Конструкция самодельного ракетного двигателя и ракеты из подручных материалов.

Все детали двигателя и ракеты приобретены на строительном рынке. Итак:

1. Приобрел детали двигателя - дюймовую водопроводную трубу с наружной резьбой по краям.

2. Два чугунных переходника с дюйма на полдюйма с внутренней резьбой.
3. Стальная шайба толщиной 2,5 мм наружным диаметром 30 мм и внутренним отверстием диаметром 8 мм.
4. 2-х рублевая монета.

 

- Иçготавливается торцевая заглушка двигателя - внутрь переходника, эпоксидной смолой, вклеивается (заливается) 2-х рублевая монета ( была под рукой, подошла по диаметру), заглушая отверстие.

- Стальная шайба вкладывается внутрь чугунного переходника (с силиконовым герметиком) и наворачивается на трубу. Предварительно резьба смазана герметиком и по резьбе намотана хлопчатобумажная нить - для уплотнения резьбы. Заворачиваем до упора, следим, чтобы шайбу не перекосило, внутреннее отверстие (сопло) находилось в центре.

Топливный заряд изготавливаем по широко используемой технологии в виде набора шашек с каналом внутри. Компоненты топливного заряда: нитрат калия , сахар.
1. Изготавливаем бронировку шашек - берем пять полос писчей бумаги, шириной 55 мм. Склеиваем трубку, чуть меньшую внутреннего диаметра двигателя. Приклеиваем их торцом на лист писчей бумаги (я использовал клей "момент") не допуская образования щелей - получаются бумажные стаканчики.
2. Изготавливаем топливную смесь. Лучше делать не сразу все количество, а по частям, по мере изготовления топливных шашек. Берем 65 частей нитрата калия (калиевая селитра) смешиваем с 35 частями сахара, добавляем чуть - чуть воды (примерно столовая ложка на 150 грамм) и аккуратно варим, крайне желательно, на электроплитке, на медленном огне. Происходит расплавление смеси, ее перемешивание. Через некоторое время вода выкипает, смесь начинает густеть и кристаллизоваться. Заливаем в бумажные стаканчики, в процессе остывания формируем деревянной палочной внутренний канал диаметром около 8 мм. Одну шашку изготавливаем без канала (трассер). После остывания, удаляем бумагу с торца, очищаем торец от остатков клея. Готовые топливные шашки храним в целлофановом пакете, не допуская их отсыревания.

Собираем двигатель перед запуском, внутрь корпуса двигателя помещаем четыре шашки с внутренним каналом и одну без канала (дымовой трассер). Для лучшего воспламенения внутрь канала помещаем стопин (см. в интернете). Заворачиваем торцевую заглушку.

Ракета:

Корпус - полимерная труба, диаметром 50 мм, длиной 1000 мм, обтекатель из бумаги, сверху оклеен тканью с эпоксидной смолой для прочности.
Стабилизаторы изготовлены из листа стелотекстолита, толщиной 1 мм. Вся конструкция собрана (склепана) заклепками односторонеей клепки и алюминиевыми полосами. так же из полос изготовлены скобы, удерживающие ракету на направляющей при старте, Двигатель плотно вставлен в корпус ракеты "внатяг" и не закреплен.

Запуск ракеты:

Запуск ракеты осуществлялся с использованием огнепроводного шнура (на видеосъемке перед стартом ракеты дым от него).На ракете была установлена система спасения (парашют) однако перед запуском решили ее не подключать, чтобы она своей возможной нештатной работой не помешала проверки работы двигателя.

Видео запуска:

Двухступенчатая модель ракеты

Эта модель ракеты состоит из двух частей, которые отделяются друг от друга в воздухе. Собственно говоря, это две модели ракеты, посаженные одна на другую.

При старте работает двигатель нижней модели ракеты, поэтому она называется первой ступенью 1. В воздухе, когда заряд двигателя первой ступени сгорит до конца, выполнившая свою задачу первая ступень нашей модели отделяется и падает вниз. Одновременно с этим начинает работать двигатель второй ступени 2; она, продолжая Движение, поднимается гораздо выше. Посмотри на рис. Ты видишь, что каждая из ступеней мало чем отличается от моделей ракет, известных тебе по опыту постройки предыдущих моделей. Поэтому мы обратим твое внимание лишь на особенности, ранее не встречавшиеся.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Во - первых, обе ступени соединены между собой бумажным кольцом (рис.), приклеенным к нижней ступени и надетым на хвостовую часть второй ступени. Для надежного соединения это кольцо должно иметь высоту не менее 40 мм.

Ступени разъединяются в воздухе под влиянием газов, выходящих из сопла двигателя первой ступени. Чтобы это произошло, хвостовую часть двигателя второй ступени помещают впритык к первой части двигателя первой ступени. Когда заряд двигателя первой ступени догорит до конца, пламя через отверстие в картонном пыже поджигает заряд двигателя второй ступени. При подгонке кольца, объединяющего ступени, надо добавиться отсутствием люфтов и вместе с тем свободного разъединения: сила давления газов на торец первой ступени должна легко преодолевать трение кольца.

Во - вторых, обрати внимание на двигатель первой ступени: канал в его заряде должен быть длинным. У нашей модели он не доходит до конца заряда (картонного пыжа) всего на 10 - 12 мм (рис.). У двигателя второй ступени, даже при одинаковой длине заряда, это расстояние может равняться 20 - 24 мм.



Ты должен помнить, что сила тяги ракетного двигателя зависит от быстроты сгорания заряда. В той части заряда, где есть канал , площадь горения и быстрота сгорания больше, чем в "глухой" части без сверления. Когда пламя выходит до конца канала, площадь горения сильно сокращается, тяга уменьшается и модель ракеты начинает уходить от вертикали вбок ("заваливает"), иногда переходя в почти горизонтальный полет. Чтобы этого не случилось, применяют на первой ступени заряды с удлиненным каналом.

Приступая к постройке модели двухступенчатой ракеты, внимательно рассмотри чертеж ее (см. рис.), проверь, все ли ясно, подготовь необходимый инструмент, материалы и приспособления.

Каждую из ступеней делай отдельно и тщательно пригони их друг к другу, проверь, легко ли они разделяются. Сделав парашют, уложи его в корпус второй ступени, словом, добейся того, чтобы каждая деталь новой модели ракеты была сделана очень хорошо. Краску клади тонким слоем: много краски - много весу, а для модели ракеты это лишнее!

Когда части модели ракеты будут готовы, собери ее целиком и, если нужно, исправь обнаруженные недостатки.

Подготовку модели к запуску советуем выполнить в такой последовательности. Прежде всего вставь двигатель верхней ступени в корпус, положи сверху на него два - три шарика смятой бумаги, уложи поверх них парашют (предварительно сложенный для этой цели) и, наконец, надень головку модели ракеты. Вторая ступень собрана. Повернув ее головкой вниз, ты увидишь канал двигателя второй ступени. Насыпь в него смеси, применяемой для изготовления стопина, или молотого черного пороха. Не переворачивая модель, установи на нее первую ступень и вставь двигатель первой ступени. Вот, собственно и все: модель к полету готова! А как запустить ее, ты уже знаешь. Установи модель на направляющей, введи в канал двигателя первой ступени фитиль или спираль электрического запала. Теперь тебе остается нажать пусковую кнопку или поджечь фитиль. Модель ракеты стремительно ринется ввысь, оставив белый след и небольшое быстро тающее облачко внизу. А спустя несколько секунд, ты услышишь хлопок, увидишь высоко над головой раскрывшийся парашют, опускающий груз вниз.

Полет модели ракеты заканчивается. Понаблюдай и подумай, все ли получилось хорошо, что и как следовало бы улучшить, чтобы следующая твоя модель, быть может уже твоей собственной конструкции, показала лучший результат.

Чтобы помочь тебе двигаться вперед, совершенствовать свои модели ракет, мы помещаем здесь чертежи, фотографии и рисунки десяти лучших моделей, построенных ракетомоделистами Московской области . Среди них ты найдешь шесть одноступенчатых, две двух - и одну трех - ступенчатые модели ракет (рис.). 









Обратите внимание на различие в размерах, конструкции отдельных частей и двигателей, их расположение и т. п. Заметь, что среди одноступенчатых есть модель ракеты, имеющая "связку" из четырех двигателей. Все они начинают работать одновременно, и, таким образом, тяга у этой модели получается в четыре раза больше, чем у обычной, конечно, при одинаковых двигателях. Эту модель ракеты на соревнованиях наблюдали в течение 90 сек. Со старта, а потом она исчезла из поля зрения судей. 

Одноступенчатая модель ракеты (см. рис.), совершила пять полетов длительностью 128, 180, 110, 180 и 17 сек.

Двухступенчатая модель (см. рис. ) находилась в воздухе 252 сек. Она интересна тем, что имеет прибор для записи величины скоростного напора.
Еще дольше пробыла в воздухе (см. рис.) трехступенчатая модель ракеты - 420 сек.
Ну, а теперь дадим тебе несколько советов, которых рекомендуем обязательно придерживаться.

Советы начинающему.

Строя модели ракет и особенно составляя смеси для двигателей, строго придерживайся описаний. Помни: пока у тебя нет опыта, не следует вносить изменений в конструкцию моделей, построенных другими и успешно летавших. Состав смеси менять нельзя; иногда небольшие изменения в соотношении компонентов могут сильно изменить характер горения, привести к взрыву и т. п. Особенно недопустимо вводить новые компоненты.

В точности старайся придерживаться указаний по измельчению компонентов, изготовлению компонентов, изготовлению смеси, набивке гильз и другим техническим деталям.

Запуск моделей производи только с использованием пусковых устройств, позволяющих поджигать смесь дистанционно, т.е. на расстоянии. Для малых моделей ракет оно должно быть не менее 10м.

Для запуска выбирай тихую погоду и открытое место, вдали от строений, линий связи и электропередач, деревьев и кустарников, реки или других водоемов. Проследи, чтобы рядом с пусковым устройством не было ничего легковоспламеняющегося - сухой травы и т. п. Имей под руками небольшое ведро с песком.

Снабжай свои модели парашютами: они позволяют сохранить корпуса моделей ракет, приборы невредимыми.


Источник:  pirotek.od.ua