Профессиональное редактирование фотографий. Сергей Доля

Ключ на старт!

Внимание, пуск!

Модель слегка приподнялась на направляющих, затем, набирая скорость, быстро исчезли в синеве неба. А на пусковое устройство уже устанавливали следующую ракету. «Байконур» для моделей работал с полной нагрузкой.

Простейшее пусковое устройство - направляющий штырь Ø 5-7 мм, закрепленный на стартовой плите (рис. 1) с углом наклона к горизонту не менее 60°.

Направляющие задают модели определенный курс и обеспечивают устойчивость в начальный момент полета. Чем больше высота ракеты, тем длиннее должен быть штырь. Обычные его размеры 1,4-1,6 м.

Пуск осуществляемся с помощью электрозапала. Восемь сухих элементов типа 343 соедините между собой по четыре последовательно, а получившиеся две батареи - параллельно. Можно использовать также круглые элементы типа 373 «Марс» (8 шт.). Электрическая

схема пульта управления запуском показана на рисунке 2. Источники питания разместите в коробке. На одной из панелей (лучше на верхней) установите сигнальную лампочку, блокировочный ключ к кнопку запуска. Неплохо, если на стартовом устройстве будет амперметр и вольтметр.

Провода от пульта к воспламенителю лучше использовать медные, многожильные, в полихлорвиниловой изоляции, диаметром не менее 0,5 мм. Для надежного и быстрого соединения на концах кабеля установив штепсельные разъемы. Длина проводов должна быть более 10 м.

Воспламенитель двигателей моделей ракет электрический (рис. 3). Эта спираль из 5-6 витков нихромовой проводки Ø 0,2-0,3 мм. При включении электропитания она раскаляется и поджигает топливо. Для усиления теплового импульса спираль покрывается пороховой мякотью, растворенной в нитроклее, или рядом с ней закрепляется кусочек стопина.

1- направляющий штырь, 2 - модель ракеты, 3 - стартовая плита, 4 - отражатель, 5 - электрозапал.

Поскольку стопин применяется для передачи теплового импульса от одной ступени к другой, остановимся на способах его изготовления. Это хлопчато-бумажная нить, покрытая пороховой мякотью, с добавлением клея. Из нитей делают жгут Ø 1-2 мм, пропитывают раствором калиевой селитры (35 - 40 г на стакан воды) и погружают после просушки в жидкую пороховую мякоть (селитра калиевая - 75, сера - 12, уголь древесный - 13 частей по весу). Чтобы она после сушки не осыпалась, добавьте в раствор немного клея. Готовый жгут разрезается на отрезки нужной длины.

А как быть, если надо одновременно поджечь несколько двигателей? Например, модель-копии ракеты-носителя космических кораблей «Восток» и «Союз» имеют четыре боковых блока. Для большего подобия старта желательно, чтобы они были снабжены работающими двигателями. В таких случаях рекомендуем использовать следующие конструкции.

Самый пуостой (но не самый надежный) - зажигание «связкой». Например, надо воспламенить три двигателя. Возьмите три кусочка стопина длиной 80 - 100 мм, вставьте в сопла, а другие, свободные, соедините вместе и прикрепите к спирали. Стопин надо подбирать одинакового сечения и плотности. Иначе скорость горения будет различной и двигатели одновременно не сработают.

Другой способ - применение электрозапалов по числу двигателей, соединенных параллельно. Спирали подбегите с одинаковым сопротивлением. Источник тока должен обеспечиват в 4-5 раз больший разводный ток, чем для зажигания одного двигателя.

Главное достоинство зажигания двигателей пиротехническим крестом - «пауком» (рис. 4) - надежность. Оригинальную конструкцию этого приспособления для старта предложил спортсмен-ракетомоделист С. Апарнев. Корпус «паука» выточен из стали и имеет форму стакана дном вверх. В нижней его части нарезана внутренняя резьба М24×3 на глубину 23 мм; в верхнюю в просверленные отверстия впаиваются огне доводящие медные трубки длиной 140 - 150 мм Ø 5 мм с толщиной стенки 0,4 - 0,5 мм. Количество трубок зависит от числа воспламеняемых двигателей.

Сбоку в корпусе «паука» имеется кронштейн для установки «паука» на направляющий штырь. В противоположной стенке - резьба М6Х1 для запальника. В его эбонитовом корпусе просверлены два отверстия Ø1 мм для выводов нихромовой нити накаливания длиной 25-30 мм.

Заглушка корпуса стальная с наружной резьбой М24Х3. Верхняя (торцевая] поверхность имеет форму конуса. При подготовке к старту «паук» располагают трубками вниз, вывинчивают заглушку, на дне корпуса укладывают шайбу из папиросной бумаги и ввинчивают запальник. В него засылают черный порох (в объеме гильзы от малокалиберной винтовки) заворачивают заглушку, крепят «паук» на направляющем штыре и устанавливают модель на стартовом устройстве.

Если подать напряжение на нить накаливания, то порох вспыхнет, тепловой импульс по трубкам передастся двигателям. Топливо воспламенится. Мгновение - и модель устремляется в небо.

При запуске моделей ракет необходимо строго соблюдать меры безопасности. Остановимся на некоторых из них.

1 - корпус (сталь), 2 - заглушка (сталь), 3 - корпус запальника (эбонит), 4 - нить накаливания (нихром), 5 - контакты, 6 - огнепроводящие трубки (медь, латунь), 7 - отверстие для направляющего штыря.

Старт моделей осуществляется с помощью дистанционного устройства, находящегося на расстоянии не менее 10 м от модели. Для предотвращения непроизвольного воспламенения двигателей блокировочный ключ пульта управления запуском должен находиться у ответственного за старт. Спортсмен, запускающий модель, обязан полностью контролировать процесс старта. По «Правилам соревнований по ракетомодельному спорту» модели ракет можно запускать при скорости ветра не более 35 км/ч и прямой видимости не менее 500 м.

Пуски моделей совершаются со стартовой площадки, разбитой на зоны. Длина и ширина зоны - 25-30 м. Стартовая площадка для запуска моделей на высоту полета может быть и в виде круглой площадки Ø 35-40 м.

Для подготовки пусковой установки к пуску в стартовую зону разрешается выходить участнику и одному его помощнику. Время выхода на старт - 1 мин.

Запуск осуществляется только с разрешения начальника старта по команде «Ключ на старт». После чего судья старта делает предстартовый пятисекундный отсчет, оканчивающийся командой «Пуск».

Если не произошло воспламенения двигателей (двигателя) модели ракеты и она не сошла с направляющего штыря, то по истечении одной минуты спортсмен с разрешения начальника старта может подойти к пусковой установке для проверки системы зажигания. Время его пребывания в стартовой зоне не более 1 мин. При вторичном отказе стартового оборудования спортсмен получает ноль очков в данном туре соревнований.

В. РОЖКОВ, мастер спорта СССР

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

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:

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.

Статья о том, как сделать модель ракеты «Протон-М».

Если вам кажется, что запустить собственный ракетоноситель
“Протон-М”, который доставлял необходимые материалы на международную
космическую станцию “Мир” – это из области фантастики, то вы не
моделист. Для моделиста нет ничего не возможного. Для тех, кто желает
войти в когорту таких волшебников, расскажу, как собрать и запустить
собственный “Протон-М” в масштабе 1:100

На самом деле сделать красивую многоразовую модель-полукопию ракеты
современного российского ракетоносителя “Протон-М” в масштабе 1:100 не
так сложно. От вас потребуется лишь следовать нашим инструкциям и в
результате воплотить в жизнь идею организовать ЦУП там, где удобно, а
не там, где предпочитает наше правительство.

Головной обтекатель следует изготовить в соответствии с чертежом.

Для более полной совпадения с оригиналом его желательно выточить на
токарном станке, если такой возможности нет, то его можно выстругать из

Материал обтекателя – дерево (сосна или липа). В центре нужно сделать
отверстие максимального размера, но толщина стенки обтекателя должна
быть постоянно не менее 5 мм. Обтекатель должен входить в готовый
корпус ракеты без особого трения. Также к торцу обтекателя следует
прикрепить крючок для крепления системы спасения, сделав его, например,
из тонкого гвоздя или проволоки.

Для изготовления корпуса потребуется ровная, гладкая оправка
диаметром 40 мм и длиной не менее 500 мм, жидкий эпоксидный клей,
стеклоткань (рекомендуемая толщина 0,06) мм. Если стеклоткани нет в
наличии, то ее можно заменить бумагой. Перед тем как начать клеить,
стеклоткань следует обжечь на электроплите или просушить с помощью
фена, чтобы испарился содержащейся в ней парафин. Далее вырезается
кусок длиной 600 мм и шириной 570 мм. Сначала оправку нужно крепко
закрепить и нанести тонкий, равномерный слой “литола” или другого
аналогичного материала. Потом следует нанести на стеклоткань клей, так
чтобы она полностью пропиталась. Затем ткань аккуратно и медленно
обворачивается вокруг оправки слоем за слоем. Необходимо следить, чтобы
не было перекосов, складок, воздушных пузырей, мусора. Когда будет
намотан последний слой, клей на нем должен быть равномерно распределен
по всей поверхности. После полного отвердения клея, корпус нужно
аккуратно снять с оправки. Далее тщательно удаляется “литол” внутри
готового корпуса и с оправки с помощью ткани пропитанной спиртом или
любым другим растворителем. Потом, обратно надев на трубу корпус, нужно
обработать наждачной бумагой, чтобы он стал гладким, т.е. удалить
различные неровности и дефекты. Отступив от каждого края примерно по 50
мм их нужно отпилить, так чтобы полная длина корпуса составляло ровно
470 мм. Края корпуса следует “отторцевать” наждачной бумагой или
напильником, т.е. корпус, поставленный на ровную поверхность должен
быть перпендикулярен этой поверхности. Все места, где будет наноситься
клей нужно обязательно зачистить и обезжирить.

Направляющие кольца лучше сделать из металлической проволоки
диаметром 1-2 мм. Также их можно сделать из стеклопластика (как корпус)
или из бумаги, намотав на направляющий штырь. Диаметр колец должен
соответствовать диаметру направляющего штыря, причем готовые кольца
должны двигаться по направляющему штырю без трения. Кольца нужно
приклеить с помощью густого клея так, чтобы они были на одной линии.
Верхние кольцо следует приклеить, отступив от края на 40 мм, а нижние
на конце корпуса. Приклеивать их нужно обязательно до покраски ракеты.

Баки с горючем, которые располагаются вокруг основного корпуса, нужно
изготовить по такой же технологии, как и корпус, но на оправке
диаметром 16 мм и длиной не менее 200 мм. Следует вырезать кусочки из
стеклоткани толщиной 0,06 мм длиной 150 мм и шириной 190 мм. Если у Вас
имеется в наличии другая толщина стеклоткани, то следует изменять
количество слоев намотки, чем толще стеклоткань, тем меньше слоев нужно
делать. Всего нужно сделать шесть трубочек длиной 180 мм. Далее к ним
следует сделать головные обтекатели. Их следует выстругать из
деревянного бруска, обработать напильником и наждачной бумагой.
Обтекатель должен иметь форму наклонного конуса длиной 30 мм. Далее
нужно в каждую трубочку вклеить готовый головной обтекатель. Затем
нужно сделать шесть одинаковых сопел из дерева или металла (желательно
выточить на токарном станке) и их вклеить в трубочки.

Всякие неровности, трещины нужно зашпаклевать и зашкурить. Когда баки
будут готовы можно приступать к соединению их с основным корпусом.
Нижнюю часть корпуса нужно разделить на шесть равных частей и провести
ровные параллельные линии для крепления баков. Далее один за другим
приклеиваются баки к корпусу по начерченным линиям, нужно внимательно
следить за параллельностью каждого бака и за их симметрию относительно
друг друга и корпуса ракеты.

Для крепления двигателя в корпусе ракеты нужно изготовить кольца.
Изменяя внутренний диаметр колец и расстояние между ними можно в модель
устанавливать другие более мощные ракетные двигатели. На данную ракету
будет устанавливаться двигатель промышленного изготовления МРД 20-10-4.
Материал для колец должен быть крепким, огнестойким и выдерживать
большие температуры, например, идеально подходит стеклотекстолит
толщиной 1.5-2 мм.

Кольца нужно приклеить с помощью густого эпоксидного клея, особенно
надежно следует приклеить первое кольцо с внешним диаметром 41 мм и
внутренним 18 мм, отступив от края корпуса на 85 мм. Причем в этом
кольце следует сделать отверстие диаметром 2 мм под трос крепления
системы спасения. Второе кольцо с внешним 40 мм и внутренним 20 мм
диаметром нужно приклеить, отступив от края на 60 мм. В третьем кольце
с внешним диаметром 40 мм и внутренним 20 мм следует просверлить два
отверстия на одной линии под винт диаметром 2-3 мм и длинной не менее
10 мм. После, вставив два винта в отверстия кольца их нужно приклеить к
нему с помощью густого клея, но следует следить, чтобы клей ни в коем
случае не попал на резьбу винта. После этой операции кольцо можно
вклеивать в корпус ракеты, отступив от края на 5 мм. В четвертом кольце
с внешним 40 и внутренним 16 мм диаметром нужно просверлить такие же
отверстия, как и в третьем, причем они должны быть симметричны. С
помощью двух последних колец будет осуществляться запирание двигателя в
корпусе. При вклеивании колец нужно внимательно следить, чтобы не было
перекосов, и соблюдалась симметрия. Когда все кольца будут вклеены в
корпус, то двигатель должен входить в кольца без сильного трения и
также он не должен болтаться в них. Это очень важно т.к. от этого
зависит прямолинейный полет ракеты.

Для безопасного возвращения на землю ракеты будет использоваться
парашют. Его лучше сделать из ткани. Ткань должна быть почти не
пропускать воздух и также быть нетяжелой. Минимальный диаметр парашюта
для безопасного спуска ракеты 600 мм, чем больше диаметр, тем больше
времени будет модель спускаться на землю, но и понадобиться большая
площадь для запуска. В центре парашюта нужно сделать купольное
отверстие диаметром 30-50 мм для устойчивости при спуске на землю. Для
парашюта следует изготовить стропы из капроновых ниток. Для диаметра
500 мм нужно 10 строп длиной 700 мм. Стропы нужно крепко пришить или
привязать к краю ткани парашюта, предварительно разделив окружность на
равные части. Свободные концы следует связать в узел, причем длина всех
строп должна быть одинакова. Также вместо парашюта можно использовать
тормозную ленту сделанную из ткани длиной 2000 мм и шириной 300 мм.
Теперь осталось связать все детали ракеты в единую систему. Связываться
будет с помощью провода диаметром 1.5-2 мм, он должен быть прочным и
выдерживать большие температуры. Сначала надо взять отрезок провода
длиной 800 мм, один его конец пропустить через отверстие кольца для
крепления двигателя (первое), этот конец завязать в узел и приклеить к
нему, а другой конец провода следует надежно закрепить в крючке
головного обтекателя. Далее один конец провода длиной 200 мм крепится
опять к головному обтекателю, а другой к узлу всех строп, причем этот
узел следует проклеить клеем. Каждое крепление должно быть максимально
надежным, от этого зависит целостность модели.

Красить ракету лучше всего нитрокраской или другими специализированными
красками. Перед покраской на всей поверхности модели нужно удалить
грязь и обезжирить. Головной обтекатель следует полностью покрасить в
черный цвет. Корпуса баков в белый цвет, а их головные обтекатели в
светло-серый цвет. Сопла желательно в серебряный или стальной цвет.
Основной корпус ракеты имеет три различных цвета. Отступив от верхнего
края на 40 мм, этот участок красится в черный цвет, отступив от нижнего
края корпуса на 210 мм, покрывается светло-серой краской. Центральная
область красится в белый цвет. Еще отступив от нижнего края ракеты на
10 мм, следует нанести черную полоску краски шириной 15 мм. Нужно
внимательно следить, чтобы не было подтеков краски. На белом фоне
центральной части можно написать вертикальным текстом красными
печатными буквами “Протон-М”.

Подготовка к старту самая ответственная операция. Парашют складывают
пополам так, чтобы одна половина строп легла на другую, еще раз
складывают пополам, оставляя купольное отверстие точкой, от которой
уменьшается угол сложенного сектора. Складывать надо до тех пор, пока
все стропы лягут одна на другую. После этого парашют складывают
пополам: купольное отверстие к дуге сектора – поперек радиуса.
Сложенный парашют разглаживают рукой, удаляя из складок воздух. Если вы
используете тормозную ленту, то ее следует скрутить в плотную трубочку.
Затем с помощью шомпола до самого двигателя вставляют кусок ваты,
который служит для защиты парашюта от вышибных газов двигателя. Вата
должны входить без особого усилия. После, аккуратно взяв парашют,
укладывают во внутрь корпуса купольным отверстием вниз, а стропы
укладывают змейкой поверх парашюта. Нужно внимательно следить, чтобы
стропы не перехлестнулись между собой. Затем можно установить головной
обтекатель. После уже на месте проведения запусков нужно вставить
двигатель в ракету и зажать кольцом, туго закрутив две гайки. Запускать
ракету лучше в безветренную погоду на достаточно большом поле. Осталось
лишь модель установить на стартовый стол, подсоединить электрический
запал, нажать кнопку старта и насладиться необыкновенным полетом
модели. Соблюдайте технику безопасности.

Удачных вам запусков!

Состоялись очередные запуски ракеты “Протон-М”. Было произведено два
запуска модели с двигателем МРД 20-10-4. На поле присуствовал
порывистый ветер, что сильно сказалось на устойччивость ракеты. Причем
из-за малой мощности двигателей модель взлетела только на высоту около
50 метров, наверно старость двигателей сказывается на их работу. Но в
обоих стартах система спасения не сработала на 100% из-за маленького
количества пороха в вышибном заряде, но упав 2 раза с такой высоты
ничего страшного с моделью не случилось, что очень радует, а так
запуски и фотографии очень впечатлили и принесли море удовольствия…

Ракетомоделирование – занятие, которое увлекает не только детей, но и вполне взрослых и состоявшихся людей, как можно понять по составу команд спортсменов на Чемпионате мира по ракетомодельному спорту, который пройдет во Львове 23-28 августа. На него приедут соревноваться даже сотрудники NASA. С ракетами, собранными самостоятельно. Для того чтобы сделать самую простую действующую модель ракеты своими руками, специальные знания и навыки не нужны – в интернете есть большое количество подробных инструкций. По ним можно сделать свою ракету хоть из бумаги, хоть из деталей, купленных в хозяйственном магазине. В этой статье мы разберемся подробнее в том, какие ракеты бывают, из чего их делают и как сделать ракету своими руками. Так что в предвкушении Чемпионата вы можете обзавестись собственной моделью и даже запустить ее в полет. Кто знает, может, к августу вы решите принять участие во внеклассовом соревновании по запуску ракет с полезным грузом «Спаси космические яйца» (пройдет в рамках Чемпионата) и побороться за призовой фонд 4 000 евро.

Из чего состоит ракета

Любая модель ракеты, независимо от класса, обязательно состоит из таких частей:

Корпус. К нему крепятся остальные элементы, а вовнутрь устанавливается двигатель и система спасения.
Стабилизаторы. Они крепятся к нижней части корпуса ракеты и придают ей устойчивости в полете.
Система спасения. Необходима для замедления свободного падения ракеты. Может быть в виде парашюта или тормозной ленты.
Головной обтекатель. Это конусообразная головная часть ракеты, которая придает ей аэродинамическую форму.
Направляющие кольца. Крепятся к корпусу на одной оси, нужны для того, чтобы закрепить ракету на пусковой установке.
Двигатель. Отвечает за взлет ракеты и есть даже в самых простых моделях. Делятся на группы по общему импульсу тяги. Модельный двигатель можно купить в магазине для технического творчества или собрать самостоятельно. Но в этой статье мы будем ориентироваться на то, что у вас уже есть готовый двигатель.

Не является частью ракеты, но относится к must-have вещам пусковая установка. Ее можно приобрести в готовом виде или собрать самостоятельно из металлического прута, на которую крепится ракета, и спускового механизма. Но мы также будем ориентироваться на то, что пусковая установка у вас есть.

Классы ракет и их отличия

В этом разделе мы рассмотрим классы ракет, которые можно будет увидеть своими глазами на Чемпионате мира по ракетомоделированию во Львове. Их девять, из них восемь – утвержденные Международной авиационной федерацией, как официальные для Чемпионата мира, и один – S2/Р – открыт не только для спортсменов, но и для всех желающих соревноваться.

Ракеты для соревнований или просто для себя можно изготавливать из разных материалов. Бумаги, пластика, дерева, пенопласта, металла. Обязательное требование – чтобы материалы не были взрывоопасными. Те, кто занимается ракетомодельным спортом всерьез, используют специфические материалы, которые обладают лучшими характеристиками для целей ракеты, но при этом могут стоить достаточно дорого или быть экзотическими.

Ракета класса S1 в соревнованиях должна продемонстрировать лучшую высоту полета. Это одни из самых простых и маленьких ракет, которые принимают участие в соревнованиях. S1, как и другие ракеты, делятся на несколько подклассов, которые обозначаются буквами. Чем ближе к началу алфавита – тем меньше общий импульс тяги двигателя, который используется для запуска ракеты.

Ракеты класса S2 предназначены для переноса полезного груза, в соответствии с требованиями FAI, «полезным грузом» может быть что-то компактное и хрупкое, с диаметром 45 миллиметров и весом 65 грамм. Например, сырое куриное яйцо. У ракеты может быть один и более парашютов, при помощи которых полезный груз и ракета вернутся на землю целыми и невредимыми. Ракеты класса S2 не могут иметь более одной ступени и в полете они не должны лишиться ни одной детали. Спортсмену необходимо запустить модель на высоту 300 метров и при этом посадить ее за 60 секунд. Но если груз будет поврежден, то результат не будет засчитан вовсе. Так что важно соблюсти баланс. Вес модели с двигателем не должен превышать 1500 граммов, а вес компонентов топлива в двигателе – 200 граммов.

Ракеты класса S3 для непосвященного зрителя могут выглядеть в точности как ракеты класса S1, но их задачи на соревнованиях отличаются. S3 – это ракеты на продолжительность спуска с использованием парашюта. Специфика соревнования в этом классе заключается в том, что спортсмену необходимо осуществить три ракетных старта, используя при этом всего две модели ракет. Соответственно, минимум одну из моделей еще надо найти после запуска, а они часто приземляются за несколько километров от стартовой зоны.

У моделей этого класса диаметры парашютов обычно достигают диаметра 90-100 сантиметров. Распространенные материалы – стекловолокно, бальсовое дерево, картон, нос изготавливается из легкого пластика. Ребра выполнены из легкого пробкового дерева и могут быть покрыты тканью или стекловолокном.

Класс S4 представлен планерами, которые должны находиться в полете как можно дольше. Это «крылатые» устройства, чей внешний вид достаточно серьезно отличается от того, что можно ожидать от ракеты. В небо они поднимаются при помощи двигателя. Но в планерах запрещено использовать что либо, что будет придавать им ускорение или каким-то образом влиять на парение, в небе устройство должно держаться исключительно за счет своих аэродинамических характеристик. В качестве материалов для таких ракет обычно выступает бальсовое дерево, крылья делаются из стекловолокна или пенопласта, и из бальсового дерева тоже, то есть всего того, что почти ничего не весит.

Класс ракет S5 – это ракеты-копии, цель их полета – высота. В соревнованиях учитывается не только качество полета, но и то, насколько точно удалось участнику повторить корпус реальной ракеты. Это, в основном, двухступенчатые модели с массивной ракетой-носителем и очень узкой носовой частью. Они обычно очень быстро отправляются навстречу небу.

Ракеты класса S6 очень похожи на ракеты класса S3, но в полете они выбрасывают тормозную ленту (стример). По факту, она выполняет функцию системы спасения. Так как ракеты этого класса тоже должны продержаться в воздухе как можно дольше, задачей участника соревнования является создание максимально легкого и при этом крепкого корпуса. Модели делают из пергамента или стекловолокна. Носовую часть – из вакуумного пластика, стекловолокна, бумаги, а стабилизаторы – из легкого бальсового дерева, которое для долговечности покрывают стекловолокном. Ленты для таких ракет обычно изготавливаются из алюминизированного лавсна. Лента должна интенсивно «хлопать» на ветру, оказывая сопротивление падению. Ее размеры обычно находятся в пределах от 10х100 сантиметров до 13х230 сантиметров.

Модели класса S7 требуют очень кропотливого труда. Как и S5, эти модели представляют собой многоступенчатые копии настоящих ракет, но в отличие от S5, в полете оцениваются в том числе и по тому, насколько правдоподобно повторяют старт и полет настоящей ракеты. Даже цвета ракеты должны соответствовать «оригиналу». То есть это самый зрелищный и сложный класс, не пропустите его на Чемпионате мира по ракетомодельному спорту! И юниоры, и взрослые будут соревноваться в этом классе 28 августа. Самые популярные прототипы ракет – это Saturn, Ariane, Зенит 3, а также Союз. В соревнованиях принимают участие копии и других ракет, но как показывает практика, они обычно демонстрируют результат похуже.

S8 – это крылатые планирующие радиоуправляемые ракеты. Это один из самых разнообразных классов, тут значительно отличаются конструкции и типы используемых материалов. Ракета должна взлететь, совершить планирующий полет в течение определенного времени. Затем ее нужно посадить в центр круга с диаметром 20 метров. Чем ближе к центру сядет ракета, тем больше бонусных баллов получит участник.

Класс S9 – это винтокрылые летательные аппараты, и они также соревнуются друг с другом во времени, проведенном в полете. Это легкие модели, сделанные из стекловолокна, вакуумного пластика и бальсового дерева. Без двигателя зачастую весят порядка 15 граммов. Самая замысловатая часть ракет этого класса – это лопасти, которые обычно делаются из бальсы и должны иметь правильную аэродинамическую форму. У этих ракет нет системы спасения, этот эффект достигается за счет авторотации лопастей.

На соревнованиях ракеты этого класса, как и классов S3, S6 и S9 должны быть в диаметре не менее 40 миллиметров, а по высоте – не менее 500. Чем выше подкласс ракеты, тем больше должны быть ее размеры. В случае с самыми компактными ракетами S1 диаметр корпуса не должен быть меньше 18 миллиметров, а длина – не менее 75% длины ракеты. Это самые компактные модели. Вообще свои ограничения есть для каждого класса. Они изложены в кодексе FAI (Международная авиационная федерация). И перед полетом каждая модель проверяется на соответствие требованиям своего класса.

Из всех принимающих участие в нынешнем Чемпионате ракет только к моделям классов S4, S8 и S9 выдвигается требование, чтобы ни одна из их частей не отделялась во время полета даже на системе спасения. Для остальных это допустимо.

Как сделать простую и действующую модель ракеты из подручных материалов

Самые простые для изготовления в домашних условиях ракеты – это класс S1, также относительно простым считается класс S6. Но в этом разделе все-таки пойдет речь о первом. Если у вас есть дети, вы можете сделать модель ракеты вместе или доверить им самостоятельное ее изготовление.

Для изготовления модели потребуются:

два листа бумаги А4 (лучше выбирать разноцветную, чтобы ракета выглядела поярче, толщина бумаги – примерно 0,16-0,18 миллиметров);
клей;
пенопласт (вместо него можно использовать плотный картон, из которого делают коробки);
кусок тонкого полиэтилена, в диаметре не менее 60 см;
обычные швейные нитки;
канцелярская резинка (как для денег);
скалка или другой объект похожей формы, главное – чтобы с гладкой поверхностью и диаметром порядка 13-14 сантиметров;
карандаш, ручка или другой объект похожей формы с диаметром 1 сантиметр и еще один – с диаметром 0,8 сантиметра;
линейка;
циркуль;
двигатель и пусковая установка, если вы планируете использовать ракету по назначению.

На чертежах, которых очень много в интернете, можно найти ракеты с разным соотношением длины и ширины корпуса, «остроты» головного обтекателя и размеров стабилизаторов. В тексте дальше приведены размеры деталей, но, если вы хотите, можете использовать другие пропорции, как на одном из чертежей в галерее ниже. Порядок действий все равно остается прежний. Смотрите на эти чертежи (особенно на последний), если решите собрать модель по инструкции.

Корпус

Возьмите один из припасенных листов бумаги, отмерьте при помощи линейки 14 сантиметров от края (если у вас получился не такой объем, как у нас, просто добавьте к своей цифре еще пару-тройку миллиметров, они будут нужны для того, чтобы склеить лист). Отрежьте.

Скрутите получившийся кусок бумаги вокруг скалки (ну или что там у вас). Бумага должна идеально прилегать к предмету. Склейте лист прямо на скалке таким образом, чтобы получился цилиндр. Дайте клею просохнуть, тем временем возьмитесь за изготовление головного обтекателя и хвостовой части ракеты.

Головная и хвостовая часть ракеты

Возьмите второй лист бумаги и циркуль. Отмерьте циркулем 14,5 сантиметров, проведите из двух диагонально расположенных углов окружности.

Возьмите линейку, приложите ее к краю листа возле начала окружности и отмерьте точку на окружности на расстоянии 15 сантиметров. Проведите линию из угла к этой точке и вырежьте этот участок. Проделайте то же самое со второй окружностью.

Склейте конусы из обоих кусков бумаги. У одного из конусов обрежьте верхушку примерно на 3 сантиметра. Это будет хвостовая часть.

Чтобы ее приклеить к основанию, сделайте надрезы на нижней части конуса примерно через каждый сантиметр и глубиной 0,5 сантиметра. Отогните их наружу и нанесите клей на внутреннюю сторону. Затем приклейте ее к корпусу ракеты.

Чтобы прикрепить головной обтекатель, необходимо сделать «кольцо», благодаря которому она будет крепиться к основанию. Возьмите лист такого же цвета, который вы использовали для основания, и вырежьте прямоугольник 3х14 сантиметров. Сверните его в цилиндр и склейте. Диаметр кольца должен быть чуточку меньше диаметра основания ракеты, чтобы он идеально входил в него. Приклейте кольцо к голове ракеты таким же образом, каким приклеивали основание (только не отрезайте ничего от конуса на этот раз). Второй стороной кольцо вставьте в основание ракеты, чтобы проверить, угадали ли с диаметром.

Вернемся к хвостовой части. Ракете нужно придать устойчивости и сделать отсек для двигателя. Для этого нужно снова взять бумагу, из которой вы делали основание ракеты, вырезать прямоугольник 4х10 см, найти продолговатый и круглый предмет диаметром примерно 1 см и оборачивать кусок бумаги вокруг него, предварительно смазав клеем по всей площади так, чтобы в итоге получился плотный многослойный цилиндр. С одной стороны цилиндра сделайте надрезы по 4 миллиметра, отогните их, нанесите клей на внутреннюю сторону и приклейте к хвостовой части.

В нижней части у ракеты должны быть стабилизаторы. Их можно сделать из тонкого листового пенопласта или, если его нет, плотного картона. Нужно вырезать четыре прямоугольника со сторонами 5х6 сантиметров. Из этих прямоугольников – вырезать фиксаторы. Можете выбрать любую форму на свое усмотрение.

Обратите внимание, что головной обтекатель, хвостовой конус и моторный отсек обязательно должны быть выставлены ровно вдоль продольной оси корпуса (не должны быть наклонены в сторону от корпуса).

Система спасения

Чтобы ракета плавно вернулась на землю, ей нужна система спасения. В данной модели речь идет о парашюте. В роли парашюта может выступать обычный тонкий полиэтилен. Можно взять, например, 120-литровый пакет. Для нашей ракеты в нем нужно вырезать круг диаметром 60 сантиметров и закрепить на корпусе при помощи строп (длина примерно 1 метр). Их должно быть 16. На роль строп подойдут прочные нитки. Прикрепите стропы к парашюту при помощи скотча на равном расстоянии друг от друга.

Парашют сложите пополам, затем еще раз пополам, затем – сожмите.

Чтобы закрепить парашют, возьмите еще одну нитку, длина которой должна в два раза превышать длину корпуса. Приклейте ее к отсеку для двигателя между двух стабилизаторов. Привяжите к нитке резинку в двух местах, таким образом, чтобы, если потянуть за нитку, резинка растягивалась, а нитка была ограничением растяжения (рекомендации: резинку к нитке привязывайте на расстоянии 5 сантиметров от верхнего края корпуса).

Перед укладыванием парашюта в ракету нужно поместить пыж. В качестве пыжа может выступать, например, клочок ваты (или мягкая бумага, салфетки). Сделайте из понравившегося вам материала шарик и вставьте вовнутрь ракеты. Если у вас есть тальк, то посыпьте его тальком, чтобы предотвратить возможное возгорание вследствие срабатывания заряда. Пыж не должен туго вставляться, но и количество ваты должно быть достаточным для выталкивания системы спасения.

Вставьте его вовнутрь ракеты, затем положите парашют и стропы. Аккуратно, кольцами, чтобы те не запутались.

В качестве системы спасения может выступать также стример, и если вы хотите сделать ракету класса S6, то как уложить и привязать его, вы можете увидеть на этих фотографиях.

Крепление к пусковой установке и запуск

Вырежьте два прямоугольника 1,5х3 сантиметра. Скрутите их в цилиндр с диаметром примерно 0,8 сантиметра, чтобы крепление пусковой установки свободно проходило через эти цилиндры. Приклейте к основанию ракеты на одной оси на расстоянии нескольких сантиметров от верхней и нижней части основания.

Установите двигатель в отсек для двигателя. Готово к запуску!

Для запуска необходим металлический прут длиной не менее метра и диаметром 4-5 миллиметров. Он должен быть строго вертикален земле. Независимо ни от каких условий, конец прута должен находиться на высоте не менее 1,5 метра от земли, чтобы избежать травмирования глаз.

Ни в коем случае не пытайтесь запустить ракету дома! Даже такое с виду невинное устройство может причинить много хлопот в помещении. От места запуска до ближайших домов должно быть не менее 500 метров.

После поджигания двигателя отойдите от ракеты минимум на 3-5 метров. Зрители, если такие есть, должны находиться на расстоянии 10-15 метров. Если вы планируете доверить запуск ребенку, которому не исполнилось 16 лет, обязательно находитесь рядом с ним.

P.S.

Несмотря на то, что сделать самую простую бумажную ракету совсем несложно, ракетомоделирование – серьезный и интересный вид спорта, который требует огромного труда и много времени. А еще – очень зрелищный. На фоне возрастающего интереса со стороны частных компаний к освоению космоса популяризация этой темы среди населения, особенно детей, является делом крайне перспективным. Ведь те, кого космос манит с детства, с большей долей вероятности выберут его в качестве сферы деятельности во взрослом возрасте. Если бы в Украине несколько десятилетий назад тема космоса не была бы так популярна у детей, то едва ли сейчас в нашей стране нашлись бы люди и компании вроде , которые вкладывают деньги в такую перспективную отрасль, как космос. Не могло бы пройти мероприятие уровня Чемпионата мира по ракетомоделированию – потому что не было бы сильных команд и большого желания подогревать интерес к отрасли у следующих поколений. О том, каким интересным обещает быть Чемпионат, мы уже писали. Там, кстати, можно будет собрать ракету самостоятельно из готовых деталей. Приезжайте во Львов, увидите все своими глазами. Подробную информацию о мероприятии можно найти на его сайте .

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Цели и задачи.

Цели: используя современные знания, информацию из Интернета, доступные конструкционные материалы, воспроизвести моделирование, изготовление, запуск ракеты. Получить наиболее полное представление об особенностях конструкции, возможностях и использования и отличиях различных типов ракет с жидкостными и твёрдотопливными ракетными двигателями, которые используются для запусков в околоземное и космическое пространство.

Смоделировать, сконструировать и произвести запуск ракеты.

Задачи:

Изучить историю ракетомоделирования.

Изучить от чего зависит полёт ракеты.

Изучить формулу Циолковского и её смысл для ракет.

Изучить аэродинамическое сопротивление и способы его уменьшения.

Изучить устойчивость ракеты в полёте.

Изучить строение двигателя и корпуса ракеты.

Изучить c пособы спасения ракеты от столкновения с землёй.

Что же такое ракетомоделирование?

Ракетомоделирование, являющее ранее частью авиамодельного спорта, уже достаточно долгое время является самостоятельным видом спорта.

Ракетомоделирование - это изготовление рабочих моделей ракет, которые используют движущую силу небольших ракетных двигателей на твёрдом топливе и поднимаются на высоту более 100 метров. После окончания работы двигателя, модель спускается на землю с помощью разнообразных систем спасения (стримерная лента, парашют, ротошут, крыло) В процессе запуска моделей используются уменьшенные аналоги твердотопливных реактивных двигателей. Особенность ракетного двигателя в том, что он движется вперёд, отталкиваясь не от воздуха, как это делают, к примеру, вертолёт или самолёт, а благодаря эффекту тяги ракетного двигателя. Этот эффект основан на третьем законе Ньютона, по которому тело движется вперёд, отталкивая назад часть своей массы.

Ракетомодельный спорт - это технический вид спорта, в котором участники соревнуются в конструировании, изготовлении, организации запуска и пилотировании (для радиоуправляемых) моделей ракет и ракетопланов.

История и современность ракетомоделирования.

Как отдельный вид спорта ракетомодельный спорт существует с 70-ых годов 20 века. В качестве технического вида спорта в настоящее время широко распространен в России, странах СНГ и Восточной Европы. В мировом масштабе широкого распространения не получил. В СССР ракетомодельный спорт официально существует с 1961 года. Ракетомоделирование возникло и приобрело популярность сразу, как только стало известно о запуске первых искусственных спутников Земли, а особенно после полётов в космическом пространстве советских лётчиков-космонавтов. С этого момента начались попытки построить действующие модели ракет. Модель ракеты состояла из приспособления для плавного снижения (парашют, крылья), а также имела способность после смены ракетных двигателей вновь запускаться в воздух. Корпус модели был изготовлен из неметаллических материалов и состоял из трёх ступеней, каждый из которых снижался на своём парашюте. Изначально они были не совершенны, имели достаточно примитивный самодельный ракетный двигатель. В советское время ракетомодельный спорт был очень сильно развит, в каждом районе каждого города существовали клубы, станции, дома юных техников, именно в них зарождались будущие спортсмены. Инициатором организованных форм развития ракетомоделирования стала Московская областная станция юных техников, которая в апреле 1962 года провела первые в Советском Союзе областные ракетомодельные состязания. С этого момента ракетомоделирование приобрело массовый характер. В каждой школе, в каждой внешкольной организации существуют группы юных умельцев, которые пробуют построить и запустить в воздух модели ракет. Ракетомоделирование - это не просто увлечение, оно даёт большую пользу, влияя на общее и техническое развитие будущего инженера-конструктора. Чуть позже многочисленные организации были объединены в Федерацию ракетомодельного спорта СССР (с 1993 года - России).

Сегодня смоделировать и запустить ракету на высоту 100-150 метров можно, если сконструировать и изготовить её самостоятельно или купить уже готовую модель. В нашей стране проводятся научные фестивали, где можно продемонстрировать свои разработки в ракетном моделировании и запустить ракету в небо. В других странах также существуют организации по ракетному моделированию, которые тоже устраивают ежегодные фестивали и соревнования.

Имена тех, кто начал космический век.

Николай Иванович Кобальчич - пришёл к мысли использовать силу взрыва для полёта человека.

Константин Эдуардович Циолковский - основоположник современной ракетной техники и космонавтики.

Юрий Васильевич Кондратюк - доказал возможность полёта в мировые пространства на ракете.

Цандер Фридрих Артурович - сделал первые расчёты, относящиеся к области космических путешествий.

Сергей Павлович Королёв - изобрёл первый спутник.

Юрий Алексеевич Гагарин - стал первым кто полетел в космос.

Терешкова Валентина Владимировна - первый космонавт-женщина. И единственная женщина совершившая полёт одна, без экипажа.

Леонов Алексей Архипович — первый человек, который вышел в открытый космос 18 марта 1965 года. Продолжительность первого выхода составила 23 минуты.

Анато́лий Я́ковлевич Соловьёв - российский космонавт ему принадлежит рекорд по числу выходов в открытый космос. Он совершил 16 выходов общей продолжительностью более 78 часов. Суммарный налет Соловьева в космосе составил 651 сутки.(см. приложение 1.)

Виды ракет в ракетомодельном спорте.

Модели ракет подразделяются на 12 категорий:

S1 — модели ракет на высоту полёта.
S2 — модели ракет на высоту полёта со стандартным грузом.
S3 — модели ракет на продолжительность полёта с парашютом.
S4 — модели планеров с ускорителем на продолжительность полёта.
S5 — модели-копии ракет на высоту полёта.
S6 — модели ракет на продолжительность полёта с лентой.
S7 — модели-копии ракет на реализм полёта.
S8 — модели ракетных планеров на продолжительность полёта.
S9 — модели ракет на продолжительность полёта с ротором.
S10 — модели ракет на продолжительность полёта с «мягким крылом».
S11 — модели-копии ракетопланов и космических кораблей.
S12 — модели ракет для троеборья на продолжительность полёта.

От чего зависит полёт ракеты?

Понятие силы тяги двигателя и её определение.

Как можно, хотя бы упрощённо, представить себе процесс образования тяги?

Для этого воспользуемся такой моделью. Допустим, что каждую секунду из камеры под действием упругих сил давление расширяющегося газа выбрасывается масса рабочего тела. На рисунке она обозначена буквой m . Изобразим газ, находящийся в камере в виде сжатой пружины. Распрямляясь, пружина давит одним концом на “массу” m , а другим - на переднюю стенку камеры. Сила, действующая со стороны пружины на камеру, не что иное, как тяга R . Точно такая же сила действует на рабочее тело, которое под её действием получает некоторую скорость W (её называют скоростью истечения газа из двигателя). На основе законов физики легко доказывается, что сила тяги R равна произведению секундного расхода массы газа m на скорость его движения W . Чтобы правильно использовать законы, выраженные формулой тяги, проведём её анализ. Из формулы сразу же видно, что увеличить тягу двигателя можно 2 путями: увеличивая секундный расход массы топлива или повышая скорость истечения газов. Какой же из этих 2 путей наболее выгоден? Очевидно, 2, поскольку он не связан с увеличением запаса топлива на ракете. А как можно увеличить скорость истечения газов из двигателя? Один из способов - увеличение коэффициента полезного действия. Сама конструкция двигателя должна быть такой, чтобы топливо использовалось наиболее эффективно.

Формула Циолковского и её смысл для ракет.

А можно ли найти конечную скорость ракеты? Интересно, что это был первый вопрос, которой задал себе Циолковский. Он поставил перед собой задачу: определить конечную скорость ракеты. Правда, сначала для идеальных, наземных условий. Он предположил, что ракета летит в безвоздушном пространстве, вдали от Земли, других планет и звёзд, то есть вне гравитационных полей, создаваемых небесными телами. Циолковский решил эту задачу уже в 1897 году. Формула, выведенная Циолковским, устанавливает связь между скоростью самой ракеты, скоростью истечения газов из сопла ракетного двигателя, массами ракеты на старте и в конце активного участка полёта. Ныне эта формула носит имя Циолковского и является краеугольным камнем всей современной космонавтики. Зависимость, устанавливаемая формулой Циолковского, графически изображена на рисунке. Буквой V к обозначена идеальная конечная скорость ракеты, обозначение для скорости истечения W нами уже применялось, а буквами M o и M к отмечены начальная и конечная массы ракеты. Здесь же, на графике, приведена и сама формула Циолковского в показательном виде. В формуле буквой е обозначена постоянная величина - иррациональное число, широко используемое в математике и равное примерно 2,72 . Что же позволяет выяснить формула Циолковского? Посмотрим на график. Если после сгорания топлива масса ракеты уменьшится вдвое, то конечная скорость станет равной трём четвертям от скорости истечения газов. Когда отношение масс достигнет 10, то конечная скорость в 2,3 раза превысит скорость истечения, а при M o / M к = 100 отношение V к / W = 4,6 (последней точки на графике нет, её можно получить расчётным путём). Чтобы наглядно представить, какими должны быть ракеты с указанным соотношением масс, заметим, что отношение масс M o / M к = 2 соответствует отношению массы бутылки с водой и без неё, M o / M к = 10 - отношению масс полного и пустого ведра, а цифре 100 соответствует отношение массы мешка с картошкой и без неё. Отношению M o / M к является конструктивным параметром ракеты.

Формула Циолковского:

{\displaystyle V} V — конечная скорость летательного аппарата, которая для случая маневра в космосе при орбитальных манёврах и межпланетных перелётах часто

именуется характеристической скоростью.

{\displaystyle I} I — удельный импульс ракетного двигателя (отношение тяги двигателя к секундному расходу массы топлива);

{\displaystyle M_{1}} M 1 — начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо);

{\displaystyle M_{2}} M 2 — конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата).

Аэродинамическое сопротивление и способы его уменьшения.

При подъеме модели ракеты у нее есть друзья и враги. Разгоняет ракету сила тяги, а препятствуют разгону две силы: сила притяжения Земли и сила аэродинамического (дословно: воздушно-силового) сопротивления. Велики ли силы, тормозящие ракету? Силен ли враг?

Обратимся к космической технике. Установлено, что при выведении космического аппарата на круговую орбиту, высота которой 500 км , потери скорости вследствие аэродинамического торможения составляют 0,4 км/сек , а гравитационные потери (потери, вызванные действием силы притяжения Земли) — 1,1 км/сек . Как видим, потери значительные.

Еще большие потери сопутствуют полету модели, особенно потери аэродинамические: полет космической ракеты лишь частично происходит в плотных слоях атмосферы (напомним, что 75% всей массы атмосферы содержит десятикилометровый нижний ее слой), а полет модели полностью совершается в плотной среде.

Расчеты показывают, что у модели ракеты потери высоты, вызванные аэродинамическим сопротивлением, могут быть равны, а иногда и больше гравитационных. Поэтому моделисту особенно важно изучить «воздушного» противника, чтобы успешно бороться с ним.

Какова же природа аэродинамического сопротивления?

Сопротивление, которое воздействует на модели ракет и сами ракеты, на самолеты, автомобили, корабли, — в общем, на все, что передвигается в жидкой или газообразной среде, — создается двумя силами: трением и давлением.

Сопротивление трения возникает благодаря «вязкости» среды, в которой происходит движение. Двигаясь в атмосфере, тело «сдвигает» слои воздуха, очень близко прилегающие к его поверхности. Напряжение сдвига появляется потому, что частицы воздуха на самой поверхности движутся вместе с телом, а на сравнительно небольшом расстоянии от тела воздух неподвижен. В этом отношении сопротивление трения подобно тем силам, которые возникают, например, при скольжении какого-нибудь предмета по столу.

Сопротивление давления возникает потому, что воздушная среда обладает инерцией, мерой которой служит ее масса или массовая плотность. Когда тело движется в атмосфере, частицы воздуха должны расступаться, освобождая пространство для тела. При этом они ускоряются и в соответствии с физическими законами Ньютона оказывают противодействие движущемуся телу. В результате такого противодействия и возникает сопротивление давления. Как мы видим, силы давления играют большую роль в создании аэродинамического сопротивления. Аэродинамическое сопротивление ракет и моделей рассчитывают по формуле:

Q = c x

Q — полное аэродинамическое сопротивление;

r — массовая плотность воздуха;

V — скорость полета;

S — площадь наибольшего поперечного сечения (миделя) ракеты.

Буквами c x в формуле обозначен безразмерный поправочный коэффициент, называемый коэффициентом лобового аэродинамического сопротивления. Итак, лобовое сопротивление модели или ракеты будет тем больше, чем плотнее среда, в которой происходит полет (чем больше массовая плотность воздуха r). Сопротивление также очень сильно зависит от скорости полета: если, например, скорость увеличивается вдвое, то сопротивление возрастает вчетверо, при тройном увеличении скорости сопротивление возрастает в 9 раз!

Особое внимание моделисту следует обратить на коэффициент лобового сопротивления — именно с помощью этого коэффициента можно в значительной мере повлиять на величину аэродинамической тормозящей силы, а значит, и на летные свойства модели.

Для одноступенчатой модели коэффициент аэродинамического сопротивления будет где-то около 0,4 — 0,5. Коэффициент лобового сопротивления характеризует важное качество летящего тела — его обтекаемость. Идеально обтекаемое тело имеет закругленную головную часть, продолговатое «туловище», плавно переходящее в удлиненную, сильно сужающуюся хвостовую часть.

Обтекаемая форма была бы наилучшей и для модели ракеты. К сожалению, мы не можем точно следовать мудрым указаниям природы: закругленную головную часть и продолговатый корпус сделать еще можно, но вот для кормовой части ракеты сужающаяся, сходящая на нет форма не подойдет: если сделать хвост ракеты такой формы, то негде будет разместить двигатель, обеспечивающий продвижение ракеты вперед.

Устойчивость ракеты в полёте.

Тяга ракеты направлена вдоль оси симметрии, сила тяжести в соответствии с законами механики приложена в центре тяжести (центре масс) и действует в направлении центра Земли, а аэродинамическая сила соответствует набегающему потоку ветра. Точка приложения силы Р называется центром давления. Для движения вдоль заданной траектории ракета должна быть устойчивой. Движение ракеты вдоль траектории устойчиво в том случае, когда действующие на нее силы и моменты непрерывно сохраняют равновесие и направляют ракету на первоначальную траекторию полета.
Для сохранения устойчивости тела (не только ракеты), движущегося в воздухе, его центр тяжести должен находиться впереди центра давления (считая от головной части). Это основное условие очень важно для безопасного старта и полета ракеты. Если центр тяжести будет расположен позади центра давления, то ракета, выведенная из равновесия случайным возмущением, не возвратится на первоначальную траекторию полета.
Насколько быстро ракета возвратится в состояние равновесия, зависит от расстояния е между центрами тяжести и давления. Величина е должна быть не меньше 0,5 D, однако лучше, если это расстояние равно диаметру корпуса ракеты.
Каким на практике должно быть соотношение продольных поверхностей ракеты для выполнения условия устойчивости, показано на рис. 2. Полная длина ракеты в среднем должна составлять от 16 до 20 D (где D—диаметр ракеты). Площадь поверхности стабилизаторов Р2=(0,8—1,0) Р1 (где Р1—площадь поверхности корпуса).

Существуют два метода позволяющие с достаточной точностью определить центр давления: расчетный и практический.
Рассмотрим практический метод.
При использовании практического метода нужно вырезать из картона силуэт данной модели в натуральную величину. Путем уравновешивания находится центр тяжести этой плоской фигуры, который и будет искомым центром давления модели.

Для определения центра тяжести готовой модели ее нужно подвесить. Варьируя положение точки подвеса, можно достичь такого положения, при котором модель сохраняет равновесие.

В этой точке (точнее, в центре соответствующего сечения модели) и будет находиться ее центр тяжести.
Количество стабилизаторов, их размер и форму определяют опытным путем. На практике принято считать, что хорда стабилизатора должна составлять от 1,5 до 2 диаметров модели. Часто используют кольцевые стабилизаторы, ширина которых в среднем равняется 0,5 диаметра кольца. Стабилизаторы этого типа эффективны при больших диаметрах кольца (не менее двух диаметров корпуса модели). Малые кольцевые стабилизаторы незначительно улучшают устойчивость модели.
После установки двигателя в ракету, перед запуском желательно проверить балансировку модели и при необходимости откорректировать её, догрузив в головной обтекатель пластилина

Двигатель ракеты.

Посмотрите, как выглядит настоящий ракетный двигатель. Его краткое обозначение РД - 107, а устанавливался он на первый ступени прославленной советской ракеты “Восток”.

А вот и карамельный двигатель для ракетной модели, его размер, вес, тяга в сотни тысяч раз меньше чем у РД-107. Но не только размеры отличают оба двигателя, двигатель модели полностью другой - это двигатель на твёрдом топливе, такие двигатели сокращённо называют РДТТ - ракетные двигатели твёрдого топлива.

Карамельный двигатель можно сделать в домашних, для этого нам понадобится:

1.Смесь сахара и калиевой селитры в соотношении 2 к 1.

2.Вода, примерно столько же, сколько сахара.

3.ПВХ труба длиной 12 см.

4.Пробка из дерева.

Последовательность действий:

1.Смешать сахар с калиевой селитрой в соотношении 2 к 1.

2.Высыпать эту смесь на сковороду и добавить воды столько же, сколько сахара.

3.Ждать пока вода выпарится.

4.Трубу ПВХ перекрыть с одной стороны пробкой.

5.Залить смесь в трубу.

6.Подождать пока смесь застынет.

7.Проделать отверстие в застывшей массе.

8.Провести туда фитиль.

Наш двигатель готов, для нашей ракеты понадобится 3 двигателя.

Корпус ракеты.

1.Труба ПВХ длиной 25см.

2. 3 крыла из картона.

3. 3 карамельных двигателя.

4.Обтекатель, крышка от дезодоранта.

5.Пластилин, для придания обтекателю формы конуса и для утяжеления обтекателя.

6.Горячий клей для соединения деталей.

7.Парашют, для приземления ракеты.

8.Резинка для скрепления обтекателя, парашюта, ПВХ трубы.

Способы спасения ракеты от столкновения с землёй.

Есть 3 группы устройств замедляющих снижение ракеты:

1.Устройства, использующие для замедления спуска силу аэродинамического сопротивление.

2.Устройства, использующие аэродинамическую подъёмную силу.

3.Устройства, использующие для посадки реактивную силу двигателя.

Самый простой и распространенный способ 1 группы - парашют. Основной его плюс в том, что в упакованном виде он занимает мало места, а при необходимости быстро разворачивается, образуя купол значительной площади. Самая главная часть парашюта - купол. Именно он создаёт аэродинамическое сопротивление, достаточное для его замедленного снижения.

Сопротивление, создаваемое парашютом можно увеличить, взяв купол большей площади. Круглый парашют прост в изготовлении. Его единственный недостаток это - неустойчивое снижение в воздухе, это легко устраняется, если проделать в центральной части купола отверстие.

Длина строп тоже имеет значение, оптимальная длина строп должна составлять 0,8 - 1 купола в раскрое.

Заключение.

СТРОИТЬ И ЛЕТАТЬ, ЛЕТАТЬ И СТРОИТЬ!

Эти слова Королёва служили девизом для всех ракетостроителей. Не только мечтать, но и строить, летать великие слова Королёва, эти слова воплощены в моделях первого Всесоюзного конкурса, особенно в моделях летающих - моделях ракет, ракетопланов, носителей и космических аппаратов.

Так пусть же эти крылатые слова главного конструктора космических ракет и кораблей послужат девизом всем, для кого ракетостроение и ракетомоделирования открывает путь в космос.

Математические расчёты.

Приложение1.

Николай Иванович Кобальчич (1853-1881).

Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935).

Юрий Васильевич Кондратюк (1897-1942).

Цандер Фридрих Артурович (1887-1933).

Королёв Сергей Павлович (1907-1966).

Гагарин, Юрий Алексеевич (1934-1968).

Терешкова Валентина Владимировна (1937) .

Леонов Алексей Архипович (1934).

Соловьёв, Анатолий Яковлевич (1948).

Список литературы.

1.Википедия (Ракетомодельный спорт).

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ракетомодельный_спорт

2.Станция юных техников (Ракемоделирование).

http://sut-m.ru/raketomodelirovanie.html

3.Википедия (Ракетомоделизм) .

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ракетомоделизм

4.40 лет Аргументы и факты (10 самых известных космонавтов и их рекорды)

http://www.aif.ru/dontknows/10_samyh_izvestnyh_kosmonavtov_i_ih_rekordy

5.Кюч на старт - 7 статья.

http://www.airbase.ru/modelling/rockets/res/books/kns/kns7.htm

6. ХОББИ,МОДЕЛИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

Познавательный сайт города Николаева

Устойчивость ракеты в полете http://hobby.nikolaev.com.ua/modules.php?name=Articles&file=view&articles_id=321

7.Википедия (Формула Циолковского)

https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Циолковского