Модель ракеты с водяным двигателем своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.10.2024

Как пенс все больше обращаюсь в прошлое и все меньше воспринимаю настоящее; а нечем его воспринимать, чуйства притупляются, живот растет, хвостик сохнет, всё как у арбуза. но, пусть будет хоть прошлое, оно тоже часть нынешней жизни этой перезревшей ягоды))

Итак, когда пацан был еще маленьким, в 2012 году, делал по австралийскому примеру (на глазок отсюда http://www.aircommandrockets.com/) водяную ракету из двух полуторалитровых ПЭТ бутылок, что имеются нынче повсеместно, типа, из-под Кока-Колы, Пепси и прочего пива. Ракета была оснащена датчиком, по освещенности различающим небо и землю, по команде которого сервомашинка в носовой части открывала контейнер с парашютом после достижении апогея. Парашют изготавливался из атласного клетчатого платка за 150 рублей купленного на "белорусской" ярмарке.

Схема датчика построена на таймере 555 и двух синих светодиодах, "смотрящих" в разные стороны - один вверх, другой - вниз.

В качестве исполнительного механизма использовалась 9-ти граммовая сервомашинка типа SG90, управляемая импульсами от NE555.

В ракету заливалась вода, закачивался воздух, если дернуть за веревку открывался клапан (соединитель шлангов полива для дачи) и "изделие" улетало в небо. Одним из недостатков конструкции и слабым её местом было соединение двух бутылок таким образом, что горлышко одной бутылки прикручивалось к пробке, прикрепленной к донышку другой бутылки без какого либо усиления. Это место (как выяснилось позже) подвергалось деформации при взлете и, в результате, траектория полета получалась непредсказуемой. Понятно, что всегда вверх, но в какую сторону - дело случая.

На борту ракеты стояла видеокамера. Детали гидравлики покупал в садовом магазине, что был тогда неподалёку от моего дома. В ракету заливалось треть воды и накачивался воздух под давлением 5-7 атмосфер, для чего использовался автомобильный воздушный насос. Воздух через переходник распределялся в двух бутылках. Конструкция простая, эффект замечательный. Ракета улетала на метров 50-70, камера снимала, полеты вызывали бурю восторгов у детворы, да и у самого в душе шевелились давно забытые чувств и эмоции.

Ведь мы ж 50-60-х годов рождения, являем собой поколение "звездных мальчиков"; так или иначе всё наше детство проходило под флагом покорения страной космоса.

Видео ниже демонстрирует работу сервомашинку, наглядно виден механизм выброса парашюта. Высота намерено выбрана небольшой, пуск предназначался для демонстрации работы ССР (системы спасения ракеты).

Конструкции собранных своими руками одноступенчатых водяных или иначе гидро пневматических ракет из пластиковых бутылок весьма просты. Основную сложность для достижения высоты взлета ракеты до нескольких десятков метров будет узел накачки воздуха и управляемого старта. Этот вопрос решен простым и оригинальным способом. Получилась удачная и надежная конструкция для запуска водяных ракет из пластиковых бутылок.

Как собрать пусковую установку для водяной ракеты своими руками

Мастер в качестве эксперимента решил применить для узла управляемого старта водяной ракеты быстроразъемный соединитель для садового поливочного шланга. Деталь доступная и стоит при покупке недорого. Соединение осуществляется установкой коннектора в гнездо соединителя до щелчка. Разъединение осуществляется смещением муфты и освобождением коннектора. Сборка своими руками пусковой установки осуществлялась без чертежей с использованием подручных материалов и доступного инструмента. Последовательность сборки следующая:

В обрезке доски вырезаем отверстие для установки соединителя. Смотрите фото. В доске необходимо зафиксировать подвижную муфту соединителя.
Жесткое фиксирование муфты соединителя в доске осуществляется при помощи двух хомутов.
Для дистанционного разъединения придуман механизм в виде рычага. Короткое плечо которого осуществляет перемещение соединителя относительно муфты. Необходимое усилие на рычаге создается за счет груза подвешенного на длинном плече.Во взведенном состоянии положение рычага поддерживается деревянной планкой. К планке можно привязать шнур для ее выдергивания из под рычага.
Для стабильного старта и правильной ориентации водяной ракеты установлена направляющая штанга.
Подача воздуха в ракету осуществляется с помощью ножного насоса.
Внутрь соединителя установлен грибок от бескамерной автомобильной шины.
Ракета сделана из 3 литровой пластиковой бутылки. Коннектор закреплен на горлышке бутылки. Смотрите видео как это сделать своими руками.

Результаты испытаний смотрите на видео. Все старты прошли без сбоев. Получилась надежная и простая конструкция. Испытания проводились без полезных нагрузок. Максимальная высота полета порядка 40 метров и это наверное не предел. Эксперименты будут продолжены!

Понравилась поделка? Поделитесь идеей в социальных сетях, так вы поддержите автора и оцените его поделки.

Конечно, это круть, но резьба пет бутылки и садового коннектора имею разный шаг и размерность. Коннекторы дюймовые, пэт бутылка метровая. Какое было решение?
Коллега ркетостроитель использовал палку с гвоздем, надеюсь потом он привязал простую бечевку?

Водяная ракета из пластиковой бутылки

В этот раз это будет действующая модель пневмогидравлической ракеты, которая летит, благодаря
действию реактивной силы. Ее полет основан на том, что из корпуса ракеты под давлением сжатого воздуха вытесняется струя воды, заставляя ракету двигаться в противоположном направлении.

В качестве корпуса ракеты была взята пластиковая бутылка. В качестве пусковой установки использована вертикально установленная на деревянную станину пластиковая трубка. На эту трубку герметично надевается бутылка, заполненная водою примерно на 1/3. В нижней части трубки установлен ниппель от велосипедной камеры, через который насосом накачивается воздух. При накачивании воздуха в бутылке создается высокое давление над водой в верхней части корпуса ракеты. Воздух выталкивает воду через горлышко. И когда бутылка срывается с пусковой установки, струя воды продолжает вырываться вниз, создавая реактивную тягу, и толкая ракету вверх. Высота взлета ракеты, изготовленной на основе двухлитровой бутылки, при запуске составляла до 30 м (выше девятиэтажки).

Несмотря на то, что ракета на водяном реактивном двигателе не более чем игрушка и в реальной жизни такие двигатели не используются, этот же принцип положен в основу работы судов с водометным движителем. Он активно используется на плавающей бронетанковой технике и малых судах, работающих на мелководье.

Дальше фото модели и процесс изготовления подробнее:

2-х литровая пластиковая бутылка, горлышко от еще одной бутылки, резиновая пробка, металлопластиковая водопроводная труба (длина примерно 50 см), стальной уголок, две клипсы для установки труб на стену, ниппель (попросили на шиномонтажке уже использованный нипель от автомобильного диска), доска, велосипедный насос.

В трубку с одного торца эпоксидкой вклеиваем ниппель, у которого надо будет сначала подрезать резиновую часть. К нему будем подсоединять насос.
На середину трубки надеваем обрезанное горлышко от бутылки и тоже приклеиваем его. Оно нужно для того, чтобы фиксировать пробку и не давать ей слезать с трубки.
Потом надеваем на трубку пробку из какого-нибудь материала типа резины. У нас это был застывший в тубе силиконовый герметик, который Антон вырезал в виде цилиндра с отверстием внутри. Пробка нужна для того, чтобы бутылка с водой плотно "сидела" на трубке. Если подходящей резины не найдется, можно просто намотать несколько слоев изоленты.

Делаем опору, которая будет удерживать трубку в вертикальном положении. Для этого на металлический уголок, купленный в магазине стройматериалов, прикручиваем пластиковые клипсы. С помощью них можно ставить и снимать трубку с опоры.

Уголок для устойчивости прикручиваем на станину - кусок доски.

Вот так выглядит готовая пусковая установка.

А вот так мы будем на нее надевать нашу ракету-бутылку. Только перед стартом ее нужно будет наполнить водой. Тут очень кстати окажутся отстегивающиеся клипсы. Трубку можно снять, вставить в бутылку, не боясь разлить воду, надеть на пробку покрепче и потом установить на место. Клипсы можно не застегивать - всё и так неплохо держится.

Наливаем воду в ракету. Она должна заполнить бутылку примерно на одну треть - это оптимальное соотношение воды и воздуха.

Втыкаем в бутылку трубку, плотно надев ее на пробку.

Подсоединяем велосипедный насос.

Пристегиваем трубку с надетой на нее бутылкой клипсами к опоре.

Теперь надо в бутылку быстро-быстро накачивать насосом воздух. И через 10-20 секунд она под давлением сорвется и полетит вверх. Полет продолжается недолго, но его всегда можно повторить еще, просто налив в бутылку новую порцию воды.

Воздушно-гидравлическая модель относится к типу простейших в ракетомоделизме. Ее характеризует простота конструкции и эксплуатации. Эта модель дает возможность проводить множество различных опытов и, что самое главное, познакомиться с действием реактивного двигателя. Воздушно-гидравлическую ракету можно легко построить самому.

Такую простейшую ракету сделать можно очень быстро из подручных материалов. Для начала надо определиться каких размеров будет ракета. Основа её корпуса будет простая пластмассовая бутылка из-под газировки. В зависимости от объема бутылки будут различаться полетные характеристики нашей будущей ракеты. Например, 0.5 литра хоть и будет маленькая по размерам, но и взлетать тоже будет невысоко метров на 10-15. Самый оптимальный размер это бутылка объемом от 1.5 до 2 литров, можно конечно еще взять и пяти литровый сосуд, но это будет для нас слишком мощно, не на Луну же лететь. Для старта потребуется также основной инструмент - насос, лучше, если он будет автомобильным и с прибором для измерения давления – манометром.

Приступил к самой ракете. Она для её изготовления потребуется две бутылки объемом 1.5 литра, шарик от настольного тенниса, цветной скотч. Одну бутылку можно пока отложить в сторону, а со второй выполним операцию. Нужно отрезать аккуратно верхнюю часть бутылки, так чтобы общая длина составила примерно 100 мм. Далее отпиливаем от этой части головку с резьбой. В итоге получился у нас головной обтекатель, но это еще не всё. Так как осталась дырка в середине, то её нужно закрыть и в этом случае понадобится приготовленный шарик. Возьмем целую бутылку, перевернем её горлышком вниз, сверху положим шарик и наденем головной обтекатель. В сумме получилось, что шарик немного выпирает за пределы окружности бутылки, он будет служить как элемент, смягчающий удар об землю при спуске с орбиты. Теперь ракеты нужно украсить немного, так как бутылки прозрачные, то в полете ракету будет плохо видно и для этого, где есть ровная цилиндрическая поверхность, обматываем цветным скотчем. Вот и получилась в итоге заветная ракета, хотя она больше похожа на баллистическую межконтинентальную ракету. Можно конечно сделать стабилизаторы для сходства со стандартной ракетой, но они на полет никак не будут влиять на этом снаряде. Стабилизаторы в количестве четырех штук легко сделать из картона из-под бытовой техники, вырезав их небольшой по площади. Приклеить их к корпусу ракеты можно с помощью клея жидких гвоздей или другого аналогичного.

Теперь начнем изготовление стартовой площадки. Для этого нам потребуется ровный фанерный лист толщиной 5-7 мм выпиленный квадратом со сторонами длиной 250 мм. В центе сначала закрепим сделанную ранее площадку с клапаном, расстояние между отверстиями выбираем произвольно, расстояние между двумя площадками должно быть не менее 60 мм и для этого применяем в качестве крепления болты диаметром 4 или 5 мм и длиной соответственно не меньше 80 мм. Далее, чтобы ракету зафиксировать на стартовой площадке потребуется смастерить держатель с пусковым устройством, который состоит из двух уголков, двух гвоздей и 4 болтов с креплением. У уголка с одной стороны сверлим два отверстия под крепеж к стартовой площадке, расстояние между отверстиями, как и в уголке, так и в основной площадке должны быть одинаковы, например 30 мм. С другой стороны обоих уголков также нужно сделать два отверстия диаметром 5 мм под два больших гвоздя таким же диаметром, но расстояние между отверстиями должно быть такое, чтобы расстояние между самими гвоздями было от 28 до 30 мм. Когда всё собрано, следует отрегулировать высоту положения фиксирующих гвоздей. Для этого установим бутылку на клапан, как в боевом режиме, с большим усилием и после этого нужно так подобрать высоту уголков, чтобы гвозди легко скользили в самих отверстиях и между горлышком бутылки. Гвозди служат также спускающим механизмом, но еще потребуется сделать специальную пластинку соединяющих их и для веревочки, которую мы будет дергать для запуска ракеты. Завершающими элемента в стартовой площадке будут ножки, для которых нужно просверлить 4 отверстия во всех углах площадки и прикрутить 4 небольших болта длиной от 30 до 50 мм, они служат для фиксации стартового стола в земле.

Ракета должна быть наполнена водой в строго указанном количестве, это 1/3 от общей длины всей бутылки. Опытным путем легко убедиться, что заливать слишком много воды, как и слишком мало, не стоит, так как в первом случае для воздуха остается слишком мало места, а во втором - слишком много. Тяга двигателя в этих случаях будет очень слабой, а время работы - непродолжительным. При открытии клапана сжатый воздух начинает выбрасывать воду через сопло, в результате чего возникает тяга, и ракета развивает соответствующую скорость (около 12 м/с). Следует иметь в виду, что на величину тяги влияет также площадь поперечного сечения сопла. Тяга, уменьшающаяся по мере выбрасывания воды, позволит ракете достигнуть высоты 30 - 50 м.

Несколько пробных запусков при слабом или умеренном ветре позволяют сделать вывод, что при герметическом соедине¬нии клапана с бутылкой, правильном наполнении водой и при вертикальной установке модели на старте она может достигнуть высоты около 50 м. Установка ракеты под углом 60° приводит к уменьшению высоты подъема, однако дальность полета увеличивается. При более пологих траекториях либо старты модели будут неудачными, либо дальность полета будет небольшой. Модель, запущенная без воды, будет очень легкой и поднимется только на 2 - 5 м. Запуски воздушно гидравлических моделей лучше всего проводить в безветренную погоду. В резуль¬тате испытаний легко заметить, что модель обладает хорошей устойчивостью и тенденцией ориентироваться против ветра, как при наличии тяги, так и после окончания работы двигателя. Время полета модели от старта до момента приземления в зависимости от достигнутой высоты составляет 5 - 7 секунд.

Кстати, воздушно-гидравлические ракеты могут быть и многоступенчатыми, то есть состоять из несколько бутылок или даже пяти и больше. Вообще рекорд на высоту полета такой ракеты составляет целых 600 метров, не каждая стандартная модель ракеты сможет достигнуть такой высоты. При этом они могут поднимать существенную полезную нагрузку, например некоторые испытатели устанавливают фотоаппараты или мини видеокамеры и проводят успешно аэрофотосъемку.

Итак, когда всё готово можно выйти на улицу и произвести первые запуски. Вместе с ракетой и оборудованием еще нужно взять дополнительное топливо – несколько бутылок с водой. Такие ракеты можно запускать где угодно, на школьном дворе, на лесной полянке, главное чтобы в радиусе 20 метров не было никаких построек затрудняющих боевой полет. В центе нашего полигона установите стартовую площадку так, чтобы установленная ракета была строго вертикально. Далее подключаем насос к клапану, заливаем в ракету воду положенного объема и быстро устанавливаем её на стартовый стол, так, чтобы клапан очень плотно вошел в горлышко бутылки. Теперь взводим спусковой механизм, два гвоздя вставляем в отверстия, фиксируя их. Запускать воздушно-гидравлическую ракету лучше вдвоем, один будет дергать за веревочку – производить старт, а другой накачивать воздух в бутылку. Длина веревочки должна составлять примерно 10 - 15 метров, этого расстояния хватает, чтобы запускающего не обрызгало фонтаном воды из ракеты, но вот тому, кто будет работать насосом, не позавидуешь, у него весьма большие шансы принять прохладный душ при нестандартном полете реактивного снаряда. Так как наша ракета состоит из бутылки объемом 1.5 литра, то накачивать следует до давления 4 - 5 атмосфер, можно попробовать и больше, но не выдержит уже сам клапан и соединение с насосом такого большого давления, и будет происходить утечка. При накачивании можно не бояться, что с бутылкой может что-то произойти, ибо она может выдержать по техническим данным 30 – 40 атмосфер. Закачка воздуха длится примерно 30 секунд. Когда достигнуто нужное давление в бутылке запускающему дается команда "Старт”, который резким движение дергает за веревочку и через мгновение ракета устремляется в небо, выполняя боевую задачу. Чтобы украсить полет можно подкрашивать воду, например красками или марганцовкой, так можно точно проследить реактивную струю и траекторию ракеты. Для следующего запуска остается только залить топливо из запаса и снова накачать воздух в двигательный отсек. Такая ракета может хорошо развлечь в летний солнечный день.

Ракетостроение, даже не ракетомоделизм из кружков (Model Rocketry или High Power Rocketry), пожалуй отличное хобби для технаря, и, конечно айтишника. Даже сам Джон Кармак (один из создателей Doom, кто не знает) в детстве занимался ракетостроением, что уже после id Software переросло в свою ракетную компанию Armadillo Aerospace.

Конструкция ракеты

Конструкции большинства ракет в основном схожи между собой. Они удовлетворяют в большинстве случаев, так скажем, идеальной "эмпирической ракете":

длина ракеты полная: L= 15~25 D

длина головного обтекателя: Ln = 2.5~3.5*D

размах стабилизатора: S = 1~2*D

общая площадь стабилизаторов: F= 0,7~0,8*A,где A=L*D - площадь продольного сечения корпуса,

запас устойчивости: k = 1,5~3*D

В зависимости от поставленных целей и используемых компонентов параметры ракеты могут варьироваться, конечно же, но почти всегда укладываются в вышеобозначенные границы.

В моём случае размер ракеты будет определяться исходя из размеров двигателя, парашюта и электроники. Чтобы уместить всё в корпусе ракеты я использую трубу диаметром в 50мм. Трубу можно сделать, в идеале, из стеклопластика, а можно взять ПП канализационную трубу - она сравнительно прочная и лёгкая. Головной обтекатель также делается из этой же трубы - вырезается "корона" (длиной в 2-3 диаметра ракеты) и склеивается вместе, образуя параболическую форму. Хотя, конечно есть и другие варианты - выточить обтекатель из деревянной заготовки на токарном станке или распечатать его на 3D-принтере. Обтекатель должен быть максимально правильной формы, гладким - это необходимо для снижения аэродинамического сопротивления ракеты и снижения вредных срывных течений в носовой части ракеты.

Стабилизаторы стоит изготавливать из достаточно лёгкого, но прочного материала. Например пластика, фанеры или бальзы. Форма и размер стабилизаторов зависят от размеров ракеты, а если быть точным, то от расположения центра тяжести ракеты и центра давления.

Модель устойчивости ракеты Rocki об устойчивости ракеты

Ракета никогда не летит прямо, а все время поворачивается от направления полета то в одну, то в другую сторону, т.е. рыскает. На ракету набегает встречный поток воздуха, направление которого строго противоположно направлению полета. Получается, что ракета все время поворачивается боком к набегающему потоку на некоторый угол. В аэродинамике такой угол называется углом атаки. Мы уже установили, что ракета, как любое твердое тело, поворачивается относительно ЦТ, но результирующая сила давления воздуха приложена совсем к другой точке, т.е. к ЦД. Если ракета имеет симметричную форму относительно оси, то ЦД потока воздуха расположен на оси ракеты. Если ЦД расположен ближе к хвосту ракеты, то давление воздуха стремится вернуть ракету навстречу набегающему потоку, т.е. на траекторию. Ракета будет устойчива. Тут вполне допустима аналогия с флюгером. Если ракету насадить на стержень, проходящий поперек оси ракеты через ЦТ и вынести её на улицу, где сильный ветер, то устойчивая ракета повернется навстречу ветру. Из этих же соображений делается простейшая проверка ракеты на устойчивость с помощью веревки: привязываем веревку к ракете в месте расположения центра тяжести и начинаем вращать ракету вокруг себя. Если ракета при вращении ориентируется строго по направлению движения, то она аэродинамически устойчива, если ракету крутит в разные стороны или она летит хвостом вперед, то ракета неустойчива.

Проверка стабильности ракеты - просто раскручиваем ракету над головой

Центр тяжести ракеты определяется простым методом "взвешивания". Положив ракету на руку, нужно найти точку, в которой достигается равновесие.

Центр давления рассчитывается используя метод определения центра давления по Борроумену. К слову сказать, есть и другой, хотя и куда менее точный способ определения центра давления - метод аэродинамической проекции. В любом случае, какой бы мы метод не использовали, чтобы ракета была устойчивой, расстояние между центром тяжести и центром давления должно составлять хотя бы 1,5 диаметра самой ракеты. Эта, так называемая "устойчивость в диаметрах" может быть и выше, хотя устойчивость больше 2-2,5 диаметров не рекомендуется, так как в этом случае стабилизаторы будут больше, а значит тяжелее. Кроме того, большая площадь стабилизаторов приведёт к тому, что ракета будет испытывать большие боковые нагрузки, что приведёт к тому, что она будет, как флюгер разворачиваться по ветру и лететь не вверх, а вбок; в худшем случае - флаттер приведёт к разрушению ракеты в полёте. Подробно об устойчивости можно почитать здесь.

Интерфейс Rocki-design и модель будущей ракеты

Есть готовые программные решения для расчёта параметров ракеты. Я использую Rocki-design, но чаще, тем более в англоязычном мире используют OpenRocket. Подобрав нужный размер стабилизаторов, вырезаем их из заготовки и прикручиваем винтами к корпусу, используя металлические уголки. Крепление должно быть жёстким. Для лёгких ракет сгодится и просто приклеивание, но для тяжелой ракеты лучше перестраховаться.

Система спасения

Система спасения - одна из самых сложных в ракете. Она включает в себя парашют, крепление к корпусу, а также механизм выброса парашюта. Она в обязательном порядке порядке должна быть проверена не один раз на земле. Я использую пиротехнический вариант выброса парашюта (мортирка), инициируемый бортовым компьютером. Хотя встречаются и другие решения - механические и пневматические, или вовсе инерционные. Пиротехническая система одна из самых популярных и простых, содержит минимум компонентов.

Заготовка для мортирки

Сам парашют - это купол диаметром в 70 сантиметров, сшитый из прочной и лёгкой ткани (рип-стоп). Можно рассчитать точно необходимую площадь парашюта для плавного спуска в зависимости от массы ракеты. Хотя, из практики, парашют лучше делать меньше диаметром - это увеличит скорость падения ракеты, конечно, но ракету будет меньше сдувать ветром, и поэтому меньше шансов намотать километры от места запуска до места падения.

Вырезаем парашют

Не менее важно обеспечить крепление системы спасения ракеты с корпусом. Обычно в корпус устанавливаются силовые болты, к которым привязывается силовой трос (фал), соединяющийся со стропами парашюта. Фал пропускается через пыж - лёгкий цилиндр, который впритирку устанавливается ко внутреннему диаметру ракеты - он необходим для выброса парашюта, работая как поршень, приводимый в движение газами из мортирки.

Конструкция крепления системы спасения

Головной обтекатель также подвязывается к фалу.

В сборе внутренние компоненты ракеты ракеты занимают весь внутренний объем.

Модель ракеты со всеми компонентами

Двигатель

В отличие от ракетомоделизма, в любительском, "карамельном" ракетостроении используются собственно изготовленные двигатели. Ракетные двигатели - это долгий и обширный разговор, который можно растянуть на не одну статью. Если рассказывать очень кратко, то в любительском ракетостроении в большинстве случаев используются твердотопливные двигатели, которые по конструкции очень схожи с двигателями настоящих твердотопливных ракет.

Отличие состоит в материалах из которых изготовлен двигатель и в используемом топливе. Чаще всего для изготовления двигателей используется бумага, пластик или композит (стеклоровинг). В моём случае - пластик (полипропиленовая армированная труба в 40мм внешним диаметром). В качестве топлива используется смесь из калиевой селитры и сахара\сорбита в пропорции 65\35. Собственно при плавлении такой смеси образуется сладкая масса (несъедобная!), похожая на карамель, откуда и происходит название "карамельное топливо".

C6H14O6 + 3.345 KNO3 -> 1.870 CO2 + 2.490 CO + 4.828 H2O + 2.145 H2 + 1.672 N2 + 1.644 K2CO3 + 0.057 KOH

Топливо запресовывается в так называемые "топливные шашки" - цилиндры с отверстием. Размер шашек подбирается таким образом, чтобы во время работы двигателя топливо успевало выгореть равномерно во всех направлениях (в направлении от внутреннего канала к краю). Оптимальной длиной шашки внешним диаметром D и внутренним диаметром d является длина L=1.67D. Шашки в обязательном порядке запрессовываются\оборачиваются в так называемую "бронировку" - внешнюю негорючую оболочку шашки. Бронировка препятствует горению шашки по внешней поверхности, что недопустимо. Слишком большая площадь горения топлива может привести к разрушению двигателя.

Топливные шашки

Из шашек формируется сборка двигателя с единым топливным каналом. При этом шашки укладываются в теплоизоляционную (негорючую) трубку из тефлона\бумаги, пропитанной силикатным клеем. Теплоизоляция нужна для того, чтобы не допустить разрушения двигателя из-за температуры (фронта горения и горячих газов) при горении топлива.

Схема двигателя

Карамельное топливо горит сравнительно медленно, поэтому для создания тяги зажигание двигателя производится в дальней точке канала (противоположного от сопла). Немаловажными параметрами двигателя, кроме тяги, является критика сопла и рабочее давление. Чем больше давление в двигателе - тем больше тяга. Чем больше давление - тем выше скорость горения топлива. Настоящим вызовом в создании двигателя является задача создания такого решения, которое при минимальной массе корпуса будет держать максимальное давление и содержать наибольшее количество топлива.

График тяги График давления

Для расчёта двигателя используются расчёты на основе закона горения. Безусловно, есть готовые решения для расчёта параметров двигателя.

Кроме того, обязательно проводятся стендовые испытания движков. Это позволяет отработать надёжность двигателя на земле, а также снять реальные показания тяги двигателя (которые могут отличаться от расчётных).

Кластерный двигатель на тяго-измерительном стенде

Электроника

В качестве бортового компьютера я использую собственную схему, в основе которой находится Arduino Nano.

Схема полётного компьютера

Читайте также: