Сам себе ракетостроитель: взлетаем самостоятельно. Ракетный двигатель для моделей
Сам себе ракетостроитель | Журнал Популярная Механика
Мало кто из моих ровесников не увлекался постройкой моделей ракет. Может, сказывалось всемирное увлечение человечества пилотируемыми полетами, а может, кажущаяся простота постройки модели. Картонная трубка с тремя стабилизаторами и головным обтекателем из пенопласта или бальсы, согласитесь, намного проще даже элементарной модели самолета или автомобиля. Правда, энтузиазм большинства молодых Королевых, как правило, улетучивался на этапе поиска ракетного двигателя. Оставшимся ничего не оставалось, как осваивать азы пиротехники.
Александр Грек
18 февраля 2008 00:00
Между Главным конструктором наших ракет Сергеем Королевым и Главным конструктором наших ракетных двигателей Валентином Глушко шла негласная борьба за звание Самого Главного: кто же действительно важнее, конструктор ракет или двигателей для них? Глушко приписывают крылатую фразу, якобы брошенную им в разгар такого спора: «Да я к своему двигателю забор привяжу — он на орбиту выйдет!» Впрочем, эти слова — отнюдь не пустое бахвальство. Отказ от «глушковских» двигателей привел к краху королевской лунной ракеты H-1 и лишил СССР каких-либо шансов на победу в лунной гонке. Глушко же, став генеральным конструктором, создал сверхмощную ракету-носитель «Энергия», превзойти которую до сих пор никому не удается.
Двигатели из патронов
Та же закономерность работала и в любительском ракетостроении — выше летала ракета, у которой был более мощный двигатель. Несмотря на то что первые ракетомодельные двигатели появились в СССР еще до войны, в 1938 году, Евгений Букш, автор вышедшей в 1972 году книги «Основы ракетного моделизма», взял за основу такого двигателя картонную гильзу охотничьего патрона. Мощность определялась калибром исходной гильзы, а производились двигатели двумя пиротехническими мастерскими ДОСААФ вплоть до 1974 года, когда было принято решение об организации в стране ракетомодельного спорта. Для участия в международных соревнованиях потребовались двигатели, подходящие по своим параметрам под требования международной федерации.
Их разработка была поручена Пермскому НИИ полимерных материалов. Вскоре была выпущена опытная партия, на основе которой и начал развиваться советский ракетомодельный спорт. С 1982 года с перебоями заработало серийное производство двигателей на государственном казенном заводе «Импульс» в украинской Шостке — в год выпускали 200−250 тысяч экземпляров. Несмотря на жесткий дефицит таких двигателей, это был период расцвета советского любительского модельного ракетостроения, который закончился в 1990 году одновременно с закрытием производства в Шостке.
Двигательный тюнинг
Качество серийных двигателей, как нетрудно догадаться, для серьезных соревнований не годилось. Поэтому рядом с заводом в 1984 году появилось мелкосерийное опытное производство, обеспечивавшее своей продукцией сборную страны. Особенно выделялись двигатели, частным образом изготовленные мастером Юрием Гапоном.
А в чем, собственно, сложность производства? По своей сути ракетомодельный двигатель — простейшее устройство: картонная трубка с запрессованным внутри дымным порохом марки ДРП-3П (дымный ружейный порох 3-й состав для прессованных изделий) с керамической заглушкой с соплом-дыркой с одной стороны и пыжом с вышибным зарядом — с другой. Первая проблема, с которой не справлялось серийное производство, — точность дозировки, от которой зависел и конечный суммарный импульс двигателя. Вторая — качество корпусов, которые часто давали трещины при прессовании под давлением в три тонны. Ну и третья — собственно, качество запрессовки. Впрочем, проблемы с качеством возникали не только в нашей стране. Не блещут им и серийные ракетомодельные двигатели другой великой космической державы — США. А лучшие модельные двигатели делают микроскопические предприятия в Чехии и Словакии, откуда их контрабандой провозят для особо важных мероприятий.
Тем не менее при социализме двигатели, пусть неважные и с дефицитом, но были. Сейчас же их нет вообще. Отдельные детские ракетомодельные студии летают на старых, еще советских запасах, закрывая глаза на то, что срок годности давно вышел. Спортсмены пользуются услугами пары мастеров-одиночек, а если повезет, то и контрабандными чешскими двигателями. Любителям же остается единственный путь — перед тем как стать Королевым, сначала стать Глушко. То есть делать двигатели самим. Чем, собственно, и занимались я и мои друзья в детстве. Слава богу, пальцы и глаза у всех остались на месте.
Из всех искусств
Из всех искусств для нас важнейшим является кино, любил поговаривать Ильич. Для ракетомоделистов-любителей середины прошлого века — тоже. Ибо кино- и фотопленка того времени делалась из целлулоида. Туго свернутая в небольшой рулончик и засунутая в бумажную трубку со стабилизаторами, она позволяла взлететь простейшей ракете на высоту пятиэтажного дома. У таких двигателей было два главных недостатка: первый — небольшая мощность и, как следствие, высота полета; второй — невозобновимость запасов целлулоидной пленки. Например, фотоархива моего отца хватило всего на пару десятков запусков. Сейчас, кстати, жалко.
Второй вариант двигателей собирался, так сказать, из отходов деятельности Советской армии. Дело в том, что при стрельбах на артиллерийских полигонах (а один из них как раз находился неподалеку от нас) метательный заряд при выстреле выгорает не до конца. И если хорошенько поискать в траве перед позициями, можно было найти довольно много трубчатого пороха. Самая несложная ракета получалась в результате простого заворачивания такой трубки в обычную фольгу от шоколадки и поджигания с одного конца. Летала такая ракета, правда, невысоко и непредсказуемо, зато весело. Мощный двигатель получался при собирании длинных трубок в пакет и заталкивании их в картонный корпус. Из обожженной глины изготавливалось и примитивное сопло. Работал такой двигатель очень эффектно, поднимал ракету довольно высоко, но часто взрывался. К тому же на артиллерийский полигон не особо походишь.
Страничка эмбеддера » Как я делаю ракетные двигатели
Иногда хочется чего-то странного. Вот, недавно меня потянуло на ракетомоделизм. Так как я строю ракеты на нубовском уровне, для меня ракета состоит из двух частей – двигателя и корпуса. Да, я знаю, что все намного сложнее, но даже с таким подходом ракеты летают. Естественно, вам интересно, как делается двигатель.
Хочу предупредить, что если вы соберетесь повторить то, что написано в этой статье, то будете делать это на свой страх и риск. Я не гарантирую точность или безопасность предложенной методики.
Для корпуса двигателя я использую толстостенные ПВХ трубы диаметром 3/4 дюйма. Трубы такого диаметра относительно дешевы и широкодоступны. Лучше всего трубы режутся специальными ножницами. Я очень много намучался, пытаясь резать такие трубы электролобзиком – всегда получалось очень криво.
Трубу я размечаю так:
Все размеры в дюймах. кто не знает, размер в дюймах нужно умножить на 2.54 и получится размер в сантиметрах. Эти размеры я нашел в замечательной книге
Там есть и куча других конструкций. Верхний кусок двигателя (который пустой) я не делаю. Там должен быть вышибной заряд для парашюта, мне пока далеко до этого.
Отрезанный кусок трубы вставляется в специальную приспособу. Покажу все приспособы сразу, дабы не возникало вопросов:
Длинная палка играет роль “пестика” Ей утрамбовывается глина и топливо. Вторая деталька – это кондуктор. Он служит для того, чтобы просверлить сопло точно по центру двигателя. Вот их чертежи:
Сверло используется длинное – длинной 13см. Его как раз хватает для того, чтобы просверлить канал через все топливо.
Теперь нужно замешивать топливо. Я использую стандартную “карамельку” – сахар и селитра в соотношении 65 селитры/35сахара. Плавить карамель я не хочу – занятие это рискованное, да и не стоит это того геморроя. Я не пытаюсь вытянуть из топлива все возможное. Это ведь любительское ракетостроение. Я просто смешиваю сахарную пудру и селитру в порошках:
Далее, формируем сопло. Для этого забираем у любимого котэ наполнитель туалетов (желательно, неюзанный), перетираем его в ступке до более-менее однородной массы и слегка смачиваем водой.
Забиваем порошок по разметку. Бить нужно довольно сильно.
Забивка топлива и заглушки ничем не отличается. Кажется, что по топливу стучать опасно, но карамелька трудно воспламеняется даже от спички. Естественно, базовые меры предосторожности соблюдать стоит – не склонятся над двигателем, работать в защитной маске, итп.
Последние 5мм заглушки я оставляю для термоклея. Я несколько раз пробовал сделать ракету без заглушки из термоклея, верхнюю пробку вырывало давлением. Термоклей обладает отличной адгезией к пластику и не успевает расплавится при горении двигателя.
Сверлим сопло через кондуктор:
Топливо очень плохо сверлится – сахар плавится и липнет на сверло, поэтому его приходится часто вытаскивать и счищать налипшее топливо. Проверяем сопло:
Заливаем последние 5мм трубки и ее торец термоклеем
Все, двигатель готов. Вот так выглядит двигатель на статических испытаниях. К сожалению, видео не показательно – в этом двигателе канал был просверлен на половину, и фотоаппарат не правильно записал звук. В реале “рев” двигателе очень громкий и серьёзный, а не такой игрушечный как на записи.
bsvi.ru
Небольшой отчет об изготовлении и запуске моделей ракет — Gnativ.ru
И звезды становятся ближе…
Предисловие
В связи с тем, что мой сын Матвей потихоньку подрастает, я стал все чаще задавать себе вопрос — «А чем увлекаются современные детишки 8-14 лет?». Иногда, встречая на улице группы детишек, только и слышишь, что «… я там десять монстров завалил, я там шахту захватил и.п.». Приходится признать, что компьютерные игры, это важная часть жизни современного ребенка. С этим практически невозможно бороться. Компьютеры становятся все доступнее, а компьютерные технологии все совершеннее.По моему мнению, бесконтрольное увлечение компьютерными играми угрожает не только зрению и неокрепшей психике ребенка, мне кажется в этом кроется гораздо большая опасность — фантастические миры компьютерных игр заменяют детям реальность и лишают их собственного воображения, тяги к творчеству и изобретательству.
Кто пойдет в институты и будет создавать новые технологии? Кто построит корабли которые понесут нас к звездам? Кто откроет новые источники энергии? Если в детско-подростковом возрасте не получена тяга к технике, конструированию и изобретательству — то как она разовьется в человеке в дальнейшем? В 14-16 лет подростков уже интересуют «другие» проблемы…
Есть еще спортивные секции, музыкальные и художественные школы. Спорт, музыка и рисование — это тоже важно, но я сейчас хочу сказать о другом… Кто научит маленьких мужчин делать что-то своими руками? Кто позволит им испытать то чувство непередаваемого восторга от создания чего-то своими руками. Пусть это будет модель планера, или машинки, или схема из батарейки и лампочки — неважно. И это «что-то» обычно сразу несется папе и маме. Протягивая им в ладошках, покрытых порезами, пятнами клея и краски, свое творение — ребенок испытывает не только чувство гордости. Он начинает верить в самого себя, и эта вера помогает ему в дальнейшем справляться с жизненными трудностями.
Я до сих пор помню имя руководителя нашего кружка — Александр Иванович Яловеженко. Днем он работал электриком, а между сменами и по выходным занимался с нами, мальчишками. Не так просто организовать ракетомодельный кружок за полярным кругом. Но благодаря его настойчивости и энтузиазму, у нас были и материалы и модельные ракетные двигатели, которые позволяли нам осуществлять пуски моделей ракет. Большое человеческое спасибо ему за потраченное на нас время и привитые навыки в т.ч. любовь к конструированию, созданию чего-то своими руками.
Но наибольшее влияние на меня, конечно, оказал мой папа. Я всегда восхищался его способностью с легкостью браться за любое дело и доводить его до конца. Он и сейчас является для меня примером настоящего мужчины. Я не знаю кем станет мой сын, но я постараюсь научить его правильно держать в руках молоток, паяльник и гаечный ключ, а также передать ему часть жизненного опыта который поможет ему в дальнейшем.
Поехали
Вот и я решил «тряхнуть стариной» и вспомнить свои навыки по созданию моделей ракет. Себе в помощь я взял Матвейку и выдал ему рабочий инструмент — ножницы и бумагу. И работа закипела! Ребенок со всей серьезностью отнесся к поставленной задаче и через пять минут у меня на столе уже была гора мелко нарезанной бумаги. На протяжении всего процесса сборки ракеты, длившегося неделю ребенок подходил ко мне по нескольку раз, снова просил ножницы и бумагу и задавал единственный вопрос — «Папа, акету сдеал?»
А папа еще не сделал, папа долго решал, что же он все таки хочет сделать… Обычно, модели ракет оборудуются парашютом или стримером для «мягкого» возвращения на землю. После завершения работы ракетного двигателя воспламеняется «замедлительный» заряд, который горит несколько секунд. После завершения горения срабатывает «вышибной» заряд, который и выталкивает парашют из ракеты. Но это слишком сложно и долго… Поэтому я решил сделать «невозвратные» модели ракет и снарядить их небольшим пиротехническим зарядом. Пусть «погибнут» красиво и весело :-).
Конструкция ракеты
Для изготовления ракеты, необходимо найти деревянную или любую другую оправку и склеить бумажный цилиндр. Для этого я использовал лист бумаги для рисования формата А3. Цилиндр просушивается и укрепляется изнутри 2-3 ребрами жесткости (это кружки из плотного картона с отверстием диаметром 5 мм посередине).Ребра жесткости вклеиваются в цилиндр. Общая конструкция ракеты приведена на рисунке:
Затем из плотного картона, вырезаются 3 или 4 стабилизатора. Их форма может быть различной — треугольной, трапециевидной, полукруглой. Главное, чтобы они были не слишком маленькими и выглядели красиво :-). Стабилизаторы крепятся к корпусу ракеты при помощи двух полосок из плотной бумаги.
Обтекатель ракеты также изготавливается из бумаги. Можно выточить его из дерева (лучше бальсы) или использовать подходящий по форме и размеру пластиковый предмет. Для одной из ракет я воспользовался половинкой пластикового яйца.В принципе, процесс изготовления ракеты достаточно несложен, но требует времени, аккуратности и главное — модельного ракетного двигателя. Для тех кто хочет сделать и запустить модель ракеты, но не имеет возможности её изготовить — можно приобрести её в интернет-магазине. Там же, вы можете купить модельные ракетные двигатели, стартовые устройства и другую необходимую мелочевку для запуска ракет.
Модельные ракетные двигатели
Для своих ракет я использовал модельные ракетные двигатели промышленного изготовления МРД 20-10-4 (куплены по случаю в одном из магазинов для моделистов, несколько лет назад). Немного поясню, что означают эти цифры. 20 — это суммарный импульс тяги (в Ньютонах * секунду). 10 — это средняя тяга в Ньютонах. 4 — это время работы замедлительного заряда. Из этих цифр можно вычислить ориентировочное время работы двигателя. В нашем случае это 20/10 то есть приблизительно 2 секунды (на самом деле чуть больше, так как 10Н — это средняя тяга, а она не линейна во время работы двигателя).
Для запуска (воспламенения) двигателя в комплекте с ними идут электрозапалы. Это простое устройство, состоящее из нихромовой проволоки с нанесенным воспламенительным составом (лак и черный порох). Они не всегда обеспечивают 100% воспламенение двигателя, но я знаю, как с этим бороться. Для более удобного использования я снаряжаю их контактным проводом. В случае отказа, электрозапал легко будет заменить в полевых условиях.
Конструкция пиротехнического заряда
Пиротехнический заряд представляет собой толстостенный бумажный цилиндр, снаряженный пиротехническим составом и размещаемый в носовой части ракеты. Чтобы передать воспламенительный импульс от двигателя в головную часть ракеты я использовал огнепроводный шнур — т.н. стопин. Он изготавливается достаточно просто. Берется медицинский бинт шириной 4-5 см. и пропитывается в насыщенном растворе смеси нитрата калия и сахара (4:1). После пропитки, влажный бинт раскладывается на газете и хорошо натирается мелко размолотым дымным порохом (для увеличения скорости горения). После этого бинт скручивается. Получается шнур с диаметром 5-6 мм. Шнур высушивается в теплом месте (на батарее) в течение суток. После этого он готов к использованию.
Стопин
Внимание!У данного огнепроводного шнура очень высокая скорость горения — до 10 см. в секунду. Его нельзя использовать для воспламенения двигателей!!!
Пиротехнический заряд состоит из звездочек красного огня и разрывного заряда. Звездочки я применил промышленного изготовления, а в качестве «разрывного» заряда я использовал смесь перхлората калия с магнием (5:1). Эта смесь при воспламенении дает громкий хлопок и яркую вспышку. Можно использовать черный, дымный порох или другие пиротехнические смеси и составы. Общий вес заряда не должен превышать 20-30 грамм!
Внимание! Если у Вас нет опыта работы с пиротехническими составами — лучше отказаться от их изготовления в домашних условиях!!! Пиротехника это искусство, требующее хороших базовых знаний в области химии и физики, а также досконального соблюдения правил безопасности.
Для правильной «развесовки» ракеты без пиротехнического заряда, необходимо поместить в носовую часть небольшой кусочек пластилина весом 10-15 грамм.Ракеты я раскрасил имеющимися в наличии аэрозольными красками и немного оклеил яркой цветной бумагой, чтобы было удобнее наблюдать за полетом при пасмурной погоде. В последнюю очередь, в двигатель ракеты вставляется электрозапал. Перед этим в сопло двигателя помещается немного дополнительного воспламенительного состава (можно воспользоваться мелко размолотой намазкой со спичек). Это обеспечит надежное воспламенение двигателя. Электрозапал фиксируется небольшим кусочком ваты. Ракета готова к запуску.
Запуск ракет
Для запуска моделей ракет необходимо найти открытую площадку без строений. Лучше если это будет поле или пустырь. На месте старта ракеты не должно быть легковоспламеняющихся веществ, травы и прочего мусора. Пусковую направляющую располагаем вертикально. Ракета одевается направляющими кольцами на пусковой штырь, до ограничителя. Подключаем провода к электрозапалу и ракета готова к старту!
Удаляемся на 15-20 метров от пусковой установки. Это — обязательное условие! Двигатель ракеты может взорваться при старте. Двигатели старые, топливо рассыхается, в нем появляются трещины — поэтому возможен взрыв. Даже для новых двигателей, в ракетомодельных кружках проводится процедура «отжига». Двигатели из разных партий испытываются на стенде. Иногда, бракованными бывают целые партии — сказываются условия транспортировки и хранения.
Наши ракеты мы решили запустить 31 января, когда установилась ясная и морозная погода без ветра. Местом запуска выбрали городской стадион. Стартовую площадку я организовал на огромном снежном комке. Для запуска ракет (дистанционного воспламенения электрозапала) я использовал небольшой 12в. аккумулятор. К сожалению, первая «безымянная» ракета взорвалась на старте (наверное она «обиделась» на нас, что ей не присвоили имя…). Я уж было подумал, что и вторую ракету ждет подобная судьба… Но вторая ракета — «Пупсень» показала отличный старт и превосходный, ровный полет завершившийся срабатыванием пиротехнического заряда. Ура!!! Можно считать, что наша «ракетная эпопея» закончилась победой. Мы сделали звезды чуть-чуть ближе…
Заключение
По моему мнению, запуски моделей ракет — одно из самых увлекательных зрелищ. А занятия спортивным ракетомоделизмом развивают у ребенка целый набор навыков: учат усидчивости, сосредоточенности, точности, способствуют более глубокому пониманию законов физики. Помимо этого, ребенок учится безопасному обращению с пиротехническими составами, что очень насущно при современной доступности пиротехнических игрушек.Основным препятствием для развития ракетомоделизма в России, которое я вижу, является то, что наша промышленность на данный момент не производит модельные ракетные двигатели. Все пользуются старыми запасами или самоделками. Кто побогаче — заказывают модельные ракетные двигатели в западных интернет магазинах.Наибольшее распространение в ракетомоделизме получили двигатели компании ESTES.
Гнатив ВасилийЯнварь, 2009.
Наверх
gnativ.ru
Модель ракеты для летнего лагеря. — Паркфлаер
Сразу замечу, что эта модель не предназначена для достижения высоких спортивных результатов, хоть с ней и можно выступать в классе S-6 (на продолжительность полёта, с тормозной лентой).Нужна была простейшая учебная модель ракеты для приобщения пионеров летнего лагеря к ракетной технике вообще и постройке моделей ракет в частности.
Простая в постройке, не требующая дефицитных материалов, передовых нано-технологий и универсальных сборочных приспособлений. Летающая устойчиво, не очень высоко и далеко, но летающая, как настоящая большая ракета.
Ситуация с двигателями для моделей ракет постепенно стала меняться к лучшему, даже здесь для желающих приобрести модельный ракетный двигатель имеется специальный раздел в каталоге DiarFly. Соблюдаем правила безопасного обращения с МРД!
Что нужно для постройки учебной модели ракеты?Материалы: - ватман, - тонкий картон, - обрезки потолочки и бальзы толщиной 1,5-2 мм, - тонкая рыболовная резинка или латексная банковская резинка (свежая), - капроновая нить, рыболовная или сапожная.Клей: "Титан" для пенопластовых деталей, "Момент-Кристалл" для ватмана, "Момент-Секунда".
Корпус цилиндрической формы склеивается из ватмана "Гознак" в один слой. Длина цилиндра 470 мм, калибр - 51 мм. Получилось очень удачно: развертка такого цилиндра имеет ширину 160 мм и ещё на этапе вычерчивания её удобно разметить места приклейки 4-х стабилизаторов, все размеры получаются целыми и прекрасно увязываются друг с другом. В качестве оправки для склеивания цилиндра использован отрезок серой полиэтиленовой сантехнической трубы, наружный диаметр которой 50 мм.
Головной обтекатель состоит из двух частей: конуса высотой 100 мм и цилиндрической части длиной 30 мм, служащей для соединения с корпусом. Собственно, эта часть вычерчивается одновременно с разверткой корпуса, дабы уменьшить вероятность погрешностей при сборке, а ориентируя эти цилиндры швом к шву получаем хорошую их соосность, как бы косо ни были разрезаны их развертки.В передней части отсека изнутри приклеивается соединительная полоса для конуса общей шириной 10 мм, в неё упирается шпангоут из потолочки, в хвостовой части отсека изнутри вклеивается полоска ватмана таким образом, чтобы получилась соединительная втулка длиной 30 мм для крепления на корпусе модели.
Узел крепления двигателя (из расчета на "двадцатку" и ей подобные) сделан в форме катушки, в основе которой втулка из ватмана в один слой внутренним диаметром 21 мм, длиной 50 мм. На двигательную втулку с торцов приклеиваются колечки-шпангоуты, передний - из потолочки, задний - картонный. Готовый узел вклеивается в кормовую часть корпуса, но каждый шпангоут на свой клей: передний из потолочки на жидкий "Титан", задний картонный - на "Секунду". Одна из самых ответственных операций, по её успешности вся ракета либо допускается к полётам, либо становится макетом на добрую память и бесценным творческим опытом.
Стабилизаторы имеют форму прямоугольного треугольника с катетами 40 и 70 мм, чаще всего вырезали их из тонкого плотного картона, для особо аккуратных и "продвинутых" жертвовались на них обрезки бальзы 1,5...2 мм. Практика показала, что юные моделисты могут приклеить их к корпусу по размеченным местам либо длинным катетом, либо гипотенузой. Не препятствовал, но центровку прикинул для обоих вариантов. Одну серию моделей сделали со стабилизаторами трапециевидной формы, высота трапеции 40 мм, стороны 70 мм и 20 мм, чаще всего их приклеивали так, как было задумано.
Направляющие кольца из ватмана, система спасения - тормозная лента 100х1800 мм, вырезали из солнцезащитной лавсановой пленки, но потом перешли на мусорные пакеты. Пыж из туалетной бумаги. Дополнительно ленту помещали в контейнер из салфетки, классика. Чтобы система уютно чувствовала себя на старте в приличного размера корпусе, в него вклеен шпангоут на расстоянии 150 мм от переднего среза, чаще всего на это шли бракованные шпангоуты из потолочки от двигательного узла. Не плавятся, не горят, свою задачу выполняют - от вышибного далеко.
Центровка определялась простейшим способом, ЦТ плоского контура. При необходимости носовая часть догружалась пластилином. ЦТ базового варианта модели располагается на расстоянии 330 мм от вершины конуса ракеты.
Для отделки, чтобы заметнее в воздухе была, использовали цветной скотч или самоклейку в ограниченных количествах. Или фломастером можно было красоту навести.
Пусковая установка была собрана из подручных средств и бросовых материалов, получилась вполне надежной и устойчивой. Перед выходом на стартовую позицию в обязательном порядке проводился инструктаж стартовой команды. Тогда же на модели устанавливались двигатели. Зрители наблюдали за пуском с безопасного расстояния.
После первых успешных запусков начались всяческие модификации исходной модели. Отрезали вершину конуса и вклеили часть оболочки негодного пинг-понговского шарика. Собрать такой обтекатель получается проще, не все могут с первого раза ровно изготовить остроносый конус. Правда, шариков битых было не так много, как хотелось бы.
На базе простейшей модели при наличии непреодолимого желания можно было сконструировать и построить более сложные модели, например параллельную связку:
или двухступенчатую модель продольной схемы:
Практика показала, что постройка подобной простейшей модели под силу большинству пионеров, строили ребята и девчата свои ракеты увлеченно, попутно освежая в памяти слегка подзабытые сведения из физики и геометрии, оттачивая навыки в черчении. А уж радости сколько было, когда построенная ракета взлетала!
Благодарю за внимание, успехов в творчестве!
www.parkflyer.ru
Пороховой ракетный двигатель - Моделирование - Сборник - Познавательный Интернет-журнал "Умеха
Для модели ракеты вам требуется изготовить пороховой двигатель. Для такого двигателя удобно использовать картонную ружейную гильзу 12-го калибра под капсюль «Жевело». Внутрь гильзы набивается смесь дисперсной серы, калийной селитры и древесного угля. Вместо древесного угля можно использовать угольные таблетки «Карболен».
Приготовление смеси и набивка ею патрона является самой сложной операцией при изготовлении модели ракеты. Каждая из составных частей этой смеси в отдельности не опасна. Так, например, селитра не горит, а сера и уголь горят очень медленно. Если же эти вещества смешать, то их свойства к воспламенению изменяются. Нам надо приготовлять смесь с большим содержанием угля, иначе она может вспыхнуть от малейшей искры. Необходимо помнить, что запуск моделей ракет — дело совершенно безопасное лишь в том случае, если вы строго соблюдаете все правила приготовления заряда двигателя и его запуска при старте модели. О них вы узнаете из этой статьи.
Смесь для двигателя модели ракеты должна состоят из 75 г селитры, 12 г серы и 35 г угля. Предварительно, до смешивания, все компоненты должны быть тщательно размельчены в порошок в фарфоровой ступке либо в кожаном мешочке. Образовавшийся порошок следует просеять через мелкое сито. Чем мельче крупинки составных частей, тем полнее будет использоваться энергия топлива для полета ракеты.
Начинать приготовление заряда надо с угля, а затем готовить селитру в серу. Уголь и селитра обладают способностью впитывать влагу, поэтому готовый состав следует хорошо просушить до сыпучести и сохранять в сухом месте. Когда подготовка отдельных составных частей закончена, можно приступать к взвешиванию и смешиванию. Взвешивать полученный порошок каждой составной части надо на аптекарских весах и подгонять вес составных частей в соответствии с указанным выше весом (75, 12, 35 г). После взвешивания смесь тщательно перемешивается на листке бумаги, пока весь состав не будет однороден. Затем перед набивкой эту смесь смачивают спиртом (на каждые 100-150 г смеси 3-5 г спирта). Сухой, не смоченный спиртом состав не следует употреблять в дело. После смачивания спиртом смесь тщательно перетирается и перемешивается. При изготовлении смеси нельзя спешить. При этой операции надо особенно строго соблюдать все меры предосторожности и особенно порядок выполнения работ.
Для того чтобы приготовленной смесью набить гильзу, необходимо заготовить следующие приспособления: штырь (рис. 1), матрицу (рис. 2), фиксатор (рис. 3), молоток весом 400 г, два набойника — один с отверстием (рис. 4, справа), другой без него (слева) и охотничью «закрутку» (рис. 6). Закрутку можно купить в магазине охотничьих принадлежностей. В матрицу вставляется гильза, в которую снизу вводится штырь, закрепляющийся в матрице фиксатором. Поверхность верхней шпильки штыря должна быть тщательно обработана и отшлифована, так как иначе канал в заряде двигателя может осыпаться. Нижняя шпилька стержня вставляется в массивный деревянный чурбак или пень. В гильзу надо засы пать 2-3 г смеси. Затем взять набойник с отверстием (рис. 4, справа), вставить его в гильзу и 15—20 раз ударить по нему молотком; причем вначале нанести 3—4 слабых удара, чтобы вышел воздух, находящийся в составе, а затем более сильные. Примерное размещение всех приспособлений и деталей для сборки двигателя показано на рисунке 5.
Чтобы набивка получилась одинаковой плотности, количество ударов молотка по набойнику на каждую засыпку должно быть одинаковым. Пользуются набойником с отверстием лишь до тех пор, пока не утоплена шпилька штыря. Как только уплотненная смесь полностью закроет шпильку штыря, надо продолжать набивку набойником, но уже без отверстия. Состав смеси запрессовывают в гильзу так, чтобы он не доходил до краев на 10 мм. На запрессованный состав накладывается картонный пыж с отверстием 4-5 мм в центре.
Гильза извлекается из матрицы. Для этого вынимается фиксатор, а затем с легким поворотом вниз убирается штырь и снимается матрица с гильзы. После этого гильзу вставляют в закрутку и заправляют. При этом пыж прижимают сверху, а кромки гильзы загибают внутрь пробкой закрутки. Эта пробка опускается на винте. Двигатель готов.
Несколько слов о запуске порохового ракетного двигателя. Для воспламенения состава, находящегося внутри гильзы, надо применять электровоспламенитель, или, как его называют, электрозапал. Простейший электрозапал состоит из низковольтного трансформатора, проводов, зажимов и вилки (рис. 8). Тонкая проволока, способная накаливаться докрасна, вводится в канал двигателя. Включается ток, и двигатель начинает работать. Расстояние от стартующей ракеты до включателя тока должно быть не меньше 10 м. На площади этого радиуса перед стартом никого не должно быть. Если нельзя подключить переменный ток, то можно сделать батарейный электрозапал. На рисунке 9 изображена схема устройства электрозапала с контрольной лампочкой для проверки цепи и с миниатюрным рубильником.
По материалам журнала "Юный моделист-конструктор"
umeha.3dn.ru
РАКЕТЫ С ТВЕРДОТОПЛИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ — Паркфлаер
Для вариантов 1 и 2 Вам понадобятся только расходные материалы (двигатели, огнеупорная прокладка и батарейки). Для варианта 3 к перечисленному нужно добавить еще стартер и треногу. Этот вариант удобен чтобы докупать новые ракеты взамен изношенных или для расширения своего летающего парка. На американских ракетомодельных форумах есть фото одновременного старта 10 и более ракет - в США ракеты очень популярны.
К каждой ракете указываются возможные к использованию двигатели: A, B, C, D, E. Чем "старше" буква, тем мощнее двигатель - тем выше взлет.
После долгого изучения взял вот такой набор (США, Estes) Модель ракеты RIPTIDE LAUNCH SET RTFВ комплекте ракета с парашютом, стартовый стол и электрический стартер.
Расходные материалы:
Пороховые двигатели Двигатель ракетный С6-5 АМОгнеупорные прокладки Защитная прокладка для парашютов моделей ракетЗапасной парашют Парашют для моделей ракет (38см)
Все приехало быстро, за 3 дня, т.к. склады у "Диар-Флай" в России. Не знаю, пропустила бы таможня пороховые двигатели, если бы я заказывал эти ракеты из Штатов... Коробка довольно компактная и в дальнейшем пригодится для хранения ракеты и пусковой установки. Стыки в коробке проклеиваем скотчем чтобы мелкие детали (типа запалов) не вываливались в щели, как это было в моем случае...
Ракета (1) представляет собой легкий цилиндр из картона с глянцевым пленочным покрытием, капель воды не боится. Размокнет только при долгом пребывании в воде. Стабилизаторы и нос из блестящего пластика. Нос ракеты связан с корпусом резинкой длиной около 40 см. К резинке возле носа ракеты фиксируется полиэтиленовый цветной парашют. В нижней части корпуса ракеты - двигательный отсек с пазами для двигателя, снизу устанавливается пластиковое кольцо, которое фиксирует двигатель. Все сделано качественно, никаких переделок не понадобилось.
Двигатель (5) – это цилиндр из плотного картона с запрессованной в него пороховой смесью. Сопло смонтировано в корпусе двигателя. В комплекте с двигателями идут электрические запалы и пластиковые фиксаторы для них. Двигатель вставляется снизу в ракету и фиксируется специальным кольцом. Делать это нужно непосредственно перед стартом. Затем в сопло вставляется запал и фиксируется пластмассовым «грибочком», который не дает ему выпасть. Запал – это вольфрамовая проволочка с горючей смесью и 2 проволочных контакта. В конце работы двигателя срабатывает вышибной заряд для выталкивания парашюта. Действие этого заряда направлено вверх, внутрь корпуса ракеты. Под действием заряда нос ракеты выбивает из корпуса и раскрывается парашют, корпус ракеты повисает на резинке. Чтобы парашют не портился от пороховых газов, между двигателем и парашютом внутрь корпуса нужно вложить огнеупорную прокладку – кусок скомканной мягкой бумаги с огнеупорной пропиткой (внешне похожа на туалетную бумагу).
Стартовый стол – это разборная тренога (2) с вертикальной направляющей (3) длиной 80 см. От пороховых газов треногу защищает жестяной диск (4). Собирается легко за 1 мин, все жестко и в усовершенствовании не нуждалось. Тренога устойчива даже на довольно сильном ветре. При желании в кончиках опор можно просверлить отверстия и через них воткнуть в землю костыли из проволоки (например из согнутых сварочных электродов). Мои фиксаторы так и остались в машине, я про них и не вспомнил.
Электрический стартер (6) рассчитан на щелочную (не солевую!!!) батарейку 9В типа «крона». Корпус заклеен намертво, открывается только батарейный отсек. На корпусе есть кнопка, светодиод и отверстие для ключа. Сам ключ (железный стерженек с пластмассовой шляпкой) привязан к стартеру на веревочке чтоб не потерялся. Длина провода у стартера 4 метра, этого более чем достаточно. Цепляем «крокодильчики» на проволочные контакты запала, следим чтобы не касались друг друга. Вставляем ключ в стартер и нажимаем – загорается белый светодиод, это значит, что цепь замкнута и «есть контакт». После этого при нажатом ключе - нажимаем на кнопку и удерживаем, пока ракета не стартует.
Стартер я, конечно, разобрал. Ничего интересного нет: две параллельные цепи. Первая – через ключ, резистор и светодиод – «прозвон» цепи на предмет наличия контакта. Вторая цепь – зажигание через ключ и кнопку (т.е. без ключа случайное нажатие кнопки цепь не замыкает). Вот так выглядит плата, вид с двух сторон.
Солевая батарейка запал не воспламеняет, только приводит его в негодность. Официально рекомендованная американцами щелочная (6LR61) способна это сделать 1-3 раза. Поэтому нужно иметь в запасе несколько свежих щелочных батареек или сборку из нескольких параллельно соединенных батарей. Я запускал от аккумулятора автомобиля. Провод 3 метра 2х0,75, «крокодилы» на клеммы аккумулятора, на другом конце колодка с клеммами для «кроны». Она соединяется с такой же колодкой стартера (вместо батарейки). Ни одного сбоя в запусках не было.
Запуски доставили огромное удовольствие и мне и детям. Лично для меня острота ощущений была как при первом запуске самолета. Громкий свист, столб дыма, ракета исчезает в небе, потом в вышине раскрывается парашют и плавный спуск. Высота взлета больше 200 метров. За счет бокового ветра и медленного спуска на парашюте ракету может довольно сильно отнести в сторону – учитывайте это при выборе места старта. При правильной установке стартового стола взлет будет почти вертикальным.
Ракета в верхней части траектории может быть не видна, но обязательно слышен хлопок вышибного заряда и появляется облачко дыма - и тут же увидите парашют. А еще отдельно будет видно гордо реющий в воздухе кусок туалетной бумаги - это огнеупорная прокладка. За ней гнаться не надо, она уже использована - пусть себе летит.
А самое приятное в том, что после первого запуска удовольствие продолжается - можно делать много запусков подряд. Отказы нехарактерны. У меня только первый запал был испорчен, т.к. я по незнанию подключил солевую батарейку. Ракета действительно многоразовая, у меня один раз не раскрылся парашют (на видео это видно) – но даже в нераскрытом виде он сильно тормозит ракету. Если вообще снять парашют, то при падении на траву ракета не пострадает, опасен только асфальт.
О космонавтах: в нос ракеты можно посадить жука и заклеить отверстие скотчем. Дома был 1 таракан, но его кот сожрал. Пришлось ловить в гараже каких-то жуков. После последнего приземления ракеты обнаружил, что скотч отклеился и космонавты сбежали - что-ж ... их можно понять...
О безопасности: ракета может представлять опасность только если пусковая установка упадет на бок. Устанавливайте на ровной плоскости. При необходимости – фиксируйте к земле.
О повышении зрелищности: в ракету между двумя кусками огнеупорной прокладки можно насыпать муки (или гипсовой штукатурки). При срабатывании вышибного заряда образуется большое белое облако на высоте. Это не только прикольно, но еще и поможет найти в небе ракету в яркий солнечный день. Особенно рекомендуется при использовании мощных двигателей классов C, D, E. Еще можно взять порошковый колер для акриловых красок в строительном магазине. Тогда облако будет цветное.
Вместо парашюта вполне можно использовать тормозную ленту - полоса полиэтилена или тонкой ткани. Скатывается трубочкой и укладывается внутрь ракеты. Эффективность не хуже, чем у парашюта.
Вот видео нескольких пусков. Первые 5 запусков вставлять не стал - слишком громко восхищались дети ))))
В конце работы двигателя на стенде видно срабатывание вышибного заряда. Удачных запусков !
www.parkflyer.ru
Модельный ракетный двигатель
Изобретение относится к индустрии игрушек, а именно к модельным ракетным двигателям для ракетно-космического моделирования в технических видах творчества. Модельный ракетный двигатель содержит сопло, топливный заряд, трассер и вышибной заряд, которые выполнены из аэрозольного огнетушащего состава. Достигается повышение безопасности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к индустрии игрушек, а именно к модельным ракетным двигателям (МРД) для ракетно-космического моделирования в технических видах творчества.
Общеизвестен МРД [7], содержащий бумажный или пластмассовый корпус, в котором смонтированы сопло, заряд твердого топлива из черного или баллиститного пороха, пиротехнический замедлитель-трассер, сгорающий с выделением цветного дыма для обозначения траектории полета модели после окончания работы МРД, и вышибной заряд, срабатывающий от теплового импульса замедлителя и выталкивающий из корпуса модели полезную нагрузку - следующую ступень ракеты, летательный аппарат, средства спасения и т.п.
Существующие МРД, а также спортивные соревнования и игры с запусками моделей различных ракет, ракетопланов, моделей-копий, относятся к потенциально опасным видам изделий и работ. Это связано, в первую очередь, с высокой температурой продуктов сгорания МРД, создающую опасность ожогов и пожаров при неосторожном обращении с двигателем, случайном падении аварийной ракеты на сухую траву и другие горючие материалы, а также с возможностью взрывного разрушения некондиционного МРД, например с трещиной твердотопливного заряда, образовавшейся при падении, ударе, отслоении от корпуса, в результате детской шалости т.п.
Указанные обстоятельства привели к введению обоснованных ограничений со стороны надзорных государственных органов по перевозке, распространению и эксплуатации МРД, организации работ со школьниками и спортсменами, что существенно сдерживает развитие и массовость технических видов творчества и развивающих игр с использованием МРД.
Кроме этого, тенденция повышения энергетических характеристик спортивных МРД привела к замене заряда из черного пороха на баллиститные составы, продукты сгорания которых оставляют менее заметный дымовой след. Трассер, маркирующий дымом траекторию полета модельной ракеты после выгорания заряда, в существующих МРД обычно служит и замедлителем, обеспечивающим срабатывание вышибного заряда в заданный интервал времени. Совмещение в пиротехнической рецептуре противоположных по реализуемым материалам требований - дымообразующих смесей и малогазовых составов со стабильными скоростями горения - обычно приводит к компромиссным показателям как точности времени замедления, так и по зрелищной привлекательности работы МРД, характеризуемой красочностью тянущегося за ракетой дымового шлейфа.
Целью предлагаемого изобретения является повышение безопасности, зрелищности и расширение игровых возможностей МРД.
Поставленная цель в МРД, содержащем корпус, сопло, топливный заряд, трассер и вышибной заряд, достигается тем, что топливный заряд выполнен из аэрозольного огнетушащего состава (АОС).
АОС представляют из себя топливные композиции, содержащие окислитель, горючее, связующее и технологические добавки, т.е. по сути - типичные ракетные топлива или пиротехнические составы, вырабатывающие при сгорании твердофазные аэрозоли, - смеси негорючих газообразных веществ (азот, углекислый газ, пары воды и т.п.) и конденсированных соединений, преимущественно щелочных и/или щелочно-земельных металлов (оксидов, гидрооксидов, карбонатов, бикарбонатов, хлоридов и др.) в виде твердых частиц микронных размеров, обладающих высокой огнетушащей способностью. Помимо эффективного ингибирования пламени АОС образует при сгорании мелкодисперсный, зрелищно-эффектный шлейф густого дыма. Продукты сгорания АОС нетоксичны, не наносят вред окружающей среде, не разрушают озоновый слой атмосферы и свободно утилизируются [1]. Имея несколько худшие энергетические показателями по сравнению с баллиститными ракетными топливами (см., например, данные по теплоте и температурам горения, газопроизводительности характерных твердых топлив и типовых АОС, приведенных в табл.1.12 и 1.14 на стр.59 и 66 источника [1]). Это вполне приемлемо для МРД, используемых для начального обучения, а также в качестве генераторов дыма для имитации работы ракетных двигателей в игрушках. АОС принципиально безопаснее в пожарном отношении существующих топлив МРД, а также характеризуются лучшим дымообразованием и зрелищностью работы.
В качестве топлив для МРД из представленных в [1] АОС подходят по комплексу внутрибаллистических показателей серийно производящиеся составы типа ПТ-50 и литейные АОС, работоспособные в условиях повышенных давлений.
Последующие варианты исполнения МРД являются развитием основной идеи создания безопасного двигателя на основе максимального использования уникальных возможностей АОС.
Для существенного повышения безопасности МРД, используемых для начального обучения ракетомоделистов или в других детских видах развивающих игр, предложено использовать топливный заряд из пастообразного АОС, например [4]. Пастообразные топлива и заряды из них в силу своего вязкотекучего физического состояния не образуют трещин, не отслаиваются от стенок при деформации корпусов, взрывобезопасные рецептуры обеспечивают безопасность при падении двигателей, прострелах, ударах молотком, воздействии детонирующего импульса, тепловых нагрузок и проявлениях детской шалости. Таким образом обеспечивается максимальная безопасность при обращении с МРД.
Пастообразное состояние АОС обуславливает необходимость обеспечения компенсации его температурного расширения и поддержания формы начальной поверхности горения заряда. Использование для этих целей известных устройств, применяемых в ракетных двигателях [2, 5], проблематично из-за сложности их размещения в габаритах МРД, составляющих для наиболее распространенных классов от 10-18 мм по диаметру и от 40 до 70 мм - по длине корпусов. Применительно к МРД эта задача сравнительно просто решается использованием упругих корпусов из материалов, имеющих сопоставимые с пастой коэффициенты линейного расширения, и/или введением в конструкцию двигателя упругого компенсатора, например, из газонаполненного химически стойкого резинового элемента и перфорированного формообразующего устройства, покрытого фольгой или пленкой.
Этот синергизм пастообразных АОС - высокие пожаротушащие и дымообразующие свойства, механическая и взрывобезопасность зарядов - обеспечивает качественно новый уровень безопасности МРД, зрелищность запусков и расширение игровых возможностей МРД.
Предложен двигатель с трассером, выполненным из АОС.
Отработанные многочисленные АОС [1, 2] наряду с высоким огнетушащим и дымообразующим эффектом, характеризуются устойчивым стабильным горением при низких давлениях в генераторе, что делает их вполне приемлемой альтернативой существующим пиротехнических составам замедлителей-трассеров, включая генерирующих цветные дымы.
Предложен МРД с трассером, размещенным в зоне догорающих остатков топливного заряда.
Догорающие остатки топливного заряда, не внося реальный вклад в основную энергетическую характеристику МРД - суммарный импульс, - ухудшают его выходные показатели, увеличивая пассивную массу и разбросы суммарного импульса. Использование зон размещения догорающих остатков для дымообразующего АОС повышает качество маркировки траектории ракеты за счет более мощного и лучше видимого дымового шлейфа.
Предложено выполнять трассер в виде отдельного комплектующего изделия - в форме шайбы, бронированной по торцам и наружному диаметру, - и монтировать его на заднем торце сопла. Для обеспечения воспламенения трассера продуктами сгорания МРД диаметр внутреннего отверстия трассера выполнен равным диаметру истекающей из сопла струи продуктов сгорания топливного заряда, определяемому из газодинамического расчета. Основные преимущества - независимость от технологического процесса изготовления МРД, свобода выбора времени работы трассера, цвета дыма, сокращение номенклатуры МРД и повышение массовости производства, а также полное и гарантированное исключение влияния на величину суммарного импульса. Последний фактор приводит к периодически возникающим спорам на международных соревнованиях о сопоставимости энергетики различных МРД декларируемым в документации показателям суммарного импульса тяги, учитывающим или не учитывающим дополнительную прибавку тяги от работающего внутри камеры сгорания в течение нескольких секунд трассера.
Предложено в МРД вышибной заряд выполнять из АОС. По существующей практике ракетомоделисты в зависимости от конструкции модели, массы и объема выталкиваемой при срабатывании вышибного заряда полезной нагрузки подбирают навеску заряда экспериментально, используя, как правило, черный порох. Для снижения температуры продуктов сгорания и предотвращения отказа тонкостенных элементов модели (например, для парашютов и стримеров используются лавсановые пленки толщиной до 3-5 мкм) в конструкцию вводят защитные пыжи, ватные пробки, порошковые охладители. Полная или частичная замена черного пороха на порошкообразный низкотемпературный АОС позволит повысить безотказность срабатывания системы полезной нагрузки - выталкивания планера, парашюта или стримера, расцепления последующей ступени ракеты и т.п.
Предложено сопло МРД также выполнять из АОС на неорганическом связующем. Из рецептур беспламенных АОС наиболее высокие термомеханические и прочностные характеристики достигнуты в составах с высоким, до 25%, использованием в качестве связующих и регуляторов скорости горения таких ингредиентов, как карбонат магния, цемент и т.п. Такой состав, в частности, имеет АОС марки САБО, использующийся в сертифицированных генераторах аэрозоля производства ООО «Норд», г.Пермь (см. стр.116 источника [1]).
Неорганические связующие формируют жесткую пространственную структуру АОС, аккумулирующую часть тепла и стабилизирующие процессы горения в низкотемпературной зоне. При горении зарядов такого АОС на долю твердого остатка приходится до 50% и более массы топлива. Повышенный разгар критического сечения сопла из подобного АОС может компенсироваться прогрессивно увеличивающейся поверхностью горения, как это реализовано в известных схемах «бессопловых» РДТТ [6]. При падающей диаграмме «тяга-время» разгорающееся критическое сечение сопла может стать вполне приемлемой проектной альтернативой существующему приему программирования тяги путем изменения поверхности горения заряда. Приемлемые показатели механической прочности имеют АОС и на органических связующих, как это показано в табл.1.28, стр.93 [1].
Кроме этого, схема МРД с полностью сгораемыми элементами двигателя из АОС является определенным идеалом совершенствования МРД по показателю пожарной безопасности и выделения дыма на единицу массы, что вполне приемлемо для МРД неспортивных классов и генераторов дыма для детских развивающих игр.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где схематично показаны:
на фиг.1 - общий вид МРД с трассером, установленным в зоне догорающего остатка топливного заряда;
на фиг.2 - вариант исполнения МРД с трассером - шайбой, смонтированной на сопле двигателя;
на фиг.3 - вариант исполнения МРД с зарядом пастообразного топлива.
МРД, показанный на фиг.1, содержит корпус 1, керамическое сопло 2, твердотопливный заряд 3 из АОС с расточкой 4, формирующей начальную поверхность горения, установленный в зоне догорающего остатка заряда 3 трассер 5 из АОС, замедлитель 6 из АОС и вышибной заряд из порошкообразного АОС или его смеси с черным порохом.
Работа МРД. Перед запуском в полость расточки 4 устанавливают электровоспламенитель (не показан), представляющий собой спираль накаливания с нанесенной на ней пиротехнической обмазкой. После подачи электрического импульса на спираль последняя воспламеняет пиротехническую обмазку, продукты сгорания которой воспламеняют топливный заряд 3. Образующиеся при горении АОС газы истекают из сопла 2, создавая тягу и образуя за ракетой шлейф густого аэрозоля. В конце работы заряда 3, при выгорании его на величину свода L, воспламеняется трассер 5, установленный в зоне догорающего остатка заряда 3, и замедлитель 6. Трассер 5 при горении маркирует пассивную часть траектории модели ракеты цветным дымом, а по окончании горения замедлителя 6 воспламеняется вышибной заряд 7 и выталкивает из модели ракеты полезную нагрузку, например парашют.
Показанная на фиг.1 конструкция МРД существенно уменьшает опасность возникновения пожара при воздействии продуктов сгорания АОС на горючие материалы, уменьшает разбросы суммарного импульса тяги вследствие исключения догорающих остатков топлива, а также обеспечивает высокую зрелищность работы МРД, создавая за летящей моделью ракеты густой шлейф аэрозоля, образуемого при сгорании АОС топливного заряда 3, трассера 5 и замедлителя 6, соответственного на активной, пассивной частях траектории полета, а также вышибного заряда 7 в конце полета.
На фиг.2 показан вариант исполнения МРД с трассером, выполненным в виде шайбы 8 и смонтированной вне полости корпуса на сопле 9 двигателя. Трассер 8 имеет забронированные боковые поверхности и по наибольшему диаметру, а незабронированная поверхность D выполнена с диаметром, равным или несколько превышающим диаметр D1 выходного канала сопла 9. При истечении продуктов сгорания топлива из сопла 9 струя поджигает трассер 8 по поверхности D. Трассер 8, сгорая в радиальном направлении, создает за ракетой дымовой шлейф, сначала совместный с продуктами сгорания МРД, а после выгорания топливного заряда 3 - собственный.
Здесь же приведен вариант конструкции МРД со сгораемым соплом 9, выполненным из твердотопливного АОС на основе неорганического связующего. При работе МРД с таким соплом внутренняя часть сопла и критическое сечение Д1 постепенно выгорают и разрушаются, обеспечивая своеобразную абляционную или активную тепловую защиты сопла. Увеличивающаяся в процессе работы МРД площадь критического сечения сопла D1 для сохранения требуемой диаграммы «тяга-время» должна быть компенсирована изменяющимися поверхностью и/или скоростью горения топливного заряда 3, например введением в него теплопроводных проволок - «лидеров» горения (на фиг.2 решения не отражены). МРД со сгораемым соплом из АОС, помимо достижения максимального дымообразования, обеспечивает минимум накопленного в конструкции высокотемпературного тепла, что также повышает безопасность использования такой конструкции в детских играх.
Вариант исполнения МРД с зарядом 3 пастообразного АОС показан на фиг.3. Для компенсации температурного расширения заряда в зоне образования топливных остатков установлен упругий компенсатора 10 из газонаполненной химически стойкой резины, а для формирования начальной поверхности горения - конусное перфорированное формообразующее устройство 11, снаружи покрытое тонкой фольгой или пленкой 12.
При изготовлении МРД пастообразным АОС в нагретом (для понижения вязкости) состоянии через мундштук заполняют корпус двигателя с установленным соплом, формообразующим устройством 11 и фольгой 12. После охлаждения заряда 3 в полость корпуса последовательно монтируют (вклеивают) компенсатор 10, замедлитель 6 и вышибной заряд 7. При изменении температуры и, соответственно, объема заряда 3, это изменение компенсируется соответственным изменением объема компенсатора 10, поддерживающим заряд 3 в поджатом состоянии. Небольшое избыточное давление предохраняет возникновение в заряде газовых пузырей и расслоений. Использование пастообразных зарядов практически полностью исключает возможность перехода горения во взрыв из-за таких распространенных причин отказов РДТТ, как трещины в заряде, отслоения от корпуса, предельная деформация, удар, прострел и др. и, таким образом, существенно повышает безопасность обращения с МРД.
Для воспламенения пастообразного заряда используют более мощную, по сравнению с твердотопливным составом, навеску электровоспламенителя для надежного нагрева и прожигания фольги 12. В остальном работа МРД с пастообразным зарядом не отличается от МРД описанных выше схем.
Эксперименты, проведенные на макетах МРД с диаметрами сопл 1,5-2 мм с зарядами пастообразного АОС типа «Туман 3» [4], подтвердили невоспламеняемость истекающими струями продуктов сгорания газовоздушных смесей метана, пропан-бутана, ЛВЖ, бумаги и хлопчатобумажных тканей, а обжигающее действие кожей ладони ощущается на расстояниях менее 10-12 см, что характеризует подобные МРД как вполне безопасные для использования в детских играх.
Заявитель является субъектом малого предпринимательства.
Использованные источники
1. Агафонов В.В., Копылов Н.П. Установки аэрозольного пожаротушения: Элементы и характеристики, проектирование, монтаж и эксплуатация. - М.: ВНИИПО, 1999.
2. Аликин В.Н., Липанов A.M., Серебренников С.Ю. и др. Пороха, топлива и заряды. Том.2. 3аряды народохозяйственного назначения. - М.: Химия, 2004. Стр.44.
3. Заявка №98106541. Аэрозольный беспламенный огнетушащий состав. МПК А62D 1/00.
4. Патент №2075984 РФ. Аэрозольобразующий огнетушащий состав, МПК 6 А62D 1/00.
5. Патент №3908364 США. Ракетный двигатель, НКИ 60-252, 1975.
6. Тимнат И. Ракетные двигатели на химическом топливе. - М.: Мир, 1990, стр.129-141.
7. Эльштейн П. Конструктору моделей ракет. Пер. с польского. - М.: Мир, 1978, стр.139-150.
1. Модельный ракетный двигатель, содержащий корпус, сопло, топливный заряд из аэрозольного огнетушащего состава, трассер и вышибной заряд, отличающийся тем, что как минимум один из элементов двигателя: сопло, трассер, вышибной заряд выполнен из аэрозольного огнетушащего состава.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что сопло выполнено из состава на неорганическом связующем.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что топливный заряд имеет пастообразную консистенцию и снабжен формообразующим начальную поверхность горения устройством и компенсатором температурного расширения заряда.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что трассер размещен в зоне догорающих остатков топливного заряда.
5. Двигатель по п.1 или 4, отличающийся тем, что трассер выполнен в форме шайбы, бронированной по торцам и наружному диаметру, и смонтирован на заднем торце сопла, при этом диаметр внутреннего отверстия трассера выполнен равным диаметру истекающей из сопла струи продуктов сгорания топливного заряда.
www.findpatent.ru
