Запобіжні заходи при запуску

Для запуску МРД варто застосовувати тільки запал, причому, вставляючи в канал сопла, його треба закріплювати, але в жодному разі не забивати в сопло. У противному випадку вибух двигуна неминучий.

Запуск МРД роблять тільки разом з моделлю або на стенді; у випадку відмови запалювання підходити до моделі (МРД) можна не раніше чим через 1хв.

Моделі ракет запускають тільки з пускового пристрою, оснащеного напрямним штирем (стрижнем)або іншими напрямними довжиною не мельне 1м припустиме відхилення стрижня від вертикалі не більше 30˚. Для запобігання травм очей, верхній кінець стрижня повинен перебувати не нижче 1,5 м від землі.

Площадка для запуску моделей ракет у радіусі 1м від пускового пристрою повинна бути очищена від сухої трави й інших легких – займистих матеріалів.

Одна з умов польоту моделі ракети за заданою траєкторією – її стійкість, тобто здатність повертатися в положення рівноваги, порушене зовнішньою силою, після припинення дії останньої.

Аеродинамічна стійкість залежить від взаємного розташування центра ваги (ЦВ) і центра тиску (ЦТ), Центр тиску –центр сумарних всіх аеродинамічних сил. Якщо ЦВ розташований за ЦТ, аеродинамічні сили створюють момент, що збільшує кут атаки. Така модель буде не стійкою в польоті. Якщо ЦВ розташований спереду ЦТ, при зміні кута атаки аеродинамічні сили створюють момент, що повертає модель ракети до нульового кута атаки. Така модель буде стійкою. Чим далі зміщений ЦТ відносно ЦВ, тим стійкіша ракета.

Відношення відстані від ЦТ до ЦВ до довжини ракети називається запасом стійкості. Для ракет зі стабілізаторами він становить 5-15%.

Оскільки формули для визначення ЦВ складні, можна запропонувати наближений практичний спосіб його знаходження. З листового матеріалу (картону, фанери, целулоїду) вирізують фігуру по контуру моделі ракети й знаходять її ЦВ. Це й буде шуканий ЦВ моделі.

У польоті в міру вигоряння палива положення ЦВ може мінятися, але в кожному разі ЦВ повинен залишатися спереду ЦТ. Якщо паливо (двигун) розміщається у хвостовій частині моделі, то при вигорянні його ЦТ буде зміщатися до носової частини ракети тому стійкість збільшується. Крайні положення ЦТ визначають балансуванням моделі, готової до старту, і моделі після вигоряння палива.

Стійкість моделі можна забезпечити: поважчанням її носового обтікача; зсувом ЦТ до хвостової частини, збільшуючи площу та змінюючи розташування стабілізаторів.

Для стабілізаторів використають тонкі симетричні профілі. Застосування тонкої пластини спрощує виготовлення моделі, практично не впливаючи на її аеродинамічні якості.

Корпус моделі ракети являє собою тіло обертання. конус, що розширюється, хвостової частини (найкраща форма) забезпечує найбільшу стійкість моделі.

При виборі довжини корпуса подовження λ варто брати в межах 10-25; λ=Lк/d; Lк довжина корпуса, d - діаметр корпуса.Найбільш підходящий матеріал для корпусів моделей папір наприклад, малювальний, на пів ватман, ватман). Склеюють паперові корпуси на оправках столярним або казеїновим клеєм. Папір може бутив намотаний в 2-3 шари у залежності від товщини. Діаметр МРД може бути різний. Якщо будувати модель із двигуном діаметром 20мм, діаметр корпуса повинен бути більше цього розміру. При λ=20мм довжину корпуса робимо рівною 400мм. Це й буде довжиною паперової заготовки для корпуса. А ширину заготовки можна визначити по формулі довжини окружності С= Пd, де d діаметр оправки Якщо корпус роблять із двох шарів паперу, то

ширина заготовки буде l о= 2С=2 Пd; якщо із трьох, то l о= 3Пd До отриманого розміру варто додати 10-15мм на припуск для шва. Можна визначити ширину заготовки для корпуса, обмотавши два рази оправку смужкою паперу й додавши 10-15мм на шов.

Заготовку розташовують так, що б її довжина була спрямована уздовж волокон паперу

Вид А

Особливо міцні корпуси виготовляють зі склопластику. Основний матеріал для стабілізаторів –авіаційна фанера товщиною 1-2мм; застосовують також липу й бальсу.

Парашут для одноступінчастої моделі виконують із паперу, шовку, капрону, металізованої плівки.

Найбільше важко виготовити корпус. Тому спочатку краще навчити хлопців клеїти трубочки для напрямних кілець. Оправкою може служити круглий олівець. Просушені трубочки розріжуть ножем на кільця шириною 5-8мм.

Модель одноступінчастої ракети (мал.2).

Корпус складається із двох шарів креслярського паперу; склеєний столярним клеєм на оправці діаметром 19мм. Напрямні кільця –із чотирьох шарів креслярського паперу, оправкою для їхнього склеювання може служити олівець діаметром 6 мм.

Три стабілізатори виготовлені з фанери товщиною1мм і приєднані в стик до нижньої частини корпуса нітро клеєм.

Головний обтікач виточений на токарному верстаті з березової деревини.

Кріплять його до верхньої частини корпуса за допомогою гумового амортизатора.

Купол парашу діаметром 500мм виготовляють із мікалентного паперу; 18 стропів з ниток №10 кріплять до головного обтічника.

Зібрану модель покривають нітролаком (эмалітом) і офарблюють у чорний і жовтий кольори (смугами). Маса моделі без двигуна 25гр.

Контрольні запитання

1.Охарактеризуйте будову одноступінчастої моделі ракети?

2.Охарактеризуйте будову ракетного двигуна та його принцип дії?

3. Які є типи ракетних двигунів?

4.За якими критеріями класифікують модельні ракетні двигуни, та як вони маркуються?

5. Які запобіжні заходи використовують при запуску моделей ракет?

6.Охарактеризуйте, які вимоги висуваються до пускового пристрою, опишіть будову їх?

7.Як визначається центр ваги (ЦВ) моделі?

8. Як визначається центр тиску (ЦТ) моделі?

9.Як визначається довжину корпуса моделі ракети?

10.Як визначається ширину заготовки для корпуса моделі ракети?

11. Як виготовляють стабілізатори моделі?.

12.Як виготовляють головний обтікач моделі?.

13.Як виготовляють парашут до моделі ракети?.

14.Як виконують оздоблення моделі ракети?

ЛАБОРАТОРНА-ПРАКТИЧНА РОБОТА № 11

Тема: «Проектування та виготовлення складної моделі ракети "РВ-100"».

Мета Ознайомитись з технологією виготовлення моделі –копії ракети

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

1. Ознайомитись з загальними відомостями про будову моделі, та технологію її виготовлення.

2. Записати у звіт про роботу: тему та мету роботи, контрольні запитання та повні відповіді на них.

Модель ракети"РВ-100"

Сконструйована для змагань "спуск на стрічці" і на висоту польоту (мал.3). Для її запуску застосовують двигун МРД2,5-3-3.

Корпус довжиною 190мм формують зі склопластику в двох оправках: змінного перетину й діаметром 18 й 13мм. Три стабілізатори вирізують із липової пластини й в стик приклеюють до корпуса епоксидним клеєм. Напрямні кільця діаметром 4мм і довжиною 3мм – зі склопластику. Гумовий –амортизатор кріплять до корпуса зовні в районі центра ваги моделі (ЦВ визначають для моделі із двигуном). Гальмова стрічка – з лавсанової плівки товщиною 0,4мм.

Маса моделі без двигуна 8 гр.

Контрольні запитання.

1.Охарактеризуйте будову одноступінчастої моделі ракети?

2.Опишіть технологію виготовлення корпусу моделі, обтікача, стабілізаторів?

3. Опишіть технологію виготовлення гальмівної стрічки?

4.Як кріпиться гальмівна стрічка до корпусу моделі?

Мал..3 Модель ракети зі стрічкою"РВ-100"

1-головний обтікач, 2-нитка підвіски, 3-стрічка, 4-корпус, 5-стабілізатор, 6-гумовий амортизатор, 7-напрямне кільце.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНА РОБОТА № 12

Тема: „Проектування та виготовлення складної моделі копії ракети „09” та її запуск.”

Мета: Ознайомитись з технологією виготовлення моделі –копії ракети „09” та її запуск.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

1. Ознайомитись з загальними відомостями про будову моделі, та технологію її виготовлення.

2. Записати у звіт про роботу: тему та мету роботи, контрольні запитання та повні відповіді на них.

Модель-копія ракети "09" (мал.4). 17 серпня 1933р. під Москвою в Нахабно була запущена перша радянська ракета "09" конструкції М.К.Тихонравова. Модель-копія знаменитої „гирдовской” ракети "09" (ГИРД –група вивчення реактивного руху) розроблена у масштабі 1:4 на станції юних техніків м. Електросталі

На сам перед треба виготовити

напрямні кільця оправку для виклеювання корпуса. Її можна виточити з дюралюмінію, при чому зовнішні діаметри необхідно зробити на 1мм менше відповідних розмірів моделі.

Корпус клеять із двох шарів креслярського паперу; циліндричну й конічну частини виклеюють окремо. Оболонки торцюють гостро заточеним ножем, затиснувши їх разом з оправками у патрон токарного верстата. Потім елементи корпуса знімають із болванки й склеюють

Бічні обтікачі штампують із тонкого целулоїду. До циліндричної частини корпуса їх прикріплюють нітро клеєм. Там же прорізають отвір і закривають з середини целулоїдним диском –це імітація засклення манометра.

Мал.4.Модель-копія ракети"09":

1-головний обтікач, 2+-приладовий відсік, 3-бічний обтікач, 4-скло манометра, 5-ребра жорсткості, 6-корпус, 7-стабілізатор, 8-хвостовий обтікач, 9-МРД 20-10-4, 10-шпангоут, 11-обтікач стабілізатора, 12-упорний шпангоут, 13-свіча запалювання,

У нижній частині корпуса вклеюють два шпангоути, виточених з липи; верхній шпангоут -упорний.

Стабілізатори вирізують із липи. Для міцності, їх поверхні оклеюють склотканиною. Стабілізатори кріплять до корпуса епоксидним клеєм, місця стиків підсилюють бальсовими (липовими) обтікачами.

Уздовж корпуса зверху вниз проходять вісім ребер жорсткості, їх можна вистругати з липових рейок довжиною 310мм. Напрямні кільця - із бляшаних смужок шириною 2мм. Їх кріплять до корпуса епоксидним клеєм.

Головний обтікач виточують із липи. Для полегшення деталі у середині проточують для утворення порожнини.

Знімний хвостовий обтікач формують зі склопластику. Після установки ракетного двигуна його прикріплюють до шпангоута корпуса чотирма гвинтами М2.

Парашут вирізують із мікалентного паперу; діаметр його купола 750мм.

Після зборки модель спочатку покривають двома шарами клею чи фарби АК-20, а потім шпаклюють й обробляють шкуркою. Остаточна обробка –фарбування в сріблистий колір ("серебрянкой"); напису "СРСР" й "09" - чорні, зірка-червона. Після остаточної обробки маса моделі повинна бути в межах 120гр. На модель установлюють двигун МРД 20-10-4.