КОСМОДРОМ ВОЗЛЕ ДОМА

КОСМОДРОМ ВОЗЛЕ ДОМА

Космос! Как он манит нас, привлекая своей бездонной глубиной, таинственностью и завораживающей красотой… Вот Большая и Малая Медведицы играют в догонялки вокруг Полярной звезды. А там, левее ручки Большого Ковша, Антарес спрятался за Северной Короной. Справа за всем этим молчаливо наблюдают Андромеда и Кассиопея. Эх, мечты-мечты… А что, если сделать ракету? Уверен, скучно не будет ни детям, ни родителям! И, может быть, кому-то из нынешних школьников-первоклашек она поможет в выборе дальнейшего жизненного пути.

Ракету будем строить из уже знакомого нам ватмана, как и предыдущие простейшие летающие модели (см. «М-К» № 9 и № 10 за 2020 г.). А двигатель возьмем готовый – это пластиковая бутылка, объемом 1,5 литра. В таких продается «газировка» которую можно использовать по прямому назначению, поскольку топливом нам будет служить обычная водопроводная вода. Заполним бутылку примерно на треть объема, насадим ее на конус пускового устройства и накачаем воздухом, используя автомобильный насос. При достижении определенного давления двигатель сорвется с конуса, а воздух начнет выталкивать воду через сопло, создавая достаточно длительный импульс реактивной силы, способной поднять ракету выше 24-этажного дома!

График зависимости высоты полета от заполнения водой пневмогидравлического двигателя
График зависимости высоты полета от заполнения водой пневмогидравлического двигателя

Посмотрите на график. По оси Н указана высота полета, а по оси V – объем заполнения двигателя «топливом» в процентах. Теоретические расчеты показывают, что для получения максимального реактивного импульса, а значит и максимальной высоты полета, необходимый объем воды составляет 27%. Учитывайте эти данные, готовясь к полетам.

Однако прокладывать «дорогу в космос» мы начнем не с изготовления ракеты, а стартовой установки, оборудованной пусковым устройством. Внешне она напоминает небольшую лавочку, верхняя доска которой – стартовая площадка – сделана откидной для удобства насаживания заправленного двигателя ракеты на пусковой конус. Одной стороной стартовая площадка соединена с опорой через ось вращения, а ее другая сторона свободно ложится на вторую опору. Снизу опоры крепятся к Т-образному горизонтальному основанию. Пусковое устройство располагается на стартовой площадке не по ее центру, а со смещением ко второй опоре. Это сделано для большей устойчивости всей конструкции при монтаже заправленной ракеты. Собрать стартовую установку можно из металлических или пластиковых профилей и пластин, либо из полос многослойной фанеры и деревянных брусков с последующей пропиткой и покраской. Примерные размеры указаны на рисунке.

Стартовая установка
Стартовая установка
Пусковое устройство (конус) с обратным клапаном.
Пусковое устройство (конус) с обратным клапаном. А – отверстие Ø1 мм под шпильку

Пусковое устройство изготовлено из капролона и представляет собой конус с фланцем-основанием для крепления к стартовой площадке. Внутри него находится стальной шарик, служащий обратным клапаном. От выпадения шарик удерживается тонкой стальной шпилькой, вставленной в верхней части конуса. Обратный клапан не дает воде проникнуть в шланг и удерживает ее в двигателе при накачке воздухом. Для необходимого зажима двигателя на конусе достаточно усилия пальцев рук.

Подготовив наземное оборудование, переходим к работам над ракетой. Для нее потребуется всего один лист ватмана формата А1. Приобретая бумагу в магазине, обратите внимание на расположение в ней волокон. Они должны идти вдоль длинной стороны листа.

Разложив лист на ровном столе, внимательно изучите рисунок с развертками деталей. Размер АВ – это длина окружности бутылки-двигателя. Обернем его бумажной лентой и сделаем карандашом отметку одного оборота. Теперь измерим этот размер линейкой и перенесем его на лист ватмана – получим выкройку трубы. Но для склейки нужно прибавить к этой линии еще одну, проведя ее рядом в 10 мм (АВ+10). Вот по этой линии и нужно делать разрез.

Сборочный чертеж ракеты с пневмогидравлическим двигателем
Сборочный чертеж ракеты с пневмогидравлическим двигателем
Схема монтажа плоскостей стабилизатора
Схема монтажа плоскостей стабилизатора
Шпангоут (гофрокартон толщиной 2-3 мм, 3 шт.)
Шпангоут (гофрокартон толщиной 2-3 мм, 3 шт.)

Склеивать трубу ракеты лучше на цилиндрической оправке меньшего диаметра или подходящем деревянном бруске. А пока заготовка сохнет, начертим и вырежем выкройку головного обтекателя. Длина дуги АВ должна быть равна длине окружности трубы или ширине ее выкройки. Склеиваем конус, накладывая друг на друга линии АО и ВО.

Стабилизатор ракеты трехперьевой. Для его изготовления используем остаток листа ватмана, сложив его вдоль посередине. Сделаем шаблон половины выкройки и обведем его три раза. Остается только вырезать детали в сложенном виде и склеить задние кромки.

Переходим к шпангоутам. Их наружный диаметр X определяется исходя от размеров бутылки: делим значение длины окружности трубы на 3,14 (число л) и получаем нужную величину. Оставив небольшой припуск для подгонки, вырезаем все три шпангоута из гофракартона от упаковочных коробок.

Выкройка деталей ракеты из листа ватмана формата А1
Выкройка деталей ракеты из листа ватмана формата А1

Детали ракеты готовы, приступаем к ее сборке. Сначала займемся двигательным отсеком. Подгоняем под внутренний диаметр трубы один из шпангоутов, обтачивая кромку крупнозернистой шкуркой, наносим клей по периметру и проталкиваем его на место бутылкой-двигателем. Глубина посадки – до «плечиков» бутылки. Склейка шпангоута с трубой должна быть очень качественной, так как при старте он испытывает большую нагрузку. Если клеевой шов окажется слабым, то двигатель может пробить шпангоуты и оказаться в головной части.

Аналогично вклеиваем через носовую часть средний шпангоут. Без него будет слишком большой пролет неукрепленной трубы. Третий шпангоут также подтачиваем «шкуркой», но пока не вклеиваем Он нужен для подгонки головного обтекателя. Для этого надеваем шпангоут на нос обтекателя, вставляем его в трубу до упора и центрируем конус по оси ракеты. Отмечаем карандашом место соприкасания образующей конуса с трубой. Выполнив разметку, убираем конус, извлекаем шпангоут и вклеиваем его в 5 мм от кромки трубы. После чего делаем ножницами на трубе продольные надрезы до шпангоута. А у конуса отрезаем излишки бумаги по отмеченной линии. Надрезы на краю трубы отгибаем немного внутрь и смазываем клеем. Совмещаем клеевые швы трубы и конуса, и соединяем детали вместе. Вращением трубы проверяем положение вершины обтекателя на продольной оси ракеты. Если есть перекос, то устраняем его.

Модель подготовлена к окраске
Модель подготовлена к окраске

Для установки плоскостей стабилизатора необходимо на корпусе ракеты определить места их точного положения под 120 градусов между собой. Для этого на полоске бумаги, равной длине окружности трубы, наносим риски, делящие ее на три равные части. Оборачиваем этой полоской трубу и переносим разметку на корпус ракеты. Остается только спрофилировать плоскости таким образом, чтобы ширина их основания, в местах разреза клапанов, была в пределах 20 мм. В таком виде и без перекосов приклеиваем плоскости к ракете.

Внешняя отделка ракеты традиционно для моделей из ватмана: пропитка лаком типа НЦ и последующее покрытие аэрозольными красками.

Многих смущают острые носовые обтекатели. Они хоть и бумажные, но все равно могут нанести травму. Поэтому срезаем самую верхнюю часть конуса. Из упаковочного пенопласта вырезаем цилиндр диаметром чуть больше образовавшегося отверстия и вклеиваем его в обтекатель. После высыхания клея острым ножом формируем полусферу и доводим ее мелкой наждачной бумагой. Ухудшения аэродинамики такой обтекатель не вызывает.

Притупленные наконечники головных обтекателей изготовлены из мягкого упаковочного пенопласта
Притупленные наконечники головных обтекателей изготовлены из мягкого упаковочного пенопласта

Ну и еще несколько обязательных слов о технике безопасности при запусках. В радиусе пяти метров рядом с пусковой установкой никого не должно быть. Нельзя рассматривать ракету сверху, когда она стоит на стартовой площадке. Если модель не сошла с нее – ни в коем случае не раскачивать установку руками! Необходимо длинной палкой поддеть ракету за выступ на горлышке. При приземлении модель руками не ловить!

КОСМОДРОМ ВОЗЛЕ ДОМА

Если ракета и стартовая площадка сделаны правильно, то вам гарантированы отличные запуски. А правильный расчет балансировки обеспечивает плавное горизонтальное приземление с вращением по продольной оси в соответствии с законом Магнуса.

Борис ИВШИН

Рекомендуем почитать

  • СХЕМАТИЧКА С… ДВССХЕМАТИЧКА С… ДВС
    «Школьная» модель класса F2D — дальнейшее развитие схемы, опубликованной в «М-К» № 7 за 1986 год в статье «Рекордсменка... простоты». Коренных улучшений характеристик нового аппарата...
  • ТЕЛЕЖКА МЕНЯЕТ ПРОФЕССИЮТЕЛЕЖКА МЕНЯЕТ ПРОФЕССИЮ
    Садовая тележка с широким вместительным коробом и решетками для наращивания бортов удобна для самых различных работ в саду, на приусадебном участке. Однако каждый, кто имеет дело с...
Тут можете оценить работу автора: