CC BY
71
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
УДК 629.7
КОНСТРУИРОВАНИЕ СТАРТОВОГО СТОЛА ДЛЯ МОДЕЛЕЙ РАКЕТ
А. М. Савченко, П. А. Орлин, Е. С. Тихоненко Научный руководитель - В. В. Кольга
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: Yamaika.yam@yandex.ru
Представлено обоснование необходимости исследования стартового участка траектории полета моделей ракет. Предлагается устройство для управления некоторыми параметрами на стартовом участке траектории полета.
Ключевые слова: модели ракет, стартовый стол, направляющие.
CONSTRUCTION OF THE LAUNCH PAD FOR MODEL ROCKETS
A. M. Savchenko, P. A. Orlin, E. S. Tikhonenko Scientific Supervisor - V. V. Kolga
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Yamaika.yam@yandex.ru
The report presents the rationale for the research the starting part of the trajectory of flight of model rockets. It is proposed the device for Controlling some parameters at the launch site of the flight path.
Keywords: model rockets, launchingpad, slideways.
Стартовый отрезок активного участка траектории полета ракеты (АУТ) должен обеспечивать устойчивое вертикальное движение ракеты для достижения требуемой высоты. В модельном ракетомоделировании вертикальный участок АУТ является наиболее важным участком траектории для обеспечения зрелищности показательных пусков. Для эффективного осуществления запусков моделей ракет используют стартовый стол. Он обеспечивает устойчивое положение ракеты, пока модельный ракетный двигатель набирает тягу и задает начальное направление полета ракеты.
Применения стартового стола необходимо, так как одной из важных частей полета является участок разгона ракеты, когда стартовая скорость мала и стабилизирующая сила имеет незначительное влияние на характер полета. Любые возмущения на старте могут внести серьезные погрешности в траекторию полета модели ракеты.
В большинстве случаев стартовый стол [1] представляет собой основание, которое жестко устанавливается на поверхность, и направляющую, которая корректирует положение ракеты на взлете и задает направление будущей траектории полета. Чтобы ракета не сходила с направляющей, обычно используют направляющее кольцо [2]. Ввиду того, что кольцо крепится к ракете с внешней стороны цилиндрического корпуса (а в случае больших размеров ракеты может быть 2 и более кольца), кольцо нарушает геометрию всей модели ракеты и влияет на аэродинамические характеристики полета, таких как: лобовое сопротивление, положение центра масс и центра давления, что, в свою очередь, может изменить траекторию полета ракеты и существенно увеличить угол отклонения от заданной расчетной прямой. Также при монтаже направляющего кольца к ракете, возможен его перекос, что может вызвать зажим ракеты на направляющей.
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»
Рис. 1. Трехмерная модель стартового стола Рис. 2. Сборочный чертеж
Предлагаемая модель стартового стола (рис. 1, 2) позволяет уйти от системы кольцо-направляющая и представляет собой набор направляющих (в данном случае 4 штуки), которые обжимают модель ракеты с дуговым шагом в 90 градусов. При такой конструкции есть возможность выставить направляющие под любой диаметр ракеты (но не более максимального диаметра, которое может позволить данная модель стола - 300 мм). Такая форма кареток позволяет получить минимально возможный диаметр ракеты (20 мм) а так же обеспечить устойчивость направляющих, что приводит к минимальным отклонениям от осевой линии ракеты. Материал для кареток и нижней части модели стола - дерево. Заготовки легко поддаются обработке и подгону по размерам. Верхняя часть модели стола выполнена из стали, для обеспечения жесткости конструкции и минимальным расхождениям кареток по углам наклона под весом направляющих, а также защищает нижнюю часть модельного стола от прогара струей выходящих газов из сопла модельного ракетного двигателя. Для направляющих выбран алюминий, обеспечивающий меньшее трение о корпус модели ракеты и сравнительно меньшей массы, что особенно важно при большой длине самих направляющих (2 000 мм).
Таким образом, обеспечивается устойчивость ракеты до набора ей скорости, нужной для появления стабилизирующей силы, а трение о направляющие дает время модельному ракетному двигателю набрать тягу.
Испытания показывают, что необходимый обжим ракеты достигается довольно легко ручной корректировкой. Разборная конструкция модельного стола облегчает транспортировку данного стола к полигону запуска, и минимальное время для сборки и корректировки направляющих под определенный размер модели ракеты. Массивная столешница обеспечивает устойчивость ракеты при запуске и гасит вибрации от работы двигателя, что позволяет обеспечить строгое направление взлета ракеты.
В перспективе разрабатывается система одновременного привода кареток, позволяющая регулировать динамоключом силу обжима модели ракеты, что позволит при данной тяге двигателя подобрать оптимальную силу трения для вывода двигателя в номинальный режим работы. Так же разрабатывается система ориентации плоскости рабочего стола, основанная на шарнире Гука, для обеспечения выравнивая направляющих независимо от поверхности, на которую устанавливается основание стола.
Библиографические ссылки
1. Эльштейн П. Конструктору моделей ракет. М., 1978. С. 157-167.
2. Думенек В. Л. Модели ракет. Озерск, 2015. С. 5-7.
3. Проектирование и конструирование баллистических ракет и ракет носителей : учеб. пособие / Н. А. Тестоедов, В. В. Кольга, Л. А. Семенова / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. 308 с.
© Савченко А. М., Орлин П. А., Тихоненко Е. С., 2017
