РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИЙ МОДЕЛИЗМ

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Этот вид моделизма стал особенно широко распространяться с 1957 г., после запуска на околоземную орбиту советского искусственного спутника Земли. Конструкторы любительских ракет, используя достижения большой ракетной техники, строили свои модели из металла и устанавливали на них двигатели, работающие на твердом или жидком топливе. Но это были несовершенные конструкции. Лишь в 60-х гг., когда промышленность занялась выпуском специальных модельных двигателей, малое ракетостроение стало безопасным и доступным занятием.

В 1975 г. при Федерации авиамодельного спорта СССР был создан Комитет ракетного моделизма, который сделался методическим и организационным центром малого ракетостроения. В кружках ДОСААФ, на станциях юных техников, во Дворцах и Домах пионеров ракетно-космическим моделизмом занимаются более 150 тыс. школьников. Ежегодно на ВДНХ СССР проводятся всесоюзные конкурсы «Космос».

Классы моделей ракет. По определению специальной подкомиссии при Международной авиационной федерации (ФАИ) — руководящего и контролирующего органа ракетомо- делистов, действующей любительской ракетой можно назвать модель, которая движется в воздухе под действием тяги, а не аэродинамических сил.

Модели, так же как и их прототипы, отличаются друг от друга по длине, калибру (наибольшему диаметру), удлинению (отношению длины к диаметру), числу двигательных установок (одноступенчатые или многоступенчатые) и назначению. По назначению все известные типы моделей ракет можно условно разделить на 4 основные группы: наглядные пособия, модели- игрушки, экспериментальные (с двигателем и без двигателя) и спортивные модели.

Наглядные пособия, или, как их еще называют, масштабные модели, — это копии настоящих ракет в уменьшенном масштабе. Их можно разделить на подгруппы: силуэтные, картонные и деревянные макеты, полностью масштабные модели. Самые простые в изготовлении — силуэтные модели ракет. Они не летают, поэтому их в основном используют в учебных целях. Обычно силуэтные модели состоят из 2 плоских стенок — контуров и 3 перегородок — шпангоутов. Картонные и деревянные макеты предназначены в основном для учебных целей. Они дают представление не только о размерах и пропорциях ракеты, но в них уже просматривается и форма ракеты-прототипа. Наиболее близки к прототипам полностью масштабные модели. По точности исполнения и сходству с оригиналом они более совершенны, — фактически это миниатюрные копии настоящих ракет.

Представление о теории полета ракеты моделист получает, когда начинает строить модели, условно называемые экспериментальными. У самых простых экспериментальных моделей ракет (моделисты иногда называют их карандашными) двигателей нет. Эти модели выстреливают из резиновой рогатки — катапульты. Катапульту располагают вертикально, прикрепляют к деревянному основанию, и получается простейшая пусковая установка. С ее помощью модель можно запускать даже с некоторого расстояния, если оборудовать такую установку дистанционной системой зажигания. Подобные ракеты можно использовать для несложных исследований: запускать их под разными углами и по разным траекториям, определять наилучшие полетные характеристики модели. На ракеты, выстреливаемые из катапульты, иногда устанавливают автоматические устройства, позволяющие им спускаться на парашюте. Все эти ракеты собственного двигателя не имеют и в полете не управляемы. Но у них, как и у настоящих ракет, есть стабилизаторы, которые помогают им сохранять необходимую устойчивость в полете.

Более сложны в изготовлении и регулировании модели ракет, оборудованные простейшими самодельными двигателями. Горючим для таких двигателей может быть целлулоид, легковоспламеняющаяся кинопленка и даже вода. Классификация спортивных моделей ракет.

По определению ФАИ, спортивной моделью ракеты считается изготовленная из неметаллических материалов модель, которая поднимается в воздух за счет тяги, создаваемой модельным ракетным двигателем, без использования аэродинамических подъемных сил. Причем спортивная ракета должна обязательно иметь устройство для ее безопасного возвращения на землю. К модельному ракетному двигателю (МРД) требования особые: на спортивных моделях разрешается использовать только двигатели промышленного производства, работающие на твердом топливе.

Спортивные модели ракет разделены на 7 категорий: S-1 — высотные,» S-2 — транспортные, S-3 — парашютирующие, S-4 — ракетно-планерные, S-5 — масштабные высотные (модели-копии на высоту полета), S-6 — модели с триммером (тормозной лентой), S-7 — масштабные модели (модели-копии на реализм полета).

Высотные модели ракет (S-1) в зависимости от взлетной массы (до 500 г) и мощности двигателей — полного импульса (до 80 Н* с) подразделяются на 4 к л а с с а, обозначенных буквами S-1-A, S-1-B и т. д. В моделях этих классов разрешается использовать любое число двигателей, в любой комбинации, но при условии, что их суммарная мощность не будет превышать допустимую мощность двигателей моделей данного класса. На соревнованиях взлетающая модель ракеты не должна исчезать из поля зрения судей-наблюдателей, поэтому моделисты стараются раскрашивать свои модели поярче. Очки начисляются в зависимости от высоты, на которую поднялась модель.

Транспортные модели ракет (S-2) в отличие от высотных несут стандартный полезный груз, установленный ФАИ. Это сплошной, обычно свинцовый цилиндр массой 28,3 г и диаметром 19,1 ±0,1 мм. Размещается он внутри модели таким образом, чтобы его можно было в любой момент извлечь оттуда. Транспортные модели ракет разбиты на 3 класса: одиночный (S-2-A), двойной (S-2-B) и открытый (S-2-C). В нашей стране ракетомо- делисты соревнуются только в одиночном классе. Модели этого класса отличаются друг от друга по полетной массе, максимальному импульсу двигателя (двигателей) и полезной нагрузке (масса груза — цилиндра). Модели одиночного класса поднимают 1 цилиндр (общая масса модели — 90 г, импульс — 90— 100 Н. с), двойного — 2 (180 г, до 40 Н- с) и открытого — 3 (500 г, до 80 Н- с).

Модели парашютирующих ракет (S-3) и ракет с тормозной лентой (S-6) соревнуются на продолжительность полета. Модели категорий S-3 опускаются на парашюте, а категорий S-6 — на тормозной ленте. Время полета ограничено: моделей с парашютом — от 240 до 600 с, с лентой — от 120 до 300 с. Обе категории разбиты на к л а с - с ы, по 4 в каждой. Классы моделей обеих этих категорий отличаются друг от друга массой и импульсом движения. Если в соревнованиях ракетомоделей категории S-6 могут участвовать одноступенчатые модели ракет с одним двигателем и с одной тормозной лентой, сделанной из ткани, тонкой бумаги или пленки, то моделям категории S-3 разрешается иметь несколько парашютов (двигатель тоже один). Время полета секундомеры начинают отсчитывать по первому движению модели на пусковой установке, а кончают — в момент приземления. Отсчет времени заканчивается и в том случае, если модель вышла из поля зрения судей-хронометристов более чем на 10 с. Окончательный результат спортсмена подсчитывается по сумме очков в трех полетах.

Ракетно-планерные модели (категория S-4) иначе еще называют ракетопланами, крылатыми ракетами. В воздух они поднимаются, как и все модели ракет, за счет тяги ракетного двигателя, без использования аэродинамических сил, а потом, когда двигатель отключается, эти ракеты планируют с высоты и плавно приземляются. Основная задача моделей этой категории — продержаться в полете заданное (контрольное) время, можно чуть больше, но не меньше. От того, насколько удачно спроектированы крылья ракетоплана, зависят аэродинамические качества модели, а значит и время полета. В категории S-4 модели делятся на 5 классов: S-4-A — «Воробей», S-4-B — «Стриж», S-4-C — «Ястреб», S-4-D — «Орел», S-4-E — «Кондор». Эти модели отличаются друг от друга по максимальным массе и времени полета, а также мощности двигателя или двигателей.

Задумав сделать ракетоплан, моделист прежде всего должен решить, какую схему крыльев, т. е. площадь несущих поверхностей, ему выбрать. Проще всего установить на ракете неподвижные крылья, как у моделей самолетов. Но возникает вопрос: как совместить подобную схему с вертикальным взлетом, как добиться минимального аэродинамического сопротивления? Оказывается, выход есть: нужно в момент старта сложить крылья, а после того как двигатель закончил работу, раскрыть их. Именно по такому принципу и строят свои модели лучшие ракетомоделисты. Для постройки моделей спортсмены используют самые разнообразные схемы несущих плоскостей: неизменное дельтовидное крыло, крылья с постоянной и изменяемой геометрией, упругое надувное крыло и, конечно, проверенные и испытанные во многих соревнованиях самолетные крылья.

Высший класс спортивного мастерства — это конструирование и постройка масштабных моделей-копий. В качестве прототипов для постройки моделей ракетомоделисты чаще всего берут зондирующие, геофизические и метеорологические ракеты, ракеты-носители искусственных спутников и космических кораблей. Самые искусные мастера конструируют даже целые ракетные системы со стартовым столом, транспортером и вспомогательным оборудованием. Масштабные модели- копии соревнуются на высоту полета и реализм полета (категории S-5 и S-7).