Как сделать пыж для модели ракеты

Как сделать пыж для модели ракеты

Система спасения ракеты «Арлекин» стандартная пиротехническая с активацией от вышибного заряда двигателя. Она максимально упрощена, но только до той степени, когда не страдает надежность. Поэтому сохранены такие позиции, как парашют и пламегаситель. Схема представлена на Рис.1.

Крепление

Никакого специального силового троса в системе нет. Есть тросик крепления головного обтекателя, надежно соединенный с корпусом. К этому тросику мы и прицепим фал парашюта с той стороны, где он образует петлю на обтекателе.

Пламегаситель

Без пламегасителя плохо, пробовал. Да и какие могут быть проблемы — воткнуть кусок металлической мочалки? Как это делается подробно расписано в разделе «Планер», поскольку корпус пламегасителя одновременно является упорным кольцом для мотора.

Основная защита парашюта от вышибного заряда и его выталкивание осуществляется посредством пыжа. Это плотно утрамбованный кусок туалетной бумаги в высоту 3-4 см. Просто проталкивается комок с верхнего торца корпуса до пламегасителя, то бишь до упора, и подтрамбовывается. Элемент обязательный, без него нельзя.

Парашют

Очень я не уважаю всякого рода стримеры и мусорные пакеты. Решил для нашей несложной системы оставить упрощенный, но вполне нормальный парашют. Не думаю, что в наше время представляет проблему найти кусочек тонкой синтетической ткани размером 25х25см. Из него и сделаем простейший четырехстропный парашют. Вырезаем квадрат из синтетики и делаем отверстие в центре диаметром 4 см. Для отверстия надо сделать трафаретку из ватмана.

Резать лучше паяльником, но можно ножницами или ножом. Только после ножниц надо обжечь зажигалкой край ткани, чтобы он не ворсился. Зажимаем ткань между двумя линейками, так чтобы торчал примерно 1 мм и проходим зажигалкой по канту. А отверстие можно обжечь, подложив снизу трафаретку. Купол готов.

А дальше делаем стропы. Отрезаем два куска миллиметрового капронового шнурка длиной 150 см каждый. Я не оговорился, именно два, а не четыре. Кончики каждого шнура крепим к куполу к диаметрально противоположным углам четырехугольного купола. Делаем это по моей любимой технологии ПРСК-1 проекта РК-2.

Теперь соединяем стропы вместе. Для этого удерживаем точки крепления к куполу рядом, складываем стопы в один жгут и делаем одинарный узелок на расстоянии 10 см от нижнего конца строп. Заметьте, никакого специального соединения строп в нижней точке нам не потребовалось. Более того у нас образовалась аккуратная петля, которую мы и используем для соединения парашюта с тросом головного обтекателя. Делаем петлю-удавочку и цепляем за трос ГО. Затягиваем узел и парашют установлен. В проекте РК-2 я уже рассказывал, как правильно складывать парашют.

Расчет в программе amo-1 даёт скорость снижения в районе 4,5-5 м/с.

Сборка

Сборка системы, точнее, подготовка к полету стандартная.
— Вставляем пыж.
— Укладываем парашют.
— Закрываем обтекателем.
Система собрана. Обязательно проследите, чтобы все, что укладывается в корпус, не входило с большим трением. Укладка должна быть достаточно свободной. Для проверки можно дунуть в корпус со стороны двигателя. Если сил не хватило выдуть парашют из корпуса, значит система собрана слишком туго. При некотором навыке добиться легкой укладки несложно, потренируйтесь.

Система успешно прошла стендовые испытания. Уверенно сработала от навески 0,4 г охотничьего дымного пороха.

Подборка веса вышибного заряда потребовала двух испытаний. Ревизия ракеты после обоих показала полное отсутствие теплового воздействия на элементы системы. Даже налета копоти не обнаружено. /03.10.2011 kia-soft/ ***

Большая Карамельная Ракета

Всем привет! Меня зовут Илья. И у меня есть хобби — это любительское ракетостроение. Точнее даже, скажем так, карамельное ракетостроение. За то время, что я занимаюсь темой, я успел набить себе немало шишек, во многом действуя по наитию и ставя различные, часто неудачные, эксперименты. Возможно, кто-то скажет, что я криворук и это не моё, что нужно срочно учить матчасть, что всё придумано до меня. И, пожалуй я соглашусь. Но, на мой взгляд, в любительском ракетостроении, как хобби, важен сам процесс инженерных поисков. Решение возникающих проблем и, конечно, создание себе новых. Наверное было бы проще взять уже готовую модель, заправить её готовым двигателем и…Но если бы действительно этим путём пользовались все, то наверное не было бы и развития.

Ракетостроение, даже не ракетомоделизм из кружков (Model Rocketry или High Power Rocketry), пожалуй отличное хобби для технаря, и, конечно айтишника. Даже сам Джон Кармак (один из создателей Doom, кто не знает) в детстве занимался ракетостроением, что уже после id Software переросло в свою ракетную компанию Armadillo Aerospace.

И таких, как он и я, к счастью не единицы. Хотя и совсем немного по земному шару. Наверное это из-за трудоёмкости, спектра проблем из разных научных областей. У той же Амперки в серии «Ракета против Лёхи» по официальной версии всё закончилось как раз из-за отсутствия возможности столько вкладывать ресурсов. Потому что процесс создания любой ракеты — это череда неудач, начала сызнова и итеративное приближение к цели. И к новой. И к ещё одной.

Для меня увлечение ракетами началось с ролика Побединского. Сама простота и дешевизна такой «ракетой техники» меня подкупила и я решил воспроизвести этот эксперимент. Собственно тогда родилась цель — сделать такую ракету, которая бы взлетела метров на 300-400, ну, до полкилометра, и спокойно бы вернулась обратно на парашюте. С полезной нагрузкой: скажем, с небольшим бортовым компьютером и камерой. Всё тогда казалось просто, если бы не нюансы, коих было… много…

Конструкция ракеты

Конструкции большинства ракет в основном схожи между собой. Они удовлетворяют в большинстве случаев, так скажем, идеальной «эмпирической ракете»:

длина ракеты полная: L= 15

длина головного обтекателя: Ln = 2.5

размах стабилизатора: S = 1

общая площадь стабилизаторов: F= 0,7

0,8*A,где A=L*D — площадь продольного сечения корпуса,

запас устойчивости: k = 1,5

В зависимости от поставленных целей и используемых компонентов параметры ракеты могут варьироваться, конечно же, но почти всегда укладываются в вышеобозначенные границы.

В моём случае размер ракеты будет определяться исходя из размеров двигателя, парашюта и электроники. Чтобы уместить всё в корпусе ракеты я использую трубу диаметром в 50мм. Трубу можно сделать, в идеале, из стеклопластика, а можно взять ПП канализационную трубу — она сравнительно прочная и лёгкая. Головной обтекатель также делается из этой же трубы — вырезается «корона» (длиной в 2-3 диаметра ракеты) и склеивается вместе, образуя параболическую форму. Хотя, конечно есть и другие варианты — выточить обтекатель из деревянной заготовки на токарном станке или распечатать его на 3D-принтере. Обтекатель должен быть максимально правильной формы, гладким — это необходимо для снижения аэродинамического сопротивления ракеты и снижения вредных срывных течений в носовой части ракеты.

Стабилизаторы стоит изготавливать из достаточно лёгкого, но прочного материала. Например пластика, фанеры или бальзы. Форма и размер стабилизаторов зависят от размеров ракеты, а если быть точным, то от расположения центра тяжести ракеты и центра давления.

Модель устойчивости ракеты Rocki об устойчивости ракеты

Ракета никогда не летит прямо, а все время поворачивается от направления полета то в одну, то в другую сторону, т.е. рыскает. На ракету набегает встречный поток воздуха, направление которого строго противоположно направлению полета. Получается, что ракета все время поворачивается боком к набегающему потоку на некоторый угол. В аэродинамике такой угол называется углом атаки. Мы уже установили, что ракета, как любое твердое тело, поворачивается относительно ЦТ, но результирующая сила давления воздуха приложена совсем к другой точке, т.е. к ЦД. Если ракета имеет симметричную форму относительно оси, то ЦД потока воздуха расположен на оси ракеты. Если ЦД расположен ближе к хвосту ракеты, то давление воздуха стремится вернуть ракету навстречу набегающему потоку, т.е. на траекторию. Ракета будет устойчива. Тут вполне допустима аналогия с флюгером. Если ракету насадить на стержень, проходящий поперек оси ракеты через ЦТ и вынести её на улицу, где сильный ветер, то устойчивая ракета повернется навстречу ветру. Из этих же соображений делается простейшая проверка ракеты на устойчивость с помощью веревки: привязываем веревку к ракете в месте расположения центра тяжести и начинаем вращать ракету вокруг себя. Если ракета при вращении ориентируется строго по направлению движения, то она аэродинамически устойчива, если ракету крутит в разные стороны или она летит хвостом вперед, то ракета неустойчива.

Проверка стабильности ракеты — просто раскручиваем ракету над головой

Центр тяжести ракеты определяется простым методом «взвешивания». Положив ракету на руку, нужно найти точку, в которой достигается равновесие.

Центр давления рассчитывается используя метод определения центра давления по Борроумену. К слову сказать, есть и другой, хотя и куда менее точный способ определения центра давления — метод аэродинамической проекции. В любом случае, какой бы мы метод не использовали, чтобы ракета была устойчивой, расстояние между центром тяжести и центром давления должно составлять хотя бы 1,5 диаметра самой ракеты. Эта, так называемая «устойчивость в диаметрах» может быть и выше, хотя устойчивость больше 2-2,5 диаметров не рекомендуется, так как в этом случае стабилизаторы будут больше, а значит тяжелее. Кроме того, большая площадь стабилизаторов приведёт к тому, что ракета будет испытывать большие боковые нагрузки, что приведёт к тому, что она будет, как флюгер разворачиваться по ветру и лететь не вверх, а вбок; в худшем случае — флаттер приведёт к разрушению ракеты в полёте. Подробно об устойчивости можно почитать здесь.

Интерфейс Rocki-design и модель будущей ракеты

Есть готовые программные решения для расчёта параметров ракеты. Я использую Rocki-design, но чаще, тем более в англоязычном мире используют OpenRocket. Подобрав нужный размер стабилизаторов, вырезаем их из заготовки и прикручиваем винтами к корпусу, используя металлические уголки. Крепление должно быть жёстким. Для лёгких ракет сгодится и просто приклеивание, но для тяжелой ракеты лучше перестраховаться.

Система спасения

Система спасения — одна из самых сложных в ракете. Она включает в себя парашют, крепление к корпусу, а также механизм выброса парашюта. Она в обязательном порядке порядке должна быть проверена не один раз на земле. Я использую пиротехнический вариант выброса парашюта (мортирка), инициируемый бортовым компьютером. Хотя встречаются и другие решения — механические и пневматические, или вовсе инерционные. Пиротехническая система одна из самых популярных и простых, содержит минимум компонентов.

Заготовка для мортирки

Сам парашют — это купол диаметром в 70 сантиметров, сшитый из прочной и лёгкой ткани (рип-стоп). Можно рассчитать точно необходимую площадь парашюта для плавного спуска в зависимости от массы ракеты. Хотя, из практики, парашют лучше делать меньше диаметром — это увеличит скорость падения ракеты, конечно, но ракету будет меньше сдувать ветром, и поэтому меньше шансов намотать километры от места запуска до места падения.

Вырезаем парашют

Не менее важно обеспечить крепление системы спасения ракеты с корпусом. Обычно в корпус устанавливаются силовые болты, к которым привязывается силовой трос (фал), соединяющийся со стропами парашюта. Фал пропускается через пыж — лёгкий цилиндр, который впритирку устанавливается ко внутреннему диаметру ракеты — он необходим для выброса парашюта, работая как поршень, приводимый в движение газами из мортирки.

Конструкция крепления системы спасения

Головной обтекатель также подвязывается к фалу.

В сборе внутренние компоненты ракеты ракеты занимают весь внутренний объем.

Модель ракеты со всеми компонентами

Двигатель

В отличие от ракетомоделизма, в любительском, «карамельном» ракетостроении используются собственно изготовленные двигатели. Ракетные двигатели — это долгий и обширный разговор, который можно растянуть на не одну статью. Если рассказывать очень кратко, то в любительском ракетостроении в большинстве случаев используются твердотопливные двигатели, которые по конструкции очень схожи с двигателями настоящих твердотопливных ракет.

Отличие состоит в материалах из которых изготовлен двигатель и в используемом топливе. Чаще всего для изготовления двигателей используется бумага, пластик или композит (стеклоровинг). В моём случае — пластик (полипропиленовая армированная труба в 40мм внешним диаметром). В качестве топлива используется смесь из калиевой селитры и сахара\сорбита в пропорции 65\35. Собственно при плавлении такой смеси образуется сладкая масса (несъедобная!), похожая на карамель, откуда и происходит название «карамельное топливо».

C6H14O6 + 3.345 KNO3 -> 1.870 CO2 + 2.490 CO + 4.828 H2O + 2.145 H2 + 1.672 N2 + 1.644 K2CO3 + 0.057 KOH

Топливо запресовывается в так называемые «топливные шашки» — цилиндры с отверстием. Размер шашек подбирается таким образом, чтобы во время работы двигателя топливо успевало выгореть равномерно во всех направлениях (в направлении от внутреннего канала к краю). Оптимальной длиной шашки внешним диаметром D и внутренним диаметром d является длина L=1.67D. Шашки в обязательном порядке запрессовываются\оборачиваются в так называемую «бронировку» — внешнюю негорючую оболочку шашки. Бронировка препятствует горению шашки по внешней поверхности, что недопустимо. Слишком большая площадь горения топлива может привести к разрушению двигателя.

Топливные шашки

Из шашек формируется сборка двигателя с единым топливным каналом. При этом шашки укладываются в теплоизоляционную (негорючую) трубку из тефлона\бумаги, пропитанной силикатным клеем. Теплоизоляция нужна для того, чтобы не допустить разрушения двигателя из-за температуры (фронта горения и горячих газов) при горении топлива.

Схема двигателя

Карамельное топливо горит сравнительно медленно, поэтому для создания тяги зажигание двигателя производится в дальней точке канала (противоположного от сопла). Немаловажными параметрами двигателя, кроме тяги, является критика сопла и рабочее давление. Чем больше давление в двигателе — тем больше тяга. Чем больше давление — тем выше скорость горения топлива. Настоящим вызовом в создании двигателя является задача создания такого решения, которое при минимальной массе корпуса будет держать максимальное давление и содержать наибольшее количество топлива.

График тяги График давления

Для расчёта двигателя используются расчёты на основе закона горения. Безусловно, есть готовые решения для расчёта параметров двигателя.

Кроме того, обязательно проводятся стендовые испытания движков. Это позволяет отработать надёжность двигателя на земле, а также снять реальные показания тяги двигателя (которые могут отличаться от расчётных).

Кластерный двигатель на тяго-измерительном стенде

Электроника

В качестве бортового компьютера я использую собственную схему, в основе которой находится Arduino Nano.

Схема полётного компьютера

ИХ ПЕРВЫЕ РАКЕТЫ

С чего начать! Именно такой вопрос задают себе многие начинающие ракетомоделисты. Какую схему модели выбрать и по какой технологии ее строить! На наш взгляд, хорошую помощь в этом окажет материал, подготовленный по просьбе редакции С. Гарезиным, руководителем кружка Дома детского творчества на Васильевском острове Санкт-Петербурга.

Учебная программа любого ракетомодельного кружка предусматривает постройку простейшей одноступенчатой модели с парашютом или тормозной лентой. В связи с изменением правил соревнований (увеличение диаметра и длины корпуса модели) возникла необходимость в разработке модели, отвечающей требованиям новых правил. При проектировании такой мини-ракеты в нашем кружке мы решали следующие задачи. Первое — обойтись без дефицитных материалов; второе — возможность изготовления без применения станочного оборудования; третье — приобретение учащимися навыков работы с чертежным и ручным инструментом. Предлагаем наши варианты нескольких таких моделей.

Постройку миниатюрной ракеты (рис. 1) начинают с изготовления корпуса. На оправке диаметром 30 мм накручивают трубку из любой чертежной бумаги в два слоя с небольшим нахлестом, причем один оборот — без клея. После высыхания трубки зашкуривают шов и покрывают ее двумя слоями лака марки НЦ. Следует отметить, что все наружные поверхности модели лакируются для создания грунта под отделку. Д$лее на оправке диаметром 13 мм выполняют двигательный отсек для установки МРД. Он представляет собой двухслойную трубку аналогично корпусу. Для установки и центрирования МРД необходимо изготовить переходные кольца. Материалом для них в нашем варианте является картон. Возможен также пенопласт различных марок. Наружный диаметр переходных колец чуть меньше 30 мм, внутренний — около 15 мм. Выпиленные лобзиком и обработанные кольца надеваются с двух концов на двигательный отсек и приклеиваются. Получившуюся катушку надежно вклеивают в корпус модели.

Стабилизаторы — из бумаги; вырезаются по выкройке, сгибаются и склеиваются. После разметки их месторасположения на корпусе приклеиваются ПВА. Фал для парашюта крепят на модели любым доступным способом.

Головной обтекатель по конструкции необычен. Материалом служат не только бумага, но и сосновая рейка, и пенопласт для заглушки. Сначала вырезают основание обтекателя, которое представляет собой цилиндр из чертежной бумаги. Затем склеивают конус, который соединяют с основанием при помощи клея и зубцов. Внутрь обтекателя вклеивается конструкция, состоящая из заглушки и сосновой рейки с ниткой для крепления обтекателя к фалу. Чтобы обтекатель не проваливался внутрь ракеты, на наружную поверхность его основания наклеивают полоску бумаги шириной 5 мм.

Рис. 1. Учебная модель ракеты:

1 — конус обтекателя, 2 — шпилька, 3 — заглушка, 4 — нить крепления обтекателя, 5 — основание обтекателя, 6 — система спасения (парашют или тормозная лента), 7 — корпус, 8 — заглушка пыжа, 9 — корпус пыжа, 10 — двигательный отсек, 11 — переходные кольца, 12 — стабилизатор.

Рис. 2. Тренировочная модель ракеты:

1 — шпилька, 2 конус обтекателя, 3 — основание обтекателя, 4 — система спасения, 5 — корпус, 6 — направляющие кольца, 7 — пыж, 8 — переходное кольцо, 9 — отсек МРД, 10 — стабилизатор. Выкройки: головного обтекателя (I), стабилизатора (II) и основания (III).

Рис. 3. Модель ракеты «Фикс»:

1 — обтекатель (древесина), 2 — носовой конус (бумага), 3 — парашют или тормозная лента, 4 корпус, 5 — пыж, 6 — двигательный отсек. 7 — донная часть, 8 — стабилизатор (бумага). Выкройки: стабилизатора (I), унифицированного элемента (обтекателя и донной части) — II.

Для надежности выброса парашютной системы лучше всего применять жесткий пыж, изготовленный в виде цилиндра, стенка которого — бумага, свернутая в один оборот, а донца — заглушки из пенопласта. Правильно сделанный пыж должен свободно под действием воздуха передвигаться внутри корпуса.

После того как готовы все части ракеты, можно производить сборку и отделку. Для покраски модели применяют нитроэмали различных цветов. Желательно, чтобы каждый учащийся раскрашивал модель по-своему.

Предлагаемая модель создается кружковцами первого года обучения за восемь занятий, что соответствует программе. При изготовлении данной модели учащиеся приобретают навыки разметки заготовок, работы с лобзиком, напильником, отделки, что необходимо для дальнейшего обучения учащихся при постройке более сложных моделей ракет.

На полетных испытаниях модель устойчиво летит, если даже сделана не очень аккуратно.

Масса модели без МРД и парашюта около 30 г. Замедлитель двигателя работает 2 с.

Дальнейшим развитием учебной модели являются мини-ракеты, представленные на рисунках 2 и 3. Их можно использовать для соревнований в двух категориях (SЗА и S6А) спортивных моделей.

СТРОИМ МОДЕЛИ РАКЕТ, ЧТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ НОВИЧОК И С ЧЕГО НАЧАТЬ

Прежде чем говорить о миниатюрных ракетах, уясним — что же такое модель ракеты, рассмотрим основные требования, предъявляемые к постройке и запуску моделей ракет.

Летающая модель ракеты приводится в движение с помощью ракетного двигателя и поднимается в воздух, не используя аэродинамическую подъёмную силу несущих поверхностей (как самолёт), имеет устройство для безопасного возвращения на землю. Модель изготовляют в основном из бумаги, дерева, разрушаемого пластика и других неметаллических материалов.

Разновидностью моделей ракет являются модели ракетопланов, которые обеспечивают возвращение на землю их планёрной части путём устойчивого планирования с использованием аэродинамических, замедляющих падение сил.

Различают 12 категорий моделей ракет — на высоту и продолжительность полёта, модели-копии и т.д. Из них — восемь чемпионатных (для официальных соревнований). У спортивных моделей ракет ограничивается стартовая масса — она должна быть не более 500 г, у копии — 1000 г, масса топлива в двигателях — не более 125 г и количество ступеней — не более трёх.

Стартовая масса — это масса модели с двигателями, с системой спасения и полезным грузом. Ступенью модели ракеты называется часть корпуса, содержащая в себе один или более ракетных двигателей, спроектированная с учётом её отделения в полёте. Часть модели без двигателя не является ступенью.

Ступенчатость конструкции определяют на момент первого движения от стартового двигателя. Для запуска модели ракет следует применять модельные двигатели (МРД) на твёрдом топливе только промышленного производства. Конструкция должна иметь поверхности или устройства, удерживающие модель на заранее намеченной траектории взлёта.

Нельзя, чтобы модель ракеты освобождалась от двигателя, если он не заключён в ступень. Разрешается сбрасывать корпус двигателя у модели ракетопланов, которые опускаются на парашюте (с куполом площадью не менее 0,04 кв. м) или на ленте размерами не менее 25×300 мм.

На всех ступенях модели и отделяющихся частях необходимо устройство, замедляющее спуск и обеспечивающее безопасность приземления: парашют, ротор, крыло и т.д. Парашют может изготовляться из любых материалов, а для удобства наблюдения иметь яркую окраску.

На модели ракеты, представляемой на соревнования, должны быть опознавательные знаки, состоящие из инициалов конструктора и двух цифр высотой не менее 10 мм. Исключение составляют модели-копии, опознавательные знаки которых соответствуют знакам копируемого прототипа.

Любая летающая модель ракеты (рис. 1) имеет следующие основные части: корпус, стабилизаторы, парашют, направляющие кольца, головной обтекатель и двигатель. Поясним их назначение. Корпус служит для размещения парашюта и двигателя. К нему крепят стабилизаторы и направляющие кольца.

Стабилизаторы нужны для устойчивости модели в полёте, а парашют или любая другая система спасения — для замедления свободного падения. С помощью направляющих колец модель устанавливают на штангу перед стартом. Для придания модели хорошей аэродинамической формы верхняя часть корпуса начинается головным обтекателем (рис. 2).

Двигатель — «сердце» модели ракеты, он создает необходимую тягу для полёта. Для тех, кто желает приобщиться к ракетомоделизму, своими руками изготовить действующую модель летательного аппарата под названием ракета, предлагаем несколько образцов таких изделий.

Надо сказать, что для данной работы понадобятся доступный материал и минимум инструментов. И, конечно, это будет самая простая, одноступенчатая модель под двигатель импульсом 2,5 — 5 н.с.

Исходя из того, что по спортивному кодексу ФАИ и нашим «Правилам проведения соревнований» минимальный диаметр корпуса составляет 40 мм, выбираем соответствующую оправку для корпуса. Для неё подойдет обыкновенный круглый стержень или трубка длиной 400 — 450 мм.

Это могут быть составные элементы (трубки) шланга от пылесоса или отслужившие свой век лампы дневного света. Но в последнем случае нужны особые меры предосторожности — ведь лампы изготовлены из тонкого стекла. Рассмотрим технологию постройки простейших моделей ракет.

Основной материал для изготовления несложных моделей, рекомендуемых начинающим конструкторам, — бумага и пенопласт. Корпуса и направляющие кольца склеивают из чертёжной бумаги, парашют или тормозную ленту вырезают из длинноволокнистой или цветной (креповой) бумаги.

Стабилизаторы, головной обтекатель, обойму под МРД делают из пенопласта. Для склейки желательно применять клей ПВА. Изготовление модели следует начать с корпуса. Для первых моделей лучше делать его цилиндрическим.

Условимся строить модель под двигатель МРД 5-3-3 с наружным диаметром 13 мм (рис. 3). В этом случае для его крепления в кормовой части придется вытачивать обойму длиной 10 — 20 мм. Важными геометрическими параметрами корпуса модели являются диаметр (d) и удлинение (X), которое представляет собой отношение длины корпуса (I) к его диаметру (d): X = I/d.

Удлинение большинства моделей для устойчивого полёта с хвостовым оперением должно быть около 9 — 10 единиц. Исходя из этого, определим размер бумажной заготовки для корпуса. Если возьмём оправку диаметром 40 мм, то ширину заготовки вычислим по формуле длины окружности: В — ud. Полученный результат надо умножить на два, ведь корпус — из двух слоёв бумаги, и добавить 8 — 10 мм на припуск для шва.

Ширина заготовки получилась равной порядка 260 мм. Тем, кто ещё не знаком с геометрией, ребятам второго-третьего классов, можно рекомендовать другой простой способ. Взять оправку, обмотать её два раза ниткой или полоской бумаги, прибавить 8 — 10 мм и узнать, какой будет ширина заготовки для корпуса. Следует иметь в виду, что бумагу необходимо располагать волокнами вдоль оправки.

В этом случае она хорошо скручивается, без изломов. Длину заготовки вычислим по формуле: L = Trd или остановимся на размере 380 -400 мм. Теперь о склейке. Обмотав бумажку-заготовку вокруг оправки один раз, оставшуюся часть бумаги промазываем клеем, даём ему немножко подсохнуть и обматываем второй раз.

Загладив шов, помещаем оправку с корпусом у источника тепла, например, у батареи отопления, после просушки зачищаем шов мелкой наждачной бумагой. Аналогичным способом изготавливаем и направляющие кольца. Берём обычный круглый карандаш и наматываем на него полоску бумаги шириной 30 — 40 мм в четыре слоя

Получаем трубочку, которую после высыхания разрезаем на кольца шириной 10 — 12 мм. Впоследствии клеим их к корпусу. Они являются направляющими кольцами для старта модели. Форма стабилизаторов может быть различна (рис. 4). Их главное предназначение — обеспечение устойчивости модели в полёте.

Предпочтение можно отдать той, при которой часть площади находится за срезом кормовой (нижней) части корпуса. Выбрав нужную форму стабилизаторов, делаем его шаблон из плотной бумаги. По шаблону вырезаем стабилизаторы из пластины пенопласта толщиной 4 — 5 мм (можно с успехом применять потолочный пенопласт). Наименьшее число стабилизаторов — 3.

Сложив стопкой, друг на друга в пакет, скалываем их двумя булавками и, зажав пальцами одной руки, обрабатываем по краям напильником или бруском с наклеенной наждачной бумагой. Потом закругляем или заостряем все стороны стабилизаторов (предварительно разобрав пакет), кроме той, которой они будут крепиться к корпусу.

Далее — клеим стабилизаторы на ПВА в донной части корпуса и покрываем боковые стороны клеем ПВА — он сглаживает поры пенопласта. Головной обтекатель вытачиваем из пенопласта (лучше марки ПС-4-40) на токарном станке. Если такой возможности нет, его можно вырезать также из куска пенопласта и обработать напильником или наждачной бумагой.

Аналогично изготавливаем обойму под МРД и вклеиваем его в донную часть корпуса. В качестве системы спасения модели, обеспечивающей её безопасное приземление, применяем парашют или тормозную ленту. Купол вырезаем из бумаги или тонкого шёлка.

Для первых стартов диаметр купола следует выбирать порядка 350 — 400 мм, — этим самым ограничить время полёта — ведь хочется сохранить свою первую модель на память. После крепления строп к куполу производим укладку парашюта (рис. 6). После изготовления всех деталей модели проводим её сборку.

Головной обтекатель соединяем резиновой нитью (амортизатором) с верхней частью корпуса модели ракет. Концы строп купола парашюта связываем в один жгут и крепим его к середине амортизатора. Далее красим модели в яркие контрастные цвета. Стартовая масса готовой модели с двигателем МРД 5-3-3 около 45 — 50 г.

Подобными моделями можно проводить первые соревнования на продолжительность полёта. Если место для запусков ограничено, рекомендуем выбрать в качестве системы спасения тормозную ленту размерами 100×10 мм. Старты получаются зрелищными и динамичными.

Ведь время полёта при этом будет порядка 30 с, да и доставка моделей гарантирована, что очень важно для самих «ракетчиков». Модель ракеты для показательных полётов (рис. 7) рассчитана на старт с более мощным двигателем с общим импульсом 20 н.с. Она может нести на своём борту и полезный груз — листовки, вымпелы.

Полёт такой модели сам по себе эффектный: старт напоминает пуск настоящей ракеты, а выброс листовок или разноцветных вымпелов добавляет зрелищности. Корпус клеим из плотной чертёжной бумаги в два слоя на оправке диаметром 50 -55 мм, длина его 740 мм.

Стабилизаторы (их четыре) вырезаем из пластины пенопласта толщиной 6 мм. После закругления трёх сторон (кроме самой длинной — 110-мм) их боковые поверхности покрываем двумя слоями клея ПВА. Затем на длинной их стороне, которую потом крепим к корпусу, делаем желобок круглым напильником — для плотного прилегания стабилизаторов к круглой поверхности.

Направляющую трубку выклеиваем известным нам способом на круглой оправке (карандаше), разрезаем на кольца шириной 8 — 10 мм и крепим на ПВА к корпусу. Головной обтекатель вытачиваем на токарном станке из пенопласта. Из него же делаем и обойму под МРД шириной 20 мм и вклеиваем его в донную часть корпуса.

Наружную поверхность головного обтекателя два-три раза обмазываем клеем ПВА — для удаления шероховатости. Соединяем с верхней частью корпуса резинкой-амортизатором, для которого годится обыкновенная бельевая резинка шириной 4 — 6 мм. Купол парашюта диаметром 600 — 800 мм вырезаем из тонкого шёлка, число строп — 12-16.

Свободные концы этих нитей соединяем узлом в один жгут и крепим к середине амортизатора. Внутрь корпуса на расстоянии 250 — 300 мм от нижнего среза бумаги вклеиваем решётку из плотной бумаги или реек, которая не позволяет парашюту и полезному грузу опускаться в момент взлёта в низ модели, нарушая этим её центровку. Наполнение полезного груза целиком зависит от фантазии конструктора модели. Стартовая масса модели — около 250 — 280 г.

ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО МОДЕЛИ РАКЕТЫ

Для безопасного запуска и полёта модели необходимо надёжное стартовое оборудование. Оно состоит из пускового устройства, пульта дистанционного управления запуском, проводников для подачи электропитания и воспламенителя.

Пусковое устройство должно обеспечивать движение модели вверх до тех пор, пока не будет достигнута скорость, необходимая для безопасного полёта по намеченной траектории. Механические приспособления, встроенные в пусковую установку и помогающие при старте, применять запрещается Правилами соревнований по моделям ракет спортивного Кодекса.

Самое простое пусковое устройство — направляющая штанга (штырь) диаметром 5 — 7 мм, которая закрепляется в стартовой плите. Угол наклона штанги к горизонту не должен быть менее 60 градусов. Пусковое устройство задаёт модели ракеты определённое направление полёта и обеспечивает ей достаточную устойчивость в момент схода с направляющего штыря.

При этом следует учесть, что чем больше длина модели, тем больше должна быть и его длина. Правила предусматривают минимальное расстояние от верхней макушки модели до окончания штанги в один метр. Пульт управления запуском представляет собой обыкновенную коробку размерами 80x90x180 мм, изготовить её можно самостоятельно из фанеры толщиной 2,5 — 3 мм.

На верхней панели (её лучше сделать съёмной) устанавливают сигнальную лампочку, блокировочный ключ и кнопку пуска. На ней можно смонтировать вольтметр или амперметр. Электрическая схема пульта управления запуском изображена на рисунке 7. В качестве источника тока в пульте управления применяют аккумуляторы или другие элементы питания.

В нашем кружке многие годы используют для этой цели четыре сухих элемента типа КБС напряжением 4,5 V, соединив их параллельно в две батареи, которые, в свою очередь, соединяют между собой последовательно. Такого питания хватает для запуска модели ракет в течение всего спортивного сезона.

Это около 250 — 300 пусков. Для подачи электропитания от пульта управления к воспламенителю желательно применять медные многожильные провода диаметром не менее 0,5 мм с влагостойкой изоляцией. Для надёжного и быстрого соединения на концах проводов устанавливают штепсельные разъёмы. В местах соединения воспламенителя крепят «крокодилы».

Длина токоподводящих проводов должна быть свыше 5 м. Воспламенитель (электрозапал) двигателей моделей ракет — это спираль из 1 — 2 витков или отрезок проволоки диаметром 0,2 — 0,3 мм длиной 20 — 25 мм. Материалом для воспламенителя служит нихромовая проволока, обладающая большим сопротивлением. Электрозапал вставляют непосредственно в сопло МРД.

При подаче тока на спираль (электрозапал) выделяется большое количество тепла, так необходимого для воспламенения топлива двигателя. Иногда, для усиления начального теплового импульса, спираль покрывают пороховой мякотью, предварительно обмакнув её в нитролак.

При запуске моделей ракет необходимо строго соблюдать меры безопасности. Вот некоторые из них. Старт моделей производится только дистанционно, пульт управления запуском размещается на расстоянии не менее 5 м от модели.

Для предотвращения непроизвольного воспламенения МРД блокировочный ключ пульта управления должен находиться у ответственного за старт. Только с его разрешения по команде «Ключ на старт!» делается трёхсекундный предстартовый отсчёт в обратном порядке, оканчивающийся командой «Пуск!».