На старте — одноступенчатые

Космос кличет мальчишек. Сейчас чуть не каждый школьник грезит стать астронавтом так же, как в далекие 30-е годы их сверстники мечтали авиацией. И как десятилетия назад, парни подготавливаются к грядущим стартам. Изучают в ракетомодельных кружках теорию, строят сложные модели-копии «Альянсов», спортивных ракет, участвуют в конкурсах и соревнованиях.

Лишь Всесоюзный конкурс «Космос», проводимый отечественным изданием, собирает каждый год много юных знатоков космонавтики. Открывая данной статьей серию материалов по ракетомоделизму, редакция сохраняет надежду, что они будут дополнительным пособием как для начальников кружков, так и для их участников.

Каждая летающая модель ракеты имеет следующие главные части: корпус, Стабилизаторы, парашютирующую совокупность, направляющие кольца, головной двигатель и обтекатель. Узнаем их назначение.

Корпус помогает для размещения двигателя и парашютирующей совокупности. К нему крепятся стабилизаторы и направляющие кольца. Для придания модели хорошей аэродинамической формы верхняя часть корпуса оканчивается головным обтекателем. Стабилизаторы необходимы для устойчивости модели в полете, а парашютирующая совокупность — для замедления свободного падения.

Посредством направляющих колец модель крепят на штангу перед взлетом. Двигатель формирует нужную тягу для полета.

ПОСТРОЙКА МОДЕЛИ. Главный материал для летающих моделей ракет — бумага. Корпус и направляющие кольца склеивают из ватмана. Стабилизаторы делают из фанеры либо узкого шпона. Бумажные подробности склеивают столярным либо казеиновым клеем, а другие нитроклеем.

Изготовление модели начинают с корпуса. У несложных моделей ракет он цилиндрический. Оправкой может служить любой круглый стержень диаметром более 20 мм, поскольку таковой размер имеет самый распространенный двигатель. Дабы он легко вставлялся, диаметр корпуса должен быть больше.

Серьёзными геометрическими параметрами корпуса модели являются: диаметр d и удлинение ?, другими словами отношение длины корпуса 1 к диаметру d (? = l/d). Удлинение большинства моделей ракет равняется 15—20.

Исходя из этого, возможно выяснить размер бумажной заготовки для корпуса. Ширину заготовки вычисляют по формуле длины окружности L = ?d. Полученный итог умножают на два (в случае если корпус из двух слоев) и додают 10—15 мм на припуск для шва. В случае если оправка 021 мм, то ширина заготовки будет около 145 мм.

Возможно поступить несложнее: обмотать два раза около оправки нитку либо полосу бумаги, прибавить 10—15 мм, и станет светло, какой должна быть ширина заготовки для корпуса.

Имейте в виду, что волокна бумаги нужно располагать на протяжении оправки. В этом случае бумага скручивается без изломов.

Длину заготовки вычисляют по формуле l = ?·d. Подставив узнаваемые значения, возьмём l = 20·21 = 420 мм.

Обмотайте заготовку около оправки один раз, оставшуюся часть бумаги промажьте клеем, дайте ему мало подсохнуть и обмотайте второй раз. У вас оказалась бумажная трубка, которая и будет корпусом модели. По окончании просушки зачистите небольшой наждачной бумагой остатки и шов клея, покройте корпус нитроклеем.

Сейчас заберите простой круглый карандаш, намотайте и склейте на нем трубочку длиной 50—60 мм в три-четыре слоя.

Разрешив ей просохнуть, разрежьте ножом на кольца шириной 10—12 мм. Они будут направляющими кольцами.

Форма стабилизаторов возможно разной (рис. 1).

Наилучшую устойчивость модели в полете снабжают продемонстрированные на картинках 1в и 1д. У них около 40 процентов площади находится за срезом кормовой (нижней) части корпуса. Но и другие формы стабилизаторов дают запас устойчивости, поскольку удлинение у модели ? = 15—20.

Выбрав понравившийся вам стабилизатор, сделайте его шаблон из картона либо целлулоида. По шаблону вырежьте стабилизаторы из фанеры толщиной 1—1,5 мм либо шпона (мельчайшее число стабилизаторов — три). Сложите их стопкой (друг на друга), закрепите в тисках и обработайте по краям напильником. Позже закруглите либо заострите все стороны стабилизаторов, не считая той, которой они будут приклеены.

Зачистите их небольшой наждачной бумагой и приклейте к низу корпуса.

Головной обтекатель нужно выточить на токарном станке. В случае если таковой возможности нет, выстругайте его ножом из кусочка древесины либо вырежьте из пенопласта и обработайте наждачной бумагой и напильником.

В качестве совокупности спасения используют парашют, ленту либо другие устройства.

Ленту сделать несложно (см. описание модели ракеты «Зенит»). Как изготовить парашют, объясним подробнее.

Купол нужно вырезать из легкой ткани, папиросной либо микалентной бумаги либо другого легкого материала. Приклейте к нему стропы, как продемонстрировано на рисунке 2. Диаметр купола для первых моделей лучше делать 400—500 мм.

Укладка продемонстрирована на рисунке 3.

Рис. 2. Приклейка строп.

Рис. 3. Укладка парашюта.

Все подробности модели готовы. Сейчас сборка. Головной обтекатель соедините резиновой нитью (амортизатором) с верхней частью корпуса модели ракеты. Вольный финиш строп парашюта закрепите на головном обтекателе.

Дабы модель легко было замечать на фоне неба, окрасьте ее в броский цвет.

Перед тем как запустить модель, разберем ее полет, прикинем, будет ли успешным отечественный первый старт.

УСТОЙЧИВОСТЬ МОДЕЛИ. Одной из непростых задач как громадной ракетной техники, так и малой, есть стабилизация — обеспечение устойчивости полета по заданной траектории. Устойчивость модели — это свойство возвращаться в положение равновесия, нарушенное какой-либо внешней силой, к примеру порывом ветра. Говоря инженерным языком, модель должна быть стабилизирована по углу атаки. Так именуется угол, что образовывает продольная ось ракеты с направлением полета.

Один из способов обеспечения устойчивости модели — аэродинамический — содержится в трансформации аэродинамических сил, действующих на нее в полете. Аэродинамическая устойчивость зависит от центра центра давления и расположения тяжести. Обозначим их соответственно ц. т. и ц. д.

С понятием ц. т. знакомят на уроках физики. Да и выяснить его нетрудно — методом балансировки модели на остроугольном предмете, к примеру на ребре узкой линейки. Центр давления — это точка пересечения равнодействующей всех аэродинамических сил с продольной осью ракеты.

В случае если ц. т. ракеты расположен сзади ц. д., то аэродинамические силы, появившиеся благодаря трансформации угла атаки под действием раздражающих сил (порыв ветра), создадут момент, увеличивающий данный угол. Такая модель будет неустойчивой в полете.

В случае если ц. т. расположен в первых рядах ц. д., то при появлении угла атаки аэродинамические силы создадут момент, что возвратит ракету к нулевому углу. Такая модель будет устойчивой.

И чем дальше ц. д. смещен довольно ц. т., тем большей устойчивостью владеет ракета. Отношение расстояния от ц. д. до ц. т. к длине модели именуется запасом устойчивости. Для ракет со стабилизаторами запас устойчивости должен быть равен 5—15 процентов.

Как было отмечено выше, ц. т. модели отыскать нетрудно.

Осталось выяснить ц. д. Потому, что расчетные формулы для нахождения центра давления весьма сложны, воспользуемся несложным методом его нахождения. Из листового однородного материала (картона, фанеры) вырежьте фигуру по контуру модели ракеты и отыщите ц. т. данной плоской фигуры. Эта точка и будет ц. д. вашей модели.

Существует пара способов обеспечения устойчивости ракеты.

Один из них — смещение ц. д. к хвостовой части модели за счет увеличения площади и расположения стабилизаторов. Но на готовой модели это выполнить нереально. Второй метод — смещение центра тяжести вперед методом утяжеления головного обтекателя.

Совершив все эти несложные теоретические расчеты, вы имеете возможность верить вуспешном старте.

ОДНОСТУПЕНЧАТАЯ МОДЕЛЬ С ПАРАШЮТОМ (рис. 4А). Предлагаемая модель возможно рекомендована для соревнований на длительность полета.

Корпус — из двух слоев чертежной бумаги, склеен столярным клеем на оправке диаметром 22 мм.

В нижней его части закреплена обойма под двигатель.

Направляющие кольца — из четырех слоев чертежной бумаги, оправкой для них помогает круглый карандаш диаметром 7 мм. Три стабилизатора из фанеры толщиной 1 мм приклеены нитроклеем встык к нижней части корпуса.

Рис. 4А. Одноступенчатая модель с парашютом:

1 — стабилизатор, 2 — двигатель, 3 — пыж, 4 — корпус, 5 — парашют (без чехла), б — стропы, 7 — обтекатель

Рис. 4Б. Модель для соревнований «спуск на ленте».

Головной обтекатель выточен на токарном станке из березы и соединен с корпусом резиновой нитью.

Купол парашюта круглый, диаметром 500 мм, из микалентной бумаги. Шестнадцать строп из ниток № 10 прикреплены к головному обтекателю.

Вся модель по окончании сборки покрыта тремя слоями нитролака и окрашена нитрокрасками полосами тёмного и желтого цвета.

Масса модели без двигателя 45 г.

МОДЕЛЬ РАКЕТЫ «ЗЕНИТ» (рис. 4 Б). Эта модель сконструирована для соревнований «спуск на ленте», и на высоту полета.

Корпус склеен из бумаги на оправке 20,5 мм. Стабилизаторы — из фанеры. Головной обтекатель — из липы.

Лента размером 50×500 мм изготовлена из микалентной бумаги.

Одной из узких сторон при помощи амортизатора (резиновой нити) крепится к корпусу.

Масса модели без двигателя — 20 г.

В.

РОЖКОВ, мастер спорта СCCP

Случайные записи:

• «Учебная парта» кордовика
• Модель-победительница

Тимати и L’ONE — Еще до старта далеко (feat. Павел Мурашов) [премьера клипа, 2015]

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Старт в «малый» космос

  Строим модели ракет. Первый полёт человека в космос отечественного соотечественника Юрия Гагарина в первой половине 60-ых годов XX века стал началом…

• На старте — р-14

  Ракета 8К65 — одноступенчатая, с жидкостным ракетным двигателем и с несущими топливными баками. В качестве компонентов горючего были в первый раз…

• На старте — модели-копии

  Частенько школьники, заметив по телевизору либо в издании старт космического корабля, проявляют живой интерес к тому, как это происходит. Вот бы…

• На старте — р-12

  На проходившем в 2013 году в подмосковном городе Жуковский Интернациональном космическом салоне (МАКС-2013) с успехом демонстрировали свои работы юные…