 сильных удара 800гр молотком. Оставшийся 1см заливал эпоксидкой (вышибной заряд не делал.)
Камеру сгорания высверливал сверлом 4-5 мм. С глубиной можно поэкспериментировать, но т.к. ракета легкая, то 15-20мм достаточно (заодно двигатель работает долго и красиво).
Запал - газета+KNO3.
Двигатели работали безотказно, заносили "Зенит" на высоту не менее 200м (мерил по зданию МГУ, очень удобно).
Сколько раз перезаряжал одну гильзу не помню.
Могу рекомендовать такие движки на чёрном порохе.
45. Гость     (17 Ноября 2009, 01:53)
Тут вспомнил молодость и рассчитал методику для получения калийной селитры в больших количествах.
Вам потребуются: аммиачная селитра (удобрение) в шариках. Хорошая селитра не должна быть белой; щелочной аккумуляторный электролит (иначе - электролит калий-литиевый) плотностью 1,40-1,42. Продаётся по 50-100руб за кг в канистрах по 10 и 20л либо в стальных бочках 200л. Должен в значительных количествах присутствовать в вагонных депо, депо метрополитенов. Представляет собой раствор гидроксида калия с добавкой 20г/л гидроксида лития.
Синтез связан с выделением значительных количеств аммиака, поэтому работы проводить только на открытой местности вдали от людей, при себе иметь противогаз с угольным фильтром. Противогаз снабдить длинным шлангом, обеспечивающим забор воздуха с поверхности земли на расстоянии не менее 3м от места синтеза.
В стальную бочку 20-50л (не ржавую, не крашенную изнутри, не оцинкованную) вмонтировать ТЭН 1-1,5кВт (корпус ТЭНа из нержавеики или стали; медный и мельхиоровый не допускается). Подсоединить провод сечением не менее 1,5мм2 на жилу и длиной не менее 25м (для выпаривания аммиака на комфортном расстоянии).
Работы вести при температуре воздуха не более 20 град (чем меньше, тем лучше, вплоть до минуса). В бочку залить 10 л щелочного электролита плотностью 1,40-1,42. Растворить в ведре при нагревании 9,0 кг аммиачной селитры в 5,0л воды. При необходимости раствор отфильтровать через ткань и остудить до 20град.
Медленно влить раствор селитры в электролит (противогаз!), помешивая. Удалиться. Дистанционно включить ТЭН и довести раствор до кипения, кипятить 20 минут.
Раствор остудить до температуры 20град и менее, выделившиеся кристаллы отфильтровать на маске кинескопа и отжать в чистой тряпке. Расстелить тонким слоем по газете и сушить в сухом отапливаемом помещении в течении суток, затем в духовке при температуре не более 100град два-три часа.
Выход не менее 5,5кг, с понижением температуры существенно увеличивается.
Качество продукта высокое, себестоимость получится 100-200р/кг.
Удач!
46. Гость     (17 Ноября 2009, 02:06)
Ввожу корректировки в методику.
Желательно вливать электролит в раствор селитры, а не раствор селитры в электролит.
При покупке электролита обращать внимание на плотность. Обычно продаётся концентрат плотностью 1,4, но может встречаться готовый электролит плотностью 1,20. Использование последнего допускается при пересчете методики и упаривании конечного раствора с целью повышения выхода.
47. Гость     (17 Ноября 2009, 02:42)
И ещё. "Довести до кипения и кипятить 20 минут" означает следующее.
В начале раствор начнет бурлить - выделяется аммиак, всего около 1,7кг или 2,5м3. Это может продолжаться 1-2 часа.
Затем бурление прекратится. Когда температура достигнет температуры кипения воды, вода начнёт кипеть. После этого кипятить не менее 20 минут.
48. Гость     (17 Ноября 2009, 04:09)
Если устроить поглотитель аммиака, то можно варить с комфортом в помещении. Схема установки здесь:
http://i025...28b2470.jpg
Соблюдение техпроцесса и высокая культура производства - гарантия безопасности.
Будьте осторожны, не отравитесь аммиаком!
Кто сумеет повторить нечто подобное - пишите.
49. Гость     (17 Ноября 2009, 04:24)
Вместо противогаза можно использовать акваланг с маской ныряльщика (для защиты глаз и носа).
50. Гость     (16 Декабря 2009, 14:43)
Получил нитрат калия из 1,00кг б/у электролита от аккумулятора НК-80 плотностью 1,24 (должна быть 1,20, но часть воды разложилась при перезаряде) и 370 г аммиачной селитры (шарики, удобрение ООО "ГЕРА").
В кастрюлю из нержавеющей стали засыпал селитру и залил её электролитом. После перемешивания шарики полностью растворились и в растворе образовалась взвесь мелкокристаллического нитрата калия. При растворении бурного выделения аммиака не происходит, аммиаком пахнет терпимо - на балконе можно работать с кастрюлей непосредственно, без противогаза.
Кастрюлю поставил на плитку 1000Вт с открытой спиралью, включенную через ЛАТР. Дал 150В и после начала выкипания аммиака снизил до 120В. Амииак начал выделяться примерно при 60[sup]о[/sup]С. При проведении синтеза на балконе, стоя против ветра, можно находиться на расстоянии 1м от кастрюли - пахнет, но глаза не ест. Примерно через 1-1,5ч температура достигла 100[sup]о[/sup]С, после чего пошел водяной пар, слегка отдающий аммиаком (можно сунуть нос в кастрюлю и понюхать).
Это разлагается гидрокарбонат аммония (б/у электролит загрязнён карбонатом). Кипятил ещё час, снял с плитки и оставил остывать на балконе до 0[sup]о[/sup]С.
В ходе кипячения улетело много воды, и объём маточного раствора оказался меньше объёма кристаллов. Кое-как отфильтровал под вакуумом и быстро промыл 200мл ледяной воды.
Выход сырой неочищенной селитры составил 448г.
Не высушивая, поместил селитру в кастрюлю и добавил 400мл дистилированной воды. Нагрел до полного растворения. Раствор мутный, от аммиачной селитры осталась мелкодисперсная взвесь, которую нельзя отфильтровать на бумаге. Оставил остывать до 0[sup]о[/sup]С в высоком стакане. Через 3ч аккуратно декантировал около 200мл прозрачного маточного раствора (взвесь осела), а кристаллы селитры размешал в остатке и отфильтровал под вакуумом. Промыл маточным раствором, слитым до этого.
Кристаллы крупные, игольчатые, хорошо отжались. Сушил в духовке электроплиты "Лысьва" на полной мощности, слоем 1см в течении 3ч.
Выход сухой очищенной селитры с
51. Гость     (16 Декабря 2009, 14:46)
375г, т.е. 84% от теоритического.
Крепкий раствор готовой селитры в слое 5см видится совершенно прозрачным - большая часть мути остаётся после кристаллизации в маточном растворе.
Как видно, из 1 кг аммиачной селитры можно приготовить столько же калиевой.
52. Артур     (12 Февраля 2010, 11:53)
Как сделать двигатель дома очнь мощный? пишите Agent...ru
53. Гость     (15 Августа 2010, 14:41)
задроты ебани рот
54. Гость     (27 Августа 2010, 12:09)
55. ГостьРома     (15 Октября 2010, 20:29)
класс

56. Гость     (8 Ноября 2010, 19:21)
57. Гость     (20 Ноября 2010, 17:39)
только читать много
58. Гость     (13 Марта 2011, 12:24)
а кокое топливо надо использовать?
59. Гость     (10 Апреля 2011, 16:09)
60. илья     (15 Апреля 2011, 06:52)
прикольно
[1] [2] [3] [4]
Охраняется законом об авторском праве. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.