Твердотопливная ракета своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.08.2024

Покраска пускового стенда

Ракета Л-1 ( Липтон-1)

Подготовка к запуску

Фото автора
PS: Фотомодель совершеннолетняя и не возражает против публичного использования своего образа. При запусках ни одна фотомодель не пострадала.

Обкатываем шасси для установки ракеты.


Летние каникулы – пора веселья для детей и тихого ужаса для их родителей. Куда деть и чем занять свое любимое чадо, чтобы летний отдых запомнился надолго и не принёс никаких негативных последствий… Предлагаю сделать своими руками ракетницу на дистанционном управлении. Установка будет состоять из соломки для коктейлей, спринклерного клапана, ПВХ трубки и небольшого электронного блока.

0

Ракетная установка разрабатывалась под соломинку большого диаметра (чем больше диаметр – тем большая начальная скорость ракеты).

4

Ракета из соломки доработана стабилизаторами из пены. Чтобы полёт был стабильным, утяжелим её переднюю часть.

Ракета запускается с пульта дистанционного управления.

Шаг 1: Запчасти и инструменты

Воздушная камера:

6

  1. одна 40 мм ПВХ труба длиной 22 см;
  2. одна 40 мм заглушка;
  3. один редуктор с диаметрами 40 мм и 20 мм;
  4. две 20 мм муфты с внутренней резьбой;
  5. один резиновый клапан.

Воздушный клапан и пусковая установка:

7

Примечание: Приблизительно на полпути были внесены изменения в конструкцию (это произошло после понимания того, что самоделка не будет работать). Был установлен ПВХ уголок под 90 градусов и пару муфт.

8

  1. один 20 мм уголок (90 градусов);
  2. один штуцер (20 мм);
  3. одна муфта (20 мм);
  4. один спринклерный клапан;
  5. одна длинная медная или алюминиевая трубка (должны поместиться внутри соломки);
  6. воздушный штуцер (8.2 мм к 19 мм) с внутренней резьбой;

Подставка и управление:

9

  1. два пластиковых зажима.
  2. небольшая дощечка, чтобы прикрепить пусковую установку;
  3. один модуль дистанционного управления;
  4. две 9 В батарейки и разъёма к ним;
  5. одна коробка;
  6. ножной или ручной насос;
  7. провода различной длины.

Инструменты:

10

  1. Паяльник;
  2. Ножовка;
  3. Различные отвертки;
  4. ПВХ клей; ;
  5. Липкая лента;
  6. Термоклей.

Шаг 2: Собираем клапан

11

Когда вы будете готовы склеивать все части отрезков труб вместе, убедитесь, что вы разложили их в том порядке, в котором их следует склеивать. Это поможет ориентироваться, если что-то будет склеено неправильно. Я сделал небольшое изменение ближе к окончанию сборки и добавил изгиб (90 градусов). Причина изменений – энергия сжатого воздуха не была направлена должным образом и не давала большой подъёмной силы.

12

Просверлим отверстие в конце 40-мм крышки. Отверстие должны быть достаточно большими, чтобы резиновый клапан поместился в нём. Всё должно прилегать очень плотно.

13

После того, как клапан установлен, нанесём термоклей на внутреннюю поверхность. Это будет гарантией, что у вас не будет утечки воздуха.

14

В дальнейшем мы приклеим крышку к одному из концов 40 мм трубы.

15

Шаг 3: Изготавливаем воздушную камеру

16

На другом конце воздушной камеры приклеим редуктор (40 мм к 20 мм).

17

Потом склеим вместе 20 мм штуцер и 20 мм муфту.

18

Приклеиваем на место 40 мм крышку с клапаном на конце.

19

20

Шаг 4 Установка камеры

21

В гараже было найдено несколько пластиковых зажимов для сливной трубы, которые очень хорошо подошли к камере. При монтаже помните, что вы должны оставить место для электроники. Прикрутим спринклерный клапан в конце воздушной камеры.

Просверлим сквозные отверстия и измерим всё ещё раз, чтобы убедиться, что всё идет правильно.

22

Разместим один из пластмассовых зажимов около 40 мм крышки, а другой около 40 мм редуктора. Вы можете заметить, что вокруг крышки есть немного свободного места. Добавим немного пены на внутреннюю поверхность зажима, чтобы сделать его более плотным.

Прикручиваем всё на место.

23

Шаг 5: Крепим пусковое устройство

24

25

26

27

28

Шаг 6: Добавляем сплинкерный клапан

29

30

Прикручиваем спринклерный клапан в конец камеры. Для обеспечения герметичного соединения воспользуемся лентой ФУМ.

31

32

Следующим этапом будет запуск ракеты. Убедитесь, что соломка нужного размера (чем лучше она будет подходить, тем большей будет высота полёта).

33

Прикрепим кусок металлической трубки к штуцеру на латунной муфте. Если отверстие слишком маленькое, то вы можете его рассверлить. Если вы обнаружите, что трубка проскальзывает, то можете припаять её на место.

34

Привинчиваем бронзовый переходник к концу спринклерного клапана.

35

Заполняем камеру воздухом и проверяем всё ли работает нормально.

36

37

Шаг 7: Добавляем электронику

38

После того, как вы собрали проводку, испытайте самоделку и убедитесь, что вы услышите звук переключателя.

39

Закрепим блок снизу на липучках. Установим провода в гнездо. Это было сделано для того, чтобы в случае необходимости можно было легко удалить её с клапана.

40

Испытываем ещё раз. На этот раз вы должны услышать 2 щелчка, один из клапана и один из реле. Заполним камеру воздухом и убедимся, что при нажатии кнопки, клапан открывается, выпуская воздух. Также проверим её на герметичность.

41

Присоединяем провод к 9В батарейке. Возьмём небольшую коробку и просверлим 2 отверстия с обеих сторон.

42

Протянем провода от клапана через отверстия и припаяем их к проводам батарейки.

43

44

Добавляем кнопочный переключатель в конце провода. Вставляем батарейки и испытываем.

45

Шаг 8: Собираем ракету

46

47

48

Наиболее простой вариант соломка с парой грузил.

49

50

51

Это позволит увеличить расстояние полета и уравновесит баланс.

52

53

Затем добавим несколько стабилизаторов.

54

55

56

57

Шаг 9

В целом я доволен поделкой, но у меня есть несколько идей для улучшения проекта. Первое, что приходить мне на ум – это уменьшить размер рабочей камеры, и соответственно всех рабочих элементов.

Кроме того необходимо брать с собой на полевые испытания ремонтный комплект.

Актуальность

Достижения в области современных технологий, таких как химия, микроэлектроника и аддитивные технологии позволяют раскрыть потенциал малой ракетной техники. Дешёвые запуски этих ракет позволяют удовлетворить потребности в различных сферах научной и хозяйственной деятельности человека: изучение атмосферы, управление погодой, распыление удобрений, создание маскировочных покровов, обеспечение конфиденциальности, защита от дронов. Для эффективного решения задач требуется отработанная методика проектирования ракет с малой себестоимостью.

Цель

Разработать методику проектирования ракет с минимальной высотой полёта 700 метров, разработать технологию их изготовления и произвести запуск.

Задачи

  1. Проанализировать различные методики проектирования ракет.
  2. Рассчитать и спроектировать основные части ракеты.
  3. Разработать технологию изготовления элементов ракеты.
  4. Изготовить элементы ракеты.
  5. Собрать ракету и произвести запуск.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Электроплитка
  • Компоненты топлива (калиевая селитра, сорбит)
  • Офисная бумага, силикатный клей
  • Капроновая нить, ПВХ-труба
  • Глина, газовая горелка
  • 3D-принтер и пластик для печати
  • Персональный компьютер с установленным ПО (программа Autodesk Fusion 360, программа конструирования модельных двигателей Rocki-motors, Arduino)

Описание

Автор провёл анализ существующих методик проектирования ракет и составил план работы над проектом:

1. Создание и анализ опытного образца

2. Определение технических характеристик ракеты

3. Расчёт и создание модели ракеты и её основных систем

4. Сборка ракеты и её частей

5. Проведение испытаний


Все элементы ракеты кроме двигателя и корпуса были спроектированы с помощью программы САПР и напечатаны на 3D-принтере.

Корпус ракеты будет выполнен из трубы с внутренним радиусом в 1,8 см, на крепление и стенку двигателя оставим 3 мм на радиус, тогда получим максимально возможный радиус топливной шашки в 1,5 см.

Для минимизации нагрева корпуса двигателя и простоты его изготовления топливный канал будет проходить по всей длине двигателя, как следствие – получим схему твердотопливного двигателя с прогрессивным горением. Назначим радиус топливного канала 0,5 см – эмпирическая величина, назначена исходя из анализа двигателей ракет со схожими характеристиками.

Проверка надёжности креплений и соединений модели ракеты перед проведением испытания осуществлялась в ручном режиме сильным потрясанием ракеты и вращением вокруг оси, проходящей через точку масс. Запуск ракеты прошёл по заданным параметрам. Длина направляющей была назначена 2 м, исходя из анализа ракет со схожими характеристиками. Время полёта составило 25 секунд, это может свидетельствовать, что ракета поднялась на требуемую высоту. Задачи проекта решены.

Результаты работы/выводы


В результате работы создана методика проектирования ракет, доступная молодёжи школьного возраста. Разработана технология изготовления ракеты из доступных и дешёвых материалов.

Проведены тесты, подтверждающие расчётные характеристики двигателя. По разработанной методике спроектирована и запущена ракета, способная достичь высоты 700 метров, с полезным грузом в 0,1 кг.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе использование современной электроники типа Arduino позволит в процессе полёта ракеты получать характеристики полёта и управлять исполнительными органами полезной нагрузки.

Формирование сводной таблицы взаимосвязи требуемой высоты и массы полезного груза с минимально требуемыми характеристиками ракеты и двигателя, способными выполнить поставленные задачи, позволит внедрить модульный принцип компоновки ракет.

Использование малых ракет, изготовленных из дешёвых материалов на промышленной основе, позволит кардинально снизить стоимость их запуска. Это поможет расширить сферу применения малой ракетной техники.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

МГТУ им. Н. Э. Баумана и НИУ ВШЭ

Разве тебе никогда не хотелось стать космонавтом и полететь в космос на борту ракеты? Чтобы стать космонавтом, нужно провести много лет в обучении и тренировках. Ну а пока ты можешь сделать и запустить во дворе свою собственную самодельную ракету, которую благодаря нашим инструкциям, сможешь изготовить своими руками.

Чтобы сделать самодельную ракету тебе потребуется:

• Пластмассовая баночка от 35-миллиметровой пленки (с крышкой, которая входит внутрь отверстия баночки, а не поверх ее окружности)

• Шипучая таблетка антацида (средства, нейтрализующего кислоту, которые используется для успокоения возмущенного желудка)

• Защита для глаз: солнцезащитные или защитные очки

Как построить самодельную ракету?

1. Сделай увеличенную копию ракеты так, чтобы поместилась на листе бумаги А4. Вырежи детали шаблона.

Как сделать самодельную ракету

2. Сними крышку с банки от пленки. С помощью клейкой ленты приклей большой прямоугольник бумаги, вырезанный из шаблона, к баночке. Проверь, чтобы открывающийся конец банки был прямо по краю бумаги.

Самодельная ракета

3. Теперь закрути бумагу вокруг баночки, чтобы получился цилиндр, и склей его клейкой лентой. Банка должна находиться внизу цилиндра.

4. Возьми деталь носового конуса. С помощью клейкой ленты склей концы вместе так, чтобы получилась конусообразная форма. Приклей конус к верху бумажного цилиндра.

5. Возьми шаблоны стабилизаторов и загни вдоль пунктирных линий. Приклей к корпусы ракеты. Теперь твоя ракета готова к запуску!

6. Вынеси самодельную ракету на улицу и надень очки, чтобы защитить свои глаза.

7. Переверни самодельную ракету вверх дном и наполовину заполни баночку водой.

8. Брось пол таблетки антацида в контейнер и быстро закрой крышкой.

9. Установи самодельную ракету на платформе для запуска, например на бетонной дорожке или асфальтированном участке. Отступи назад и жди. Через несколько секунд твоя ракета взлетит!

Как взлетает и работает самодельная ракета

Когда таблетку кладут в баночку с водой, она начинает растворяться и шипеть. Шипение производит больше количество газа внутри банки, но при закрытой крышке он не может оттуда выйти. В конце концов, что-то должно произойти! Поэтому банка выстреливает крышкой. Вся вода и газ устремляются наружу вниз, толкая банку вместе с прикрепленной к ней ракетой вверх.

Настоящие ракеты работают по такому же принципу. Вместо воды и таблетки антацида в топливном баке ракеты находится смесь различных видов топлива, которая вызывает взрыв. Взрыв вырывается снизу топливного бака, принуждая ракету взлетать вверх.

Существуют люди, которые увлекаются ракетомодельным спортом. Они изготавливают уменьшенные копии ракет и запускают их в небо. Чтобы запустить модель ракеты, требуется топливо, которое легко можно сделать в домашних условиях.

Как сделать ракетное топливо

  • Как сделать ракетное топливо
  • Для чего опытные водители смешивают бензин с керосином?
  • Как дома сделать ракету
  • Для способа №1:
  • - вода;
  • - сахар;
  • - мед;
  • - нитрат калия.
  • Для способа №2:
  • - перекись водорода 70%;
  • - катализатор (соль марганцовой кислоты, платина, либо серебро).

Способ № 1
Для начала приготовьте все вышеперечисленные ингредиенты, необходимые для изготовления ракетного топлива. Возьмите старую кастрюлю, которую вы не планируете уже больше никогда использовать, смешайте в ней 100 г нитрата калия, 50 г сахара, 18 г меда и 80 мл дистиллированной воды. Перемешайте массу деревянной ложкой.

Поставьте кастрюлю на средний огонь и нагревайте, постоянно помешивая, приблизительно в течение 5 минут. Не забывайте использовать защитные перчатки. Затем перелейте массу в жаропрочную форму и поставьте в предварительно разогретую до 180 градусов по цельсию духовку на 45 минут.

Готовое ракетное топливо следует охладить до того момента, когда по консистенции оно будет напоминать тесто. Затем извлеките его из формы при помощи деревянной мешалки или ложки. Используя защитные перчатки, сформируйте из ракетного топлива шары или другие формы по желанию. Через несколько часов топливо окончательно затвердеет.

Способ № 2
Для изготовления ракетного топлива вторым способом вам понадобится перекись кислоты, платина или серебро. Катализатор заставит молекулы перекиси водорода молниеносно распасться и выделить тепло, водяной пар и кислород. Выбрав катализатор, смешайте его с перекисью водорода. Ракетное топливо готово.

Читайте также: