Как сделать ракету из металла
Сахарная пудра + Нитрат Калия + Наполнитель для кошачьего туалета.
Как сделать самодельную ракету с использованием сахара и кошачьего наполнителя, которые взлетает на высоту более 600 метров и обходяться менее 30 рублей?
Ракеты-это не игрушки, и этот проект действительно не должен дублироваться. Это видео в основном для образовательных и демонстрационных целей. Если вы все равно попытаетесь это сделать, я настоятельно рекомендую связаться с местными ракетными клубами, не причинять вреда людям или имуществу. Игра с нестабильными ракетными двигателями может привести к серьезным травмам, повреждению имущества и/или юридическим последствиям.Вы используете этот видеоконтента на свой страх и риск.
Вы должны знать, что неправильное или небрежное использование ракетного топлива или воспламенение зажигательного или взрывчатого материала может быть незаконным в вашем районе. Проверьте местные законы и спросите с местными ракетными клубами о том, как безопасно делать и запускать сахарные ракеты.
А где люди берут нитрат калия-то?
Товарищ майор, а вы там случайно не записываете в блокнотик ники сохранивших пост?
Нитрат аммония+ каучук+ ПАП-2=
Вам нужно переводить английский так как я не знать где мой ближний ракетный клуб. Проверель местный закон про сахарная ракета. Пересылка на порнхаб почемуйто.
Если насыпать все ингредиенты в кастрюльку и нагреть до расплавления сахара, то при какой температуре произойдет самовоспламенение? За сколько долей секунды вся смесь в кастрюльке сгорит?
@moderator я так и не понял. Такие обучалки законны?
Селитру можно в принципе и аммиачную
Просто кулон. Просто Енот)
Привет, Пикабу!)
Короткий пост про новый кулон со светом
Люблю этого персонажа, и очень ждала заказа с ним! Но предполагала, что будет кружка, а заказ именно кулона превзошел самые смелые надежды)
Материалы : полимерная глина, акрил, смола, дерево, лак, светодиод
Кстати, в итоге кулон стал брелком)
А всем читающим теплых весенних выходных и волшебного настроения)
Успешный пуск
Баллистическая ракета Р-30 "Булава"
Работа сделана ко дню подводника .
Капелька смолы и подводная лодка это маленький мир русского флота на столе .
Теперь он всегда будет со мной .
Искандер
Всем здравствуйте! Сегодня я расскажу вам о ещё одной моей работе. Сразу оговорюсь, что нормальных фоток и сделать-то не успел, в силу того, что заказчик очень-очень ждал эту модель).
Все было просто. Заказчик хотел видеть Искандер, который пускает ракету, на берегу моря.
А в основе диормы у нас Искандер в масштабе 1/72 от Звезды.
Сперва собираем раму, грунтуем и красим в черный цвет.
Собираем и красим кабину и все остальное
Ииии модель готова!) Приступаем к диораме.
Я пропущу тот шаг, где я вырезал основу для диорамы из пенополистирола.
Для начала с помощью гипса я задал форму скалам, присыпал песком, выложил камни и зафиксировал.
После просушки красим всё аэрографом в основной цвет.
Выделяем скалы и камни при помощи кисти и делаем опалубку для того, чтобы залить смолу.
Заливаем смолу, ждём, пока застынет (и любуемся пузырём в смоле).
Далее при помощи water effect-а я создал волны и прошёлся по ним аэрографом. (знаю, что волны получились слишком синие, но это лишь первый слой).
А еще, самодельным флокатором я посадил травку и сделал столбы из бамбуковых палочек.
Высаживаем дополнительную растительность, вешаем ракету, паяем ленту, вставляем разъем питания и оформляем края диорамы. Ну и куда ж без проводов на столбах.
Ну и наконец-то пачкаем пигментами диораму, фиксируем их, и добавляем хлопка в волны, предварительно подкрасив их:)
По результатам этой работы, заказчик был настолько доволен, что заказал ещё 6 диорам для своего музея!) Так что ждите новых постов:)
Всем спасибо за внимание, хорошего вам настроения!)
Кстати, танк из предыдущего поста Как я танк делал. ещё не нашел свой дом.
p.s. Пожалуйста, кто-нибудь заберите за недорого!)))
Ответ на пост «Похвастаться можно? Капсула времени»
Я за такие ракетные двигатели душу бы продал в восьмидесятые. Благо была книга В помощь вожатому или как-то так. Там были схемы всяких моделей, парашютов, сигнализаций, полевых телефонов и всего такого прочего, в том числе и изготовление моделей ракет с подробным описанием изготовления химического двигателя. Сера, уголь древесный это мы нашли в кабинете химии, но калиевая селитра была недоступна и ее пришлось тиснуть из лаборатории университета через знакомых. Не помню точно пропорции, но смесь мы маленькой ложечкой сыпали в бумажную гильзу, потом капали керосин, потом прессовали стальной втулкой тремя ударами молотка и так далее. Процесс занимал более получаса. Затем в готовом цилиндрике утрамбованного топлива высверливали конический канал до половины для увеличения площади горения. Для запала использовали селитрованную бумагу (натриевая селитра спокойно продавалась в хозяйственных магазинах в качестве удобрения). Склеили простую бумажную ракету сантиметров 30 и диаметром примерно 14 мм. У матери взяли длинную спицу и продели в бумажные колечки на боковой поверхности ракеты. Подожди, не зная, взлетит или взорвется - взлетела! Солидно, красиво, с искрами и не очень быстро, но через секунду резко ускорилась и усвистала метров на 100 точно, даже из вида пропала, когда искры прекратились. Упала на школьное футбольное поле, откуда и запускали. Ракету мы разобрали и поменяв двигатель, запустили ещё раз уже с пассажирами и парашютом - в конце сгорания топлива воспламенялся пороховой вышибной заряд, который выталкивал обтекатель ( она же кабина экипажа, представленного жуками - пожарниками в количестве двух штук) и прикреплённый парашют из папиросной бумаги. Вся эта конструкция благополучно спускалась на радость всем окрестным пацанам. Потом мы ракету решили уничтожить, так как изготовление двигателя было очень уж трудоёмким делом, но сделать это решили красиво и ярко. Для чего вместо вышибного заряда и парашюта с экипажем была заложена магниевая бомба. Ракета также непринуждённо взлетела и в вечерних сумерках над деревней прогремел мощный взрыв с очень яркой вспышкой. Понятно, что с современными салютами уже не сравнить, но для 85 или 86 года это было очень необычно. Мы были весьма изобретательными хулиганами, но при этом отличниками.
Большая Карамельная Ракета
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.
И таких, как он и я, к счастью не единицы. Хотя и совсем немного по земному шару. Наверное это из-за трудоёмкости, спектра проблем из разных научных областей. У той же Амперки в серии «Ракета против Лёхи» по официальной версии всё закончилось как раз из-за отсутствия возможности столько вкладывать ресурсов. Потому что процесс создания любой ракеты - это череда неудач, начала сызнова и итеративное приближение к цели. И к новой. И к ещё одной.
Для меня увлечение ракетами началось с ролика Побединского. Сама простота и дешевизна такой «ракетой техники» меня подкупила и я решил воспроизвести этот эксперимент. Собственно тогда родилась цель - сделать такую ракету, которая бы взлетела метров на 300-400, ну, до полкилометра, и спокойно бы вернулась обратно на парашюте. С полезной нагрузкой: скажем, с небольшим бортовым компьютером и камерой. Всё тогда казалось просто, если бы не нюансы, коих было… много…
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
Per aspera ad astra, или как я строил ракету. Часть 1. Делаем движки и запускаем ракеты
Эту знаменитую фразу К.Э.Циолковского не забывают и по сей день. NASA, ESA, Роскосмос, SpaceX и множество других космических компаний отправляют автоматические миссии на другие планеты, запускают людей в космос и стремятся воплотить в жизнь слова Константина Эдуардовича.
Но что делать, если разработка новой ракеты занимает долгое время, а запустить ее хочется здесь и сейчас? Тогда стоит заняться ракетомоделированием и самим построить и запустить ракету мечты. А о своем опыте проектирования ракет я с удовольствием вам расскажу в этой статье.
Вступление
Всем привет! В этой серии статей я хотел бы поделиться с вами моим опытом разработки и запусков моделей ракет, рассказать о своих первых неудачах и головокружительных успехах, о том как надо делать и как не надо. Я не буду вдаваться в подробности того, как построить ракету, потому что в интернете есть много гайдов по этой теме, а сделаю упор именно на личный опыт, дабы уберечь вас от моих ошибок и показать несколько моих интересных находок и решений.
Космосом я увлекся после того как побывал на программе Большие Вызовы 2017 ОЦ Сириус на направлении “Космические технологии и робототехника”. На ней наша команда разработала первый российский школьный спутник SiriusSat, который в 2018 году вместе со своим братом-близнецом был запущен с МКС во время выхода в открытый космос. Полезная нагрузка спутника — детекторы заряженных частиц и гамма-излучения. Конкретно моей задачей на программе было проведение испытаний спутника. Так как в лаборатории космических систем были установлены вибростенд и термобарокамера, то мы решили “протрясти” и “запечь” наш аппарат. Все испытания прошли успешно, наша команда защитила проект, и все довольные разъехались по своим городам.
SiriusSat-1 и SiriusSat-2. Ручка нужна для того, чтобы космонавт держал спутник
В общем на этой смене я и заразился тематикой космоса. Потом в 10 классе мне пришла в голову идея собрать свою ракету с какой-нибудь электроникой.
Первые попытки собрать движок
Сердцем любой ракеты является ее двигатель, поэтому сперва нужно было собрать его. Среди ракетомоделистов очень популярно карамельное топливо, из-за того, что оно легко в изготовлении и его компоненты (сахарная пудра и калиевая селитра) можно найти в любом городе.
“Карамелька” относится к классу твердотопливных ракетных двигателей, для которых не нужна система трубопровода и насосы. Грубо говоря это тот же фейерверк, только с стабилизированным и управляемым полетом, ну и в конце полета в идеале ничего не взрывается, а медленно спускается на парашюте. Основной частью двигателя является бак с топливом, который одновременно выступает и камерой сгорания. Топливо, сгорая в баке, выпускает реактивную струю высокой скорости в одну сторону и, благодаря закону сохранения импульса, толкает ракету в противоположную. Вообще теорию реактивного движения впервые описали К.Э.Циолковский, Р.Годдард и Г.Оберт в 20 веке, но, как бы то ни было парадоксально, первыми применили ее на практике китайцы в 200-х годах до н.э., открыв порох и изобретя фейерверк. В современных твердотопливных двигателях используются более совершенные топлива, например в боковом ускорителе Спейс Шаттла использовалась смесь перхлорат аммония, алюминия и оксида железа.
Схема простейшего ТТРД . Как видно, камеры сгорания как таковой нет, топливо сгорает в баке и выпускает струю газа через сопло
Калиевую селитру купил в ближайшем магазине удобрений, а сахарную пудру в продуктовом магазине. На тот момент надпись N — 13,6% и K2O — 46% меня не смутила, но из-за нее потом было очень много проблем, о которых я расскажу чуть позже.
Для изготовления корпуса мне понадобилась пластиковая водопроводная труба длиной 100мм и диаметром 10 мм, бентонит (наполнитель для кошачьего туалета), чтобы сделать заглушки и для утрамбовки самого топлива нужно было найти любую палку, свободно входящую в двигатель. Селитру, бентонит и сахарную пудру я на всякий случай по отдельности перемолол в ступе. Затем смешал калиевую селитру и пудру в соотношении 70% к 30%. Теперь необходимо было забить все компоненты в трубу следующим образом:
- Засыпаем в трубу ложку перемолотого бентонита
- Забиваем бентонитовую заглушку примерно на 10мм, при необходимости досыпаем бентонит. Важно плотно его утрамбовать, чтобы он не крошился и не высыпался из трубы
- Утрамбовываем топливо примерно на 80мм. Его также нужно утрамбовывать плотно, по максимуму заполняя отведенное ему пространство в трубе. Чем больше топлива, тем больше тяга
- Забиваем последнюю бентонитовую заглушку до конца трубы, аналогичным образом, как и первую
- Высверливаем по центру на малой скорости в любой из заглушек отверстие глубиной примерно 50-70 мм. Так мы делаем своеобразное сопло
Серые части — бентонитовые заглушки, по центру — топливо
Для поджигания двигателя я сделал бикфордов шнур. Джутовую веревку отварил в растворе карамельного топлива, концентрацию взяв на глаз, примерно 2-3 чайных ложки на стакан воды. После варки необходимо дать шнуру высохнуть, и если пропорции раствора топлива были правильными, то на веревке будет белый налет карамельки. Двигатель и шнур для его поджига были готовы, а это значит, что предстояло провести его прожиг.
К сожалению фотографий первого двигателя и видео его испытаний у меня нет, но по итогу он не взлетел, но знатно дымился на стартовом столе.
Выводы:
- Температура горения была высокой, из-за чего начала плавиться пластиковая труба, и было решено, что корпуса следующих движков нужно делать из металла
- Сопло постоянно забивалось остатками продуктов горения, из-за чего могло повыситься давление в двигателе и ракета просто взорвалась бы, а rapid unscheduled disassembly никому не нужна. На тот момент я подумал, что это из-за неправильной пропорции селитры и из-за того, что сахарная пудра была не чистой, поэтому в следующих движках решил поэкспериментировать с пропорциями и заменить сахарную пудру на чистый сахар
It's alive!
Покопавшись в интернете, я примерно понял в чем была проблема первого движка. Из-за трамбовки топливо распределялось неравномерно, в нем образовывались полости, и оно было неоднородно из-за чего процесс горения был очень вялым и вместо ракеты получилась хорошая дымовая шашка. Решение проблемы было простое — забить в трубу сваренное карамельное топливо. В качестве корпуса взял металлическую штангу для ванной и решил поэкспериментировать с пропорциями топлива и с добавкой оксида железа 3 (то есть обычной ржавчины), потому что он должен был увеличить скорость горения.
Примеры чистого карамельного топлива и с добавлением ржавчины. Источник
Движки я сделал поменьше, так как не видел смысла в изготовлении полноразмерного варианта, так же, как и не видел смысла в заглушках и сопле, на скорость горения топлива повлиять они не должны были, потому что все испытуемые были в равных условиях окружающей среды.
Прежде чем варить топливо, поговорим о технике безопасности, ведь карамелька легко воспламеняется и горит очень резво. Варить топливо нужно только на электрической плите, на газовой плите или любом другом источнике открытого огня готовить топливо нельзя. Кстати, в недавнем взрыве склада пиротехники в Бейруте по официальным данным воспламенилась именно селитра, так что будьте крайне осторожны при варке.
Топливо варил на электрической плите в блиннице до цвета и консистенции сгущенки. Блинница тем хороша, что в ней все ингредиенты равномерно нагреваются и не пригорают.
В итоге у меня получилось несколько подопытных:
- Движки с перемолотым в ступке и сваренным карамельным топливом
- Движки с измельченным в кофемолке и сваренным карамельным топливом
- Движки с измельченным в кофемолке и сваренным карамельным топливом с добавлением 1% оксида железа 3
- В этот раз все движки загорелись и горели они очень хорошо, что конечно же порадовало
- Ржавчина увеличивает скорость горения. Для сравнения двигатель 55/45 горел примерно 35 сек, а 54/45/1 уже 26 сек;
- Измельчение в кофемолке существенно не прибавило скорости горения
- Даже с заменой сахара в двигателях оставалось много не сгоревшего вещества (черное и белое вещество в “бочонках” на последней фотографии), состав которого был не известен
Что в итоге?
А в итоге у нас плохо работающие движки. Основная их проблема — неполное сгорание топливной смеси (о последствиях этого я писал выше). Также подкачала и скорость горения. И вот тут-то всплывает злополучная надпись N — 13,6% и K2O — 46% на упаковке селитры, потому что, скорее всего калиевая селитра для удобрений нечистая, и оставшиеся 40,4% это какие-нибудь примеси, которые и стали причиной плохой работы двигателей.
Если вы смотрели недавнюю серию роликов Амперки Ракета против Лехи, то вы заметили, что они использовали химически чистую калиевую селитру. Благодаря ей у них прогорело все топливо, да и скорость горения была выше (2,85 мм/сек против моих 1-1,25 мм/сек). Ну и еще одним минусом самодельных движков является то, что неизвестна их тяга, а я в будущем хотел бы рассчитывать параметры полета ракеты.
По итогу могу сделать вывод, что на калиевой селитре для удобрений движок не построишь. В общем, на такой грустной ноте я закончил разработку своих движков, и стал искать тех, кто делает и продает готовые движки.
Строим ракету
Двигатели я купил на сайте Real Rockets. Так как вместе с этими двигателями поставляется и электрический воспламенитель, то нужно было собрать пульт для запуска, ну и саму ракету конечно же. В том же магазине приобрел картонные трубы для корпуса.
На просторах интернета нашел схему для пульта и немного переделал ее, чтобы от прозвонки случайно не зажегся движок, и в итоге схема получилась такой:
Корпус сделал из ПВХ листов, внутри разместил спаянную схему, провода к воспламенителю (на схеме R2) вывел на зажимы. К проводу зажигания припаял крокодильчики, которые и подключались к воспламенителю.
Внутренности пульта для запуска
Собранный пульт вместе с проводом зажигания
Ну и как любую космическую систему, пульт необходимо было испытать, да и неплохо было бы посмотреть как вообще работают готовые движки.
Чтобы ракета летела вертикально вверх я решил спроектировать ее в программе Open Rocket, а затем напечатать на 3D принтере все детали. С помощью функции оптимизации ракеты я подобрал форму и размеры обтекателя и стабилизаторов исходя из размеров картонной трубы, обтекателя (в него я хотел установить альтиметр, о котором расскажу в следующей части), массы и тяги двигателя и его крепления. Но сперва необходимо было добавить используемый движок.
Чертеж ракеты в Open Rocket
В базе данных Open Rocket есть только американские двигатели, но если вы хотите использовать двигатели других производителей, то можно добавить их в программу. Сделать это довольно просто, я бы даже сказал увлекательно:
- Находим кривую тяги двигателя, в моем примере мы будем добавлять двигатель РД1-20-5 от Real Rockets
"
Кривая тяги двигателя РД1-20-5 - Скачиваем программу ThrustCurve Tracer для рисования новой кривой тяги
- Открываем программу и жмем кнопку Open Image в левом верхнем углу и выбираем фотографию кривой тяги нашего двигателя
- Жмем кнопку Setup Grid и настраиваем оси следующим образом
- В X axis вписываем начальное и конечное значение времени, в моем случае 0 — 1.2 с
- В X sub-subdivisions вписываем число вертикальных линий между нулем и конечным временем, в моем случае 2
- В Y axis аналогично X axis только вписываем значения тяги, в моем случае 0 — 30 Н
- В Y axis sub-subdivisions аналогично X axis sub-subdivisions только вписываем количество горизонтальных линий, в моем случае 2
- Выравниваем наложенную сетку с сеткой фотографии
- Жмем кнопку Draw points и начинаем ставить точки на кривой. Вы увидите, что их будет соединять красная линия, которая и должна совпадать с кривой. Вы можете ставить точки в произвольном порядке, главное чтобы последняя точка была на нулевом значении тяги (просто на этом времени тыкните мышкой куда-нибудь за нижнюю границу сетки)
- Если вы правильно расставили точки, то снизу увидите галочку
Найти подходящую форму обтекателя и стабилизаторов можно с помощью функции оптимизации ракеты (Анализ -> Оптимизация ракеты). Для этого их нужно сначала добавить к нашей ракете и указать их материал, чтобы программа учитывала и их массу.
Добавить свой материал тоже просто. Для этого в разделе материалы (Правка -> Настройки -> Материалы) нажимаем Новый и добавляем данные о материале. Если вы так же, как и я печатаете детали на 3D принтере, то плотность при данном заполнении пластиком можно узнать, вспомнив школьные лабораторные работы по физике: в мерный стакан наливаем воды, опускаем деталь и по разности объемов находим объем детали, на весах измеряем массу детали, делим второе на первое и получаем плотность.
В параметрах самих стабилизаторов и обтекателя выбираем наш материал и начинаем их оптимизировать. Конечно, иногда программа выдает страшные формы деталей, поэтому нужно ограничивать максимальные и минимальные значения, которые вы оптимизируете.
Также не стоит забывать о стабильности, потому что от нее зависит, завалится ли на бок ваша ракета во время полета или полетит строго вверх. Если не вдаваться в физические формулы, то стабильность — это расстояние в диаметрах корпуса (калибрах) от центра давления до центра тяжести. Open Rocket умная программа и за нас рассчитывает их положение, поэтому нам остается только следить за значением стабильности. В идеале стабильность вашей ракеты должна быть 2-3 калибра, поэтому в оптимизации ракеты не забываем поставить ограничения и на эту характеристику.
Поехали! С Днём Космонавтики! Ракета одноступенчатая детская.
День-то как раз и закончился, но всё-таки… К 12 апреля надумал осуществить с детишками запуск ракеты. Буквально на коленке было собрано 2 образца — один из которых отправился в полет в назначенный срок. Для начала склеили трубки корпусов из неплотной бумаги- в несколько слоев бумага накручена на оправку около 30 мм в диаметре промазывая клеем ПВА (длина около 350 мм).
Для носовых обтекателей накопал колпачок от светодиодной лампочки и от какого-то флакона. Модельные ракетные двигатели, конечно существуют, но живьём я их не видел — потому колхозим самостоятельно. Корпус ракетных двигателей склеен таким же образом, только толщина стенок побольше — около 2 мм (высушил на батарее отопления).
Для торцевых стенок двигателя взял поперечные спилы ветки сирени
Деревянные торцы не есть феншуй, но на скорую руку торопыжество одержало верх — потом попробую сделать из наполнителя для кошачьего туалета
Верхний торец обработал по диаметру, вставил на тугую и проклеил ПВА.
Настал черёд оперения. Выкопал из старого хлама модуль настройки растра от старинного лампового телика, чтобы изъять из проволочного резистора тонкую проволоку с высоким удельным сопротивлением для нарезания пенопласта и впоследствии для организации электророзжига на стартовой площадке.
По быстрому сварганил нарезатель пенопласта на пластины и с его помощью легко "распилили" на тонкие пластины пенопласт
проволока едва заметна. Толщина регулируется подкладыванием двух свёрл нужного диаметра. один конец проволоки зафиксирован, а второй перекинувшись через сверло свисает с утяжелителем (в нашем случае это ножницы)) Запитал его от 12 В от компьютера (сопротивление куска в 15 см составило около 50 Ом)
Из пластин нарезали оперение и приклеили на торец к корпусам всё тем же ПВА клеем (момент-столяр)
Топливо делал из калиевой селитры и и сахара. Селитра из хозмага (выбирал пакет, где комков поменьше) сахарную пудру спионерил, воспользовавшись отсутствием жены на кухне). 65 г селитры и 35 г сахарной пудры отмерил кухонными весами и смешал в стеклянной банке. И пудра и селитра гигроскопичны и выстро комкуются, но дополнительно перед смешиванием ничего не просушивал. Смесь насыпал в стакан двигателя и утрамбовал. Торцевую стенку тоже вклеил и дополнительно обжал проволокой.
Тем временем дети раскрасили корпуса акриловыми красками и цветной изолентой. К корпусу для скольжения по направляющей во время старта приклеили трубочки из бумаги.
В торце двигателя высверлил отверстие 4.5 мм (при внутреннем диаметре стакана 22 мм) на глубину почти 8 см (для увеличения площади/скорости горения)
Для облегчения возгорания топлива насыпал внутрь немного смеси из разобранной петарды.
Двигатель в корпус вставлен на тугую, обмотав несколькими слоями бумаги.
. Для стабильного полета осталось выполнить одно условие — центр тяжести должен быть выше аэродинамического центра — для этого проще всего подвесить на нитке ракету горизонтально за центр тяжести и подвигать в стороны — ракета должна становиться на курс носом вперёд. Для корректировки центра массы пришлось добавить груз в обтекатель. Наравляющая для старта — из стальной проволоки 4мм диаметром воткнутой в землю
Стартовала ракета бодро — в нашем случае при помощи ручного генератора и спирали из того же проволочного резистора в сопле двигателя. Можно и АКБ для этого пристаканить, сопротивление спирали при этом должно быть около 1 Ом (в случае 1 литиевого элемента). Но было парочка но, из-за которых полет вверх не пошел — направляющая была коротковата и до отрыва от неё ракета набрала небольшую скорость и сильным ветром хвостовую часть отбросило на север (ветер южный), сопло в древесине не есть гуд — прогорело и увеличилось в диаметре раза в 2 при этом несимметрично.
Запуск состоялся на периферии, завтра, думаю, попробуем запустить в городском парке.
Ну и — коротюсенький видосик полёта — ничо не лайкаем никуда не подписываемся.
Комментарии 94
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.
интересное время препровождения.я когдодо поджиги и взрывпакеты мастерил.но своим детям технологии не передаю.оно им не нужно.
Супер поделка! И не в качестве дело, а в том, что с детьми вместе время провёл, внимание уделил. Чему-то научил!
так это СКАД получился)) по наземным целям!
вот, в детстве в кружке делали: порох — дымный.
На такие картинки в детсве только слюни пускал- ни пороха ни гильз и в помине не было(
у меня дымаря тоже не было, никто в семье не охотился. Зато была селитра, сера из садово-огородного магазина и древесный уголь))
но это было сложно, куда проще было пойти и накопать снарядов, и достать из гильз прессованый нитропорох, вот из него ракеты получались просто жесть)).
👎👎👎Все лайкайют--похоже понравилось? Детишек упомянул… А попади такая ракета в ваш дом, машину, ребёнка ? Сгорел лес ? И всё — с вытекющими последствиями !
Стоит ли писать дальше, чтобы с вами сделали. 👎👎👎 Даже в ютюбе коменты закрыли, зная о том что напишут!👎👎👎
Эт конечно да — бездействие безопаснее любого действия.
Вы хоть и постарше, но буду резковат — непонятно что вы делаете в данном сообществе — можно и стамеской поцарапаться и в соседа прилететь — вероятность дело такое. Не призываю к пренебрежению ТБ, но и в обратную крайность ударяться не собираюсь. Проще конечно в телик повтыкать — и безопасно и в ютубе не осудят.
Печально что вы не осознаёте возможные последствия! Что касается сообщества: уж точно не ради подписчиков и лайков! А если интересно, могу скинуть ссылку в личку(чтоб не для рекламы) кто это читает. И на счёт ютуба--написано мной выше! 👎👎👎
Как раз осознаю. Также ка к и осознаю вероятность их наступления. Потому и решился. А что комменты закрыты — так я в полном неведении — с трудом даже сам ролик загрузил, а не по причине знания что напишут.
Наше-- русское авось! Не дай бог вам и вашим близким пострадать от такого--"авось"!
А на счёт ютуба--не правда!Там при загрузке видео все настройки показаны!
В данном случае мне виднее что правда — то, что я там пропустил какую-то галочку, вполне возможно.
И тут вы не согласны!😀😀😀
Чтоб унифицировать-стабы делать из линеек деревянных или пластиковых карт, корпус двигателя -гильза 12 калибр, топливо вроде как правильный состав 65/35 нитрат калия/сахар.Ну и направляющую конечно повыше раза в 2.Стабы клеить можно так-на листке циркулем диаметр корпуса и рисуем от круга стабилизаторы ставим на круг корпус и по нарисованным прямым выставляем стабилизаторы-я вообще делал оправку на которую одевался корпус двигателя и были приклееены к основанию оправки уголки-к ним на зажимах или прищепках стабилизаторы, чтоб ровно стояли при приклеивании
В нашем случае- всё на глаз — дялитанты.
Хорошо что не к соседям 😉
Стартовало классно.
Хотелось бы поподробнее про двигатель.
вроде как всё написано…
Ожидался такой сюжет конечно. "Но. пшшш… Ааааа"
Но полетело все равно зачетно)
Молодец, Роскосмос в …опе, поэтому будем сами стартовать и праздновать свои победы!
Отличный день космонавтики!
Недавно на работе собирали ракеты на карамельном топливе, из канализационной трубы, 50мм, корпус двигателя из бумаги, а торцы эбоксидкой клеили. Поднимались под 1,5км.
ууууууух! Господин Ын взволнован!
Ух ты…
Давайте отчёт)
Хорошо когда в подчинении есть служба которую можно загрузить творческой работой!) И хорошо когда начальник адекватный.
топливо просто засыпано?
я бумагу пропитывал, получилась скорее устройство для постановки дымовой завесы)) я их наделал, одну попробовал пустить, по времени не дали и так они уже лет 6 валяются в коробке…
Бумага тоже трамбовалась по возможности.
Надо доработать систему поджига, ну и сначала ракеты найти)))
Вот не помню какая у меня силитра, кажется калийная, но это не точно.помню только что как соль
Все оно хорошо, главное чтоб соседний лес или дачи или… выберете сами, потом не сгорели. Весна, трава как порох!
Вот порадовал, так порадовал. Сколько добрых воспоминаний навеял ты своей статьей.
Столько заморочек), достаточно было взять дюймовую ПВХ трубу, нарезать по 20 — 25см. В качестве уплотнителя верхней и нижней части можно использовать "кошачий туалет", если утрамбовывать этот состав с помощью молотка специальным "бойком" — то получается крепкая заглушка словно из цемента. Сверлить нужно сверлом 8мм на 8см примерно. Балансиром хорошо послужит круглая, деревянная палка из строй магазина или то же металлический прут, опытным путем нужно подобрать, чтобы вес не был излишне тяжелым. Крылья такой ракете не нужны — это бутафория, толку от них мало). Самое интересное это состав горючей смеси! Я делал так — селитра и сахар 65 и 35% и добавлял 5-7% дымного пороха. Старт у такой ракеты мгновенный и резкий, летит высоко, но быстро, много дыма). Если аккуратно подогреть смесь селитры и сахара до консистенции карамели и натрамбовать такой состав в корпус — такой двигатель будет крайне мощный, но сам процесс нагрева смеси очень опасен. Запал можно изготовить из старой новогодней гирлянды, разбивая корпус лампочки, а спираль вымачивая в порохе разведенном с водой. Такому запалу достаточно 9в батарейки, дальше расписывать не буду, а то это дело может выйти за рамки закона))
Читайте также: