Наверняка каждый из нас в детстве хоть раз делал и запускал водяную ракету. Такие самоделки хороши тем, что они быстро собираются и не требуют никакого топлива, например пороха, газа и так далее. В качестве энергии для запуска такой ракеты выступает сжатый воздух, который накачивается обыкновенным насосом. В итоге вода выходит из бутылки под давлением, создавая реактивную тягу.
Рассмотренная ниже ракета состоит из трех бутылок, объем каждой составляет 2 литра, то есть это довольно большая и мощная ракета. Помимо этого в ракете имеется простейшая система спасения, что позволяет ракете плавное приземлиться и не разбиться.
Материалы и инструменты для самоделки:
- пластиковая трубка с резьбой;
- бутылки;
- парашют;
- фанера;
- жестяная банка из под консервов;
- маленький моторчик, шестерни и прочие мелочи (для создания системы спасения);
- источник питания (батарейки или аккумулятор от мобильного).
Инструменты для работы: ножницы, ножовка, клей, саморезы и отвертка.
Приступаем к созданию ракеты:
Шаг первый. Конструкция ракеты
Для создания ракеты было использовано три двухлитровых бутылки. Две бутылки в конструкции соединяются горлышко к горлышку, в качестве переходника для соединения был применен цилиндр, сделанный из пустого пластмассового газового баллончика. Детали садятся на клей.
Что касается второй и третей бутылки, то они крепятся донышко к донышку. Для соединения используется трубка с резьбой и двумя гайками. Места крепления хорошо герметизируются с помощью клея. Еще, чтобы сделать ракету более обтекаемой, на места стыков приклеены куски бутылки. В качестве наконечника используется горлышко пластиковой бутылки. В итоге вся конструкция представляет собой единый гладкий цилиндр.
Шаг второй. Стабилизаторы для ракеты
Чтобы ракета взлетала вертикально, для нее понадобится изготовить стабилизаторы. Автор изготавливает их из фанеры.
Шаг третий. Сопло
Сопло делается немного меньше, чем обычно, когда в качестве него используется просто горлышко бутылки. Для изготовления сопла берется крышка от бутылки и в ней вырезается отверстие. В итоге вода выходит не так быстро.
Шаг четвертый. Пусковая площадка
Для изготовления пусковой площадки понадобится лист ДСП, а также два металлических уголка. Для удерживания ракеты применяется металлическая скобка, она держит ракету за горлышко бутылки. При запуске скоба выдергивается с помощью веревки, при этом горлышко освобождается, образуется напор воды и ракета взлетает.
Шаг пятый. Заключительный этап. Устройство парашюта
Система парашюта очень простая, здесь нет никакой электроники, все делает механика на основе примитивного таймера. На фото можно увидеть, как выглядит парашют, когда он сложен.
Парашютный отсек изготавливается из консервной банки. Когда парашюту нужно раскрыться, специальная пружина вытесняет его через дверку в консервной банке. Эта дверка открывается специальным таймером. На фото модно увидеть, как устроен толкатель с пружиной.
Когда парашют сложен и ракета еще не начала падать, дверка парашютного отсека закрыта. Далее в воздухе срабатывает таймер, открывает дверку, парашют вытесняется наружу и раскрывается потоком воздуха.
Что касается устройства парашютного таймера, то он очень примитивен. Таймер представляет собой небольшой редуктор с валом, иначе говоря, это небольшая лебедка на основе электромотрчика. Когда ракета взлетает, на моторчик сразу поступает питание, и он начинает вращаться, при этом на вал наматывается нитка. Когда нитка будет полностью намотана, она начнет тянуть за защелку на дверце и парашютный отсек откроется. Зубчатые колеса на фото были изготовлены вручную при помощи напильника. Но можно использовать уже готовые от игрушек, часов и так далее.
Вот и все, самоделка готова, на видео можно посмотреть, как все работает. Правда, здесь показан запуск без парашюта.
По мнению автора, самоделка получилась не особо производительной, то есть ракета взлетает примерно на такую же высоту, как и обычная бутылка. Но здесь можно поэкспериментировать, например, поднять давление воздуха в ракете.
Т.е. чтобы разглядеть открытие парашюта, надо очень постараться. Но все равно полет красивый.
Когда писалась статья о проекте РК-1, проект РК-2 был только в самом зародыше. Но уже тогда, я высказал мнение, что система спасения - самая сложная в ракете, не несущей других полезных грузов. Как в воду глядел. Больше всего времени потрачено именно на отработку этой системы. Была, правда, допущена и тактическая ошибка. Для таких тонких и ответственных систем надо, конечно, проводить сначала серию наземных тестовых испытаний, прежде чем проводить полеты. Именно после такой серии стендовых испытаний и был осуществлен успешный запуск.
Однако хватит воды. Расскажу о том, что получилось, и в чем уверен. Схема системы спасения ракеты РК-2-1 представлена на Рис.1. Она получилась простой и надежной. Давайте по порядку. Позиции элементов на схеме буду указывать цифрами в скобках. Например, фюзеляж (1).
Крепление
Напомню, что система крепится к поперечно вкрученному в фюзеляж (1)
винту М5 (3). Снизу в этот силовой винт упирается двигатель своей мортиркой (2). Двигатель имеет оригинальную систему
уплотнения, которая предотвращает прорыв газов от вышибного заряда между корпусом движка и
фюзеляжем ракеты. См. статью Двигатель .
Тонкостенный пластиковый фюзеляж должен быть в обязательном порядке изолирован изнутри
двумя-тремя слоями офисной бумаги проклеенной силикатным клеем или эпоксидкой, по крайней мере
в области мортирки и пламегасителя.
К силовому винту крепится пламегаситель (4). Этот простой элемент -
гордость моей схемы. Я не встречал чего-то подобного, поэтому буду считать его своей разработкой /27.11.2007 kia-soft/.
С появлением пламегасителя работа системы спасения сразу пошла на лад. Конструкция его элементарна.
На ось из 2-х миллиметровой стальной проволоки надевается кусок, отодранный от металлической мочалки
для чистки сковородок. С двух сторон он поджимается шайбами, сделанными из однокопеечных монет.
При внутреннем диаметре фюзеляжа 25 мм, диаметр шайб - 15мм.
Проволока загибается с каждой стороны в
виде металлического уха. Одним ухом крепится к силовому винту, а ко второму уху крепится гибкий трос (5).
Длина рабочей части 30-40мм. Значение пламегасителя в пиротехнической системе спасения
трудно переоценить. Как следует из самого названия, изначально планировалось погасить факел вышибного
заряда. Но результат превзошел все ожидания. Элемент не только погасил факел, но и предотвратил выброс
несгоревших порошинок к парашюту, и сыграл еще роль радиатора, заметно снизив тепловую нагрузку на
остальные элементы. Плюс ко всему пламегаситель выполняет функцию фильтра, практически устраняя образование
налета несгоревших частиц на внутренней рабочей поверхности. После трех срабатываний системы была
проведена ревизия: вся гарь осела в пламегасителе, все элементы системы остались чистыми и неповрежденными,
даже тросик в месте крепления к пламегасителю.
Трос
Изначально у меня была мысль использовать металлический трос в качестве соединения
системы с силовым винтом. Однако практика показала полную бесперспективность идеи.
Единственное достоинство металлического троса - его термостойкость. В остальном он проигрывает
синтетике, как в прочности, так и в пластичности. Применение пламегасителя позволило отказаться от металлического
соединительного троса. В рабочей схеме я использовал плетеную ленту, шириной ~10мм, по-видимому, из тонкого стекловолокна.
Я говорю, "по-видимому", поскольку затрудняюсь точно назвать состав, из которого выполнена лента.
Она оказалась у меня случайно. Знаю только, что прочность ее не менее, если не более, чем у капроновой, такая же гибкость, легкость
и довольно высокая термостойкость. Я пытался оплавить зажигалкой, но все чего я добился - небольшое
обугливание, не приведшее к серьезной потере прочности. Но на всякий случай, трос я сделал из двойной ленты.
Могу только приложить фотку, может поймете о чем идет речь. Если такого троса у вас нет, то думаю вполне можно
применить обычный капроновый. Возможно только придется увеличить рабочее тело пламегасителя. Тут надо
будет поэкспериментировать.
Одним концом трос (5) соединен с пламегасителем (4). Другим - со следующим элементом
системы - поршнем (6). Длина троса должна быть такой, чтобы поршень выходил за пределы фюзеляжа на 10-15см.
Поршень (6) под давлением газов вышибного заряда выходит из фюзеляжа и
выталкивает парашют. Он выточен из деревянной пробки от шампанского. Подгонка под диаметр
фюзеляжа должна быть довольно точной. Поршень должен свободно ходить внутри фюзеляжа, но при этом не
иметь больших зазоров со стенками. Уплотнительным элементом служит шайба из войлока толщиной 4-5мм.
По аналогии с пламегасителем поршень с прокладкой одевается на ось из стальной проволоки диаметром 2мм.
С двух сторон конструкция также поджимается копеечными шайбами. Ось с обоих сторон загибается на крепежные
ушки. Поршень в сборе должен перемещаться с небольшим трением. В качестве проверки можно вставить поршень
в фюзеляж и дунуть с нижнего торца. При этом на выталкивание поршня не должно требоваться больших усилий.
Если ракета легкая и в полете не имеет сильной осевой закрутки
то вертлюг можно не применять. В данной системе он не использовался.
К верхнему уху поршня крепится центральный строп парашюта. На расстоянии
~15см от места крепления организуем амортизатор (7). Это расстояние, на самом деле зависит от
конкретной ракеты. Лучше всего его выбрать таким образом, чтобы при полностью утопленном поршне
сам амортизатор оказался у верхнего среза фюзеляжа, но еще не был утоплен.
Задача амортизатора смягчить ударные нагрузки при
раскрытии парашюта. Он делается из любой прочной кольцевой резинки, например, вырезанной из велокамеры.
Резинка привязывается в двух местах к стропу на расстоянии длины резинки в вытянутом состоянии.
Получается такая петля, растягивающая резинку при натяжении. В эту петлю на центральный строп
можно закрепить обтекатель (8). Для этого в обтекателе с нижней стороны я высверливаю канал диаметром 10мм и
глубиной 20-25мм. На расстоянии 10мм от нижнего среза обтекателя вкручиваю винт М3, за который и цепляю
обтекатель к системе.
Парашют ПРСК-1
Венец системы спасения - парашют (9). Да, можно сделать купол из
пакета для мусора, как я писал в одной из ранних редакций статьи. Но зимние суровые условия полетов
все расставили по своим местам. Короче, если хотите сделать безотказную систему спасения, делайте
парашют из легкой синтетической ткани. Лучшая ткань для этого конечно легкий капрон от самолетного тормозного парашюта.
В свое время мне удалось раздобыть пару метров. Парашюты получаются из него шикарные. Если нет
такого, подойдет любая легкая синтетическая ткань. Но даже в случае тканевого парашюта, не рекомендую
держать его в упакованном виде при хранеии. Снаряжать систему надо только непосредственно перед полетом.
Лень - двигатель прогресса. Природная лень и
отсутствие хорошей швейной машинки заставили меня придумать технологию изготовления тканевого
парашюта без шитья.
По этой технологии парашют диаметром до 80см, т.е. для небольшой ракеты весом
до 700г, делается даже легче, чем из пластикового пакета.
Зная вес своей ракеты, вы можете прикинуть в моей программе
amo-1 размер парашюта, требуемый для нужной скорости снижения.
На "ФЕНИКСЕ", вес которого не превышал 200г был успешно применен плоский шестигранный парашют диаметром
всего 46см. По ходу замечу, что гнаться за большими куполами не только не обязательно, но и может выйти боком.
Однажды мне уже пришлось отмотать 2км по пересеченке за снесенной ветром ракетой.
Для начала делаем шестигранную, а начиная с диаметра 60см лучше восьмигранную,
выкройку из газеты. По выкройке разогретым паяльником вырезаем купол. Стропы делаем из капроновых веревок
толщиной где-то около 1мм. Длина строп приблизительно в 2-3 раза больше диаметра купола,
плюс запасик на организацию центрального стропа, амортизатора, петли крепления к поршню.
Теперь крепим стропы к куполу. Вот тут-то самая фишка. Никакого шитья. Делаем на стропе
простой узел-удавочку и накидываем на сложенный в два раза уголок купола и хорошо так затягиваем на
расстоянии 10 мм от вершины угла.
Слегка обрезав лишний конец узелка и уголка, оплавляем их
зажигалкой до образования аккуратных круглых галтелей. Оплавляем так, чтобы галтели плотно
прилегали к узлу. Все, строп присоединен. Таким же образом крепим все стропы. И затем с небольшим
усилием расправляем купол в месте крепления каждой стропы. Один нюанс - сложение всех уголков купола
надо делать в одном направлении (вниз). Тогда после закрепления строп, купол будет не плоским, а приобретет
некоторый объем, что увеличивает эффективность парашюта.
Если кто-то думает, что такое соединение строп и купола не прочное, тот глубоко заблуждается. В этом я убедился, когда в одном аварийном полете парашют открылся на взлете. Скорость была очень приличная, но ракета быстро затормозила, а для ремонта окзалось достаточным закрепить одну оторвавшуюся стропу.
Собственно, парашют готов, осталось соединить стропы вместе, организовать амортизатор, и прикрепить к поршню.
С момента написания этой статьи прошло немало времени. Парашюты, выполненные по данной авторской технологии,
были установлены на все мои ракеты, а это, на данный момент, порядка десятка. Им пришлось поработать в
очень разных условиях, в том числе и аварийных и околоаварийных при запредельных нагрузках.
Все ипытания они с честью выдержали и в случае срабатывания системы спасения все ракеты были спасены.
Многие ракетчики повторили мою конструкцию и остались довольны результатом. Поэтому могу смело рекомендовать
этот несложный в исполнении, но очень надежный парашют, к использованию.
Совершенно заслуженно присваиваю ему персональное наименование ПРСК-1, или Парашют Ракетный Спасательный К...-1
(К - от автора).
Сборка
Подготовка системы спасения практически завершена.
Осталось упаковать все в фюзеляж. Сначала утапливаем трос и поршень.
Затем складываем парашют. Для этого расправляем все складки купола как на складном зонтике и
укладываем их в одну сторону в стопку. Далее складываем один раз в поперечном направлении и
скатываем в "колбаску" начиная с вершины. "Колбаску" обматываем жгутом из строп. Этот способ сложения
парашюта не совсем "правильный", но вполне работоспособный. Его преимущество - плотная скрутка парашюта,
что очень полезно при недостаточном объеме фюзеляжа. Таким способом мне удалось без проблем
оснастить парашютом ракету РК-2-3 "ВИКИНГ", внутренний диаметр фюзеляжа которой всего 20мм. Парашют
диаметром 46см был выполнен даже из более толстой ткани - каландра.
Если размеры ракеты не ограничивают, можно применить "правильный" способ.
Он основан на стандартной методике сложения запасных спасательных парашютов. Так же складываем купол,
как складной зонтик, расправляя складки. Распределяем складки на две равные стопки рис.2.
Накладываем одну стопку на другую, сложив конструкцию вдоль оси рис.3.
Далее есть два варианта. Если ширина полученой двойной пачки слишком большая, то верхнюю и нижнюю половины еще раз складываем пополам в обратную сторону наружу, т.е. верхнюю - вверх, нижнюю - вниз, рис.4 . Если небольшая, сразу переходим к следующему этапу - сложению Z-образными мелкими складками в поперечном направлении, начиная с вершины, рис.5. Получается компактная стопочка (см.фото в начале раздела), которую обматываем стропами и упаковываем в фюзеляж.
Для подстраховки можно защитить парашют дополнительно полоской туалетной бумаги. Берется полоска туалетной бумаги в два раза длиннее, чем парашютная "колбаска". Полоску складываем пополам, в сгиб упираем торец скрутки и обминаем бумагу вокруг него. Просто намотать бумагу нельзя, она будет препятствовать раскрытию, а в таком виде она моментально срывается набегающим потоком. Последнее время я этого не делаю, поскольку при наличии хорошего пламегасителя, необходимости в этом нет.
Наконец заправляем в фюзеляж амортизатор и устанавливаем обтекатель.
Все, система готова к работе. Хорошо собранная система срабатывает, если просто не очень сильно
дунуть с нижней стороны фюзеляжа.
В качестве резюме напомню некоторые нюансы. Система успешно испытана на ракете РК-2-1 "ФЕНИКС", весом ~200г, внутренний диаметр 25мм, потолком 400м. Рабочий объем камеры системы спасения ~145куб.см. Для такого объема необходимая навеска вышибного заряда составляет 0,5г "малинового пороха" или охотничьего пороха "Сокол".
Точную навеску для каждой конкретной ракеты надо определять путем проведения серии наземных стендовых
испытаний. Т.е. берете готовую ракету, устанавливаете двигатель без топлива, но с вышибным зарядом
и инициируете заряд. И так до тех пор, пока все не будет нормально работать, как на этой
видеозаписи
стендового испытания. После этого можно лететь.
Не забудьте защитить изнутри пластиковый корпус ракеты вставкой бумажной трубки, по-крайней мере в районе мортирки и пламегасителя. Это нужно, если корпус ракеты сделан из тонкостенной пластиковой трубки (1мм для ФЕНИКСа). Эксперименты с довольно толстостенной полипропиленовой трубкой (2,5мм для ВИКИНГа) показали, что при наличии пламегасителя такую защиту ставить не надо.
Помните, что для нормальной работы необходимо уплотнение при установке двигателя.
Понятно, что систему можно применять для ракет практически любого размера, но при этом надо вносить определенные коррективы.
Многие ракетчики применяют различные механические системы выброса парашюта.
В основном это делается с целью избежания тепловых повреждений элементов системы. В остальном механические
системы, на мой взгляд, проигрывают пиротехническим. В разработанной мною системе спасения ракеты удалось радикально
решить проблему тепловых перегрузок, и в результате получена легкая и надежная конструкция.
/27.11.2007 kia-soft/
P.S.
Содержание может корректироваться по мере накопления экспериментальных данных.
P.P.S.
Последняя серьезная корректировка проведена 12.02.2008г. Корректировкой это назвать трудно, поскольку от
старой редакции почти ничего не осталось. Это связано с тем, что конструкция системы спасения
радикально переработана, испытана и проверена на практике. Вся беллетристика выкинута и сделано
подробное описание рабочей системы спасения для ракеты РК-2-1 "ФЕНИКС".
На этом успешно завершена разработка проекта РК-2.
Все задачи, которые ставились в рамках проекта решены.
Пора переходить к новому проекту
РК-3 ...
***
Фюзеляж
Фюзеляж ракеты изготовлен из одного листа офисной бумаги формата А3 проклеенной эпоксидной смолой. Несмотря на небольшую толщину стенки фюзеляжа (0.5 мм), обеспечивается достаточная прочность и жесткость всей конструкции. Намазанный тонким слоем эпоксидной смолы лист, наматывается на металлическую оправку диаметром 21 мм, предварительно покрытую слоем парафина. Чтобы намотанная бумага не раскручивалась, ее край надо прихватить полоской скотча в 3 - 4 местах. После отвердения смолы оправка подогревается и труба фюзеляжа легко снимается с оправки. Все потеки и неровности обрабатываются шкуркой...
Стабилизаторы
Стабилизаторы вырезаются из листового материала толщиной 0.7 - 1 мм, достаточной прочности. Таким материалом может быть дюралюминий или текстолит. Места крепления стабилизаторов отмечаются на фюзеляже и стабилизаторы закрепляются скотчем в соответствии с разметкой. В места соприкосновения стабилизаторов с фюзеляжем наносится капля эпоксидки. После отвердения эпоксидки скотч удаляется. Место соединения стабилизатора и фюзеляжа промазывается очень густой замазкой, состоящей из алебастра и эпоксидки. Эта замазка должна быть такой густоты, чтобы не стекала с вертикальных поверхностей. Когда замазка отвердеет, надо удалить все потеки и обработать шкуркой все неровности.Кольца
Кольца изготавливаются из полоски офисной бумаги, шириной 15 мм, подобно фюзеляжу, на оправке диаметром 8 мм. Пара колец приклеивается строго на одной линии к фюзеляжу эпоксидкой.Обтекатель
Обтекатель вытачивается из дерева. Лучше использовать древесину твердых пород. Вытачивать можно зажав отрезок большого шурупа в патрон дрели и навернув на него заготовку.Парашют
.
.Парашют диаметром 400 мм вырезается из любой тонкой ткани. Если ткань хб, то края парашюта следует обработать на оверлоке. Если ткань синтетическая, то края можно просто опалить. Все стропы и нити изготавливаются сложением в несколько раз хб нитей пропитанных раствором силикатного клея в воде 1:1, это придает огнестойкость. Парашют с фюзеляжем ракеты должен быть соединен через резиновый шнур. При выстреле вышибного заряда, резиновый шнур не даст порваться нитям. Резиновый шнур можно взять рыболовный.
Двигатель
Двигатель изготавливается из гильзы 12 калибра. На оправку диаметром 16.5 мм наматывается полоска офисной бумаги шириной 65 - 70 мм, шириной 210 мм промазанная клеем ПВА. Это будет бронировка топливной шашки. Она нужна чтобы защитить внешнюю поверхность топливной шашки от горения и разрушения самой топливной шашки. Это может случиться при раздуве корпуса за счет рабочего давления. После высыхания клея полученная бумажная трубка должна свободно вставляться в гильзу 12 калибра. Понадобится хомут изготовленный из 0.5 - 1 мм стали, внутренним диаметром равным внешнему диаметру гильзы. Хомут нужен, чтобы гильзу не раздуло при запрессовке топлива. Еще нужен набойник и гвоздь диаметром 4-5 мм.
.
.
.
.
На рисунке:
1
- мембрана; 2
- вышибной заряд; 3
- заглушка; 4
- нитяной бандаж; 5
- переходное отверстие; 6
- замедлитель; 7
- бронировка; 8
- топливо; 9
- корпус
Приготовление топлива
В качестве топлива используется смесь 60% нитрата калия и 40% сахара. Нитрат калия еще недавно можно было купить в магазине для садоводов, он там продавался как удобрение - калийная селитра. Ныне это дефицит. Поэтому приведу метод его самостоятельного изготовления. Нитрат калия образуется при реакции хлорида калия и нитрата аммония и то и другое - очень распространенные удобрения аммиачная селитра и хлористый калий. В 220 мл воды при температуре 30С растворяем сколько раствориться хлорида калия. при растворении температура несколько упадет поэтому раствор нужно подогреть, но не выше 33С. Полученный насыщенный раствор, сливаем с осадка, подогреваем градусов до 70С и фильтруем. отфильтрованный раствор должен быть совершенно прозрачен и бесцветен. Нагреваем его до 70С и добавляем 100 г нитрата аммония. Мешаем до полного растворения. Раствор ставим в морозилку и охлаждаем до 0С. В осадок выпадут кристаллы нитрата калия. Раствор сливаем с кристаллов. Кристаллы споласкиваем очень небольшим количеством ледяной воды. Сушим. После сушки нитрат калия растираем в фарфоровой ступке как можно мельче. Отдельно растираем сахар. К 15 г порошка нитрата калия, добавляем 10 г сахарной пудры. Очень тщательно все перемешиваем. Топливо готово..
.Запрессовка топлива
Гильзу помещаем в хомут и вставляем бронировку. Бронировка будет немного торчать из гильзы, это упрощает прессование. Установив гильзу вместе с хомутом на ровное твердое основание, насыпаем топливо. Топливо следует подсыпать постепенно, небольшими порциями. После каждой порции вставляем набойник и ударяем по нему молотком. Первый удар должен быть не сильный..
. Последний удар надо наносить весьма сильный. Силу ударов постепенно увеличивайте от первого к последнему. Всего нужно 10-15 ударов молотком. Так делаем, пока не заполним гильзу, так чтобы остался 1 см. После этого сверлом диаметром 3 мм, высверливаем часть топлива через сопло на глубину 30 мм. Набойник вставляем в гильзу и гильзу с набойником переворачиваем, упирая набойник в основание. В сопло вставляем гвоздь и забиваем на глубину 40 мм. Важно следить, чтобы гвоздь зашел по оси двигателя без перекосов. После этого при помощи пассатижей гвоздь удаляем, проще удалить гвоздь, если его немного вращать. Торчащую бронировку аккуратно, чтобы не повредить гильзу, подрезаем скальпелем и удаляем. Торец топливной шашки выравниваем тоже при помощи скальпеля. Хомут снимаем. На этом запрессовка окончена.
Заглушка
.
.Заглушка изготавливается из дерева, причем нет особой разницы из какого, я обычно делал из сосны. Любым доступным методом изготавливаем цилиндр, диаметром 18 мм длинной 30 мм. С одного торца сверлим отверстие диаметром 8 мм на глубину 20 мм. Соосно с этим отверстием сверлим еще одно отверстие с другой стороны на глубину 6 мм. Отверстия соединяем отверстием диаметром 2 мм. Со стороны короткого отверстия, по окружности цилиндра отступив от края 4 - 5 мм протачиваем круглым надфилем канавку на глубину 1 мм. Готовим состав замедлителя, смешивая 53% нитрата калия, 22%сахара и 25% эпоксидной смолы разведенной с отвердителем. После перемешивания наполняем этим составом короткое отверстие в заглушке. Сверлом диаметром 2 мм сверлим замедлительный состав через всю заглушку со стороны длинного отверстия так, чтобы толщина слоя замедлительного состава получилась 2 мм.
.
.В ступке растираем незначительное количество(не более 100 мг) охотничьего черного, пороха и засыпаем в переходное отверстие, слегка трамбуем. 0.4 - 0.5 г охотничьего, черного пороха засыпаем в длинное отверстие и заклеиваем листочком бумаги. заглушка готова.
Сборка двигателя
Заглушку в месте проточки намазываем эпоксидной смолой и вставляем в гильзу. На то место, где на заглушке есть проточка, с усилием наматываем несколько витков капроновой нити, так чтобы она продавила гильзу. Нить завязываем и тоже смазываем эпоксидкой. Когда эпоксидка схватится, двигатель готов.Это мозгоруководство о том, как построит ь и запустить гидроракету, да не просто, а профессионально, на основе моего многолетнего опыта.
Я не несу ответственности за любой ущерб, за все риски связанные с производством и запуском этой гидроракеты, ответственность вы берете на себя!
Веселого строительства и запуска аэросамоделки !
Шаг 1: Начинаем
Гидроракета приводится в движение с помощью давления сжатого воздуха, переданного в воду, тем самым создавая направленный гидроудар.
Если вы возьмете 1 стандартную двухлитровую пластиковую бутылку, то под давлением 120 пси ракета достигнет высоты около 30 метров. Но, если вы возьмете 2 двухлитровые бутылки, то под давлением 120 пси гидроракета поднимется примерно на 45 метров, так как воздуха в ракете будет больше, следовательно, и тяга больше. Вторая бутылка дает только 15 дополнительных метров потому, что масса самоделки увеличивается.
Шаг 2: Носовой конус
Отрезаем от одной бутылки верхнюю часть, а потом отрезаем от нее горлышко. Берем мяч для пин-понга и половиним его, сажаем половинку мяча на клей с внутренней части отрезанной вершины бутылки. Полученные две детали соединяем клеем или скотчем.
Добавление габаритного носового конуса смещает центр тяжести выше, следовательно, делает траекторию полета поделки более стабильной.
Шаг 3: Стабилизаторы
На мозгокомпьютере чертим шаблоны стабилизаторов, распечатываем их и вырезаем по форме. Затем приклеиваем шаблоны на картон, то есть придаем стабилизаторам нужную жесткость и вырезаем по контуру. Вместо картона можно использовать рифленый пластик.
Стабилизаторы монтируем на тело ракеты с помощью клея и скотча.
Шаг 4: Соединение
Бутылки ступеней могут соединяться днищами. Для этого в середине днищ бутылок сверлятся отверстия диаметром 7-8мм, в эти отверстия изнутри вставляются и герметизируются «папы» 8мм-х сантехнических муфт и соединяются бутылки с двумя «папами» посредством одно «мамы» муфты.
Другое соединение бутылок – крышками. В серединах крышек бутылок так же сверлятся отверстия диаметром 7-8мм, верх одной крышки прикладывается к верху другой крышки, просверленные отверстия в крышках центрируются, и соединяются 8мм-ой сантехнической муфтой. Далее в крышки навинчиваются бутылки гидроракеты .
Шаг 5: Сращивание
Для объединения двух бутылок вместе, как на рисунке, чтобы создать герметичное уплотнение, необходимо три бутылки.
Сначала отрезаются нижние концы двух одинаковых по размеру бутылок. Далее от третьей бутылки отрезаются верх и низ, и полученное кольцо вставляется наполовину в отрезанные края двух бутылок. Соединение герметизируем и укрепляем скотчем.
Шаг 6: Пусковой механизм
В качестве пускового механизма я применяю конструкцию, разработанную в НАСА. Этот механизм позволяет варьировать размер сопла ракеты, то есть выбрать оптимальное пусковое давление в системе.
Доска толщиной 1.5см
2 болта 10мм
сверло по металлу диаметром 10мм
сверло по дереву диаметром 10мм
по 6 гаек и шайб диаметром 10мм
велосипедный клапан (можете взять от старой велокамеры)
резиновая пробка
велосипедный насос
2 колышка для палатки
4 скобки L-формы
гвозди
Пусковая установка может выдерживать любое давление, в зависимости от резиновой пробки. Для этого соединение пробки и горлышка ракеты настраивается регулировочными болтами.
Шаг 7: Двухступенчатая ракета
Для двухступенчатых гидроракет может применяться конструкция с сервоприводом или клапаном давления.
15см трубки диаметром 22мм
фанера или пластиковая панель (как основа для всей конструкции)
встроенный невозвратный клапан (годится клапан от насоса)
первая и вторая ступени гидроракеты
Вставляем 2 см трубы 22мм в первую ступень. Используем эпоксидные или ПВХ мастики, чтобы запечатать вставленную трубку. Вставляем обратный клапан в 22мм трубу и приклеиваем его.
Из пластика вырезаем элементы дополнительного крепления для удержания бутылки в нужном нам положении.
Шарнир крепим на хомут. Когда вы наденьте бутылку (используйте вазелин для герметичности) убедитесь, что зажим на трубке прямо возле горлышка первой ступени. Затем зажмите ваш шарнир на горлышке бутылки так, чтоб было герметично и устойчиво.
Шаг 8: Тройные ракетоносители
Ракетоносители легко сделать, потому что они просто держатся на выталкивающей бутылке.
Размечаем места крепления ракетоносителей на основной ступени. Конструируем три ракетоносителя с одним стабилизатором и крепим их на размеченные места. Собираем пусковой механизм для тройных ракетоносителей и испытываем ракету!
Шаг 9: Парашют
Парашютная система сконструирована по методу простого гравитационного развертывания.
Парашютный конус установлен на ракете слабо, поэтому, когда ракета достигает максимальной высоты, утяжеленный носовой конус первым начнет падать на землю, и развернет парашютную систему.
Делаем конус для парашютного отсека и примеряем его к носовому отсеку, он должен достаточно слабо сидеть на носовом отсеке. Сверлим отверстие в носовом отсеке и парашютном конусе под шнур парашютной системы, продеваем и завязываем этот вытяжной шнур.
Крепим стропы парашюта к вытяжному шнуру, так чтобы при срабатывании системы парашют исправно функционировал и парашютный конус не терялся.
Шаг 10: Грузовой отсек
Грузовой отсек используется для перевозки полезного груза, такого как датчик высоты, акселерометр, или даже ручного слизня, но падение с высоты может убить его.
Отрезаем низ любого размера от бутылки. Из гофрированного пластика вырезаем два диска диаметра бутылки. Из этого же пластика вырезаем полоску шириной диаметра бутылки и длиной чуть меньше грузового отсека. Склеиваем детали, а когда высохнет клей, помещаем в грузовой отсек и заполняем полезным грузом.
Шаг 11: Собираем, запускаем
Теперь, когда вы знаете, как делать все основные узлы гидроракеты, можете приступать к созданию своей собственной самоделки !
Водяная ракета выступает отличной самоделкой для веселого времяпрепровождения. Преимуществом ее создания выступает отсутствие необходимости в применении топлива. Основным энергоресурсом здесь выступает сжатый воздух, что нагнетается в пластиковую бутылку с помощью обычного насоса, а также жидкость, которая высвобождается из емкости под давлением. Давайте же выясним, каким образом может быть сконструирована водяная ракета из пластиковой бутылки с парашютом.
Принцип действия
Водяная ракета из пластиковой бутылки своими руками для детей собирается достаточно просто. Требуется лишь подходящая емкость, заполненная жидкостью, автомобильный либо а также устойчивая стартовая площадка, где будет фиксироваться поделка. После установки ракеты насос нагнетает давление в бутылке. Последняя взмывает в воздух, разбрызгивая воду. Весь «заряд» расходуется за первые секунды после взлета. Дальше водяная ракета продолжает движение по
Инструменты и материалы
Водяная ракета из пластиковой бутылки требует наличия следующих материалов:
- собственно сама емкость из пластика;
- пробка-клапан;
- стабилизаторы;
- парашют;
- стартовая площадка.
В ходе работ по конструированию водяной ракеты могут потребоваться ножницы, клей либо скотч, ножовка, отвертка, всевозможные крепежи.
Бутылка
Пластиковая емкость для создания ракеты не должна быть чересчур короткой либо длинной. В противном случае готовое изделие может оказаться несбалансированным. В результате водяная ракета будет лететь неровно, заваливаться на бок или же вовсе не сможет подняться в воздух. Как показывает практика, оптимальным здесь выступает соотношение диаметра и длины 1 к 7. Для первоначальных экспериментов вполне сгодится бутылка объемом 1,5 литра.
Пробка
Для создания сопла водяной ракеты достаточно использовать пробку-клапан. Отрезать ее можно от бутылки из-под любого напитка. Крайне важно, чтобы клапан не пропускал воздух. Поэтому извлекать его лучше из новой бутылки. Рекомендуется заранее проверить его герметичность, закрыв емкость и крепко сжав ее руками. Пробку-клапан можно приделать к горлышку пластиковой бутылки с помощью клея, герметизировав стыки скотчем.
Стартовая площадка
Что требуется, чтобы взлетела водяная ракета из пластиковой бутылки? Пусковая площадка играет здесь определяющую роль. Для ее изготовления достаточно использовать лист ДСП. Зафиксировать горлышко бутылки можно металлическими скобами, установленными на деревянной плоскости.
Парашют
Чтобы водяная ракета могла быть использована несколько раз, в целях ее удачной посадки стоит предусмотреть в конструкции самораскрывающийся парашют. Пошить его купол можно из небольшого отрезка плотной ткани. Стропами послужит прочная нить.
Сложенный парашют аккуратно сворачивается и укладывается в консервную банку. Когда ракета взмывает в воздух, крышка емкости остается закрытой. После запуска самодельной ракеты срабатывает механическое устройство, что открывает дверцу банки, и парашют раскрывается под воздействием воздушного потока.
Чтобы осуществить вышеуказанный план, достаточно использовать небольшой редуктор, который можно извлечь из старой либо настенных часов. По сути, сгодится здесь любой электрический моторчик на батарейках. После взлета ракеты валы механизма начинают вращаться, наматывая нитку, соединенную с крышкой вместилища для парашюта. Как только последняя высвободится, купол вылетит наружу, раскроется и ракета плавно спустится вниз.
Стабилизаторы
Чтобы водяная ракета ровно взмывала в воздух, необходимо зафиксировать ее на стартовой площадке. Наиболее простое решение - изготовить стабилизаторы из другой пластиковой бутылки. Работа выполняется в такой последовательности:
- Для начала берется пластиковая бутылка объемом не менее 2 литров. Цилиндрическая часть емкости должна быть ровной, не содержать рифлений и фактурных надписей, поскольку их наличие может негативно сказаться на аэродинамике изделия в ходе запуска.
- Днище и горловина бутылки обрезается. Полученный цилиндр разделяется на три полосы идентичного размера. Каждая из них складывается пополам в форме треугольника. Собственно, сложенные полоски, вырезанные из цилиндрической части бутылки, и будут играть роль стабилизаторов.
- На завершающем этапе от сложенных краев стабилизаторов отрезаются полоски на расстоянии порядка 1-2 см. Образованные выступающие лепестки в центральной части стабилизатора отворачиваются в противоположные стороны.
- В основании будущей ракеты проделываются соответствующие прорези, куда будут вставляться лепестки стабилизаторов.
Альтернативой пластиковым стабилизаторам способны послужить отрезки фанеры в форме треугольника. Кроме того, ракета может обойтись и без них. Однако в таком случае придется предусмотреть решения, которые позволят зафиксировать изделие на стартовой площадке в вертикальном положении.
Носовая часть
Поскольку ракета будет устанавливаться пробкой вниз, необходимо надеть на днище перевернутой бутылки обтекаемую носовую часть. В данных целях можно обрезать верхушку от другой подобной бутылки. Последнюю необходимо надеть на днище перевернутого изделия. Зафиксировать такую носовую часть можно с помощью скотча.
Запуск
После вышеописанных действий водяная ракета, по сути, готова. Необходимо лишь наполнить емкость водой примерно на треть. Далее следует установить ракету на стартовую площадку и закачать в нее воздух с помощью насоса, прижимая сопло к пробке руками.
В бутылку емкостью 1,5 литра следует нагнетать давление порядка 3-6 атмосфер. Достичь показателя удобнее, используя автомобильный насос с компрессором. В завершение достаточно высвободить пробку-клапан, и ракета взлетит в воздух под действием бьющего из нее потока воды.
В заключение
Как видно, сделать водяную ракету из пластиковой бутылки не так и сложно. Все, что требуется для ее изготовления, можно отыскать в доме. Единственное, что может вызвать затруднения, - изготовление механической системы раскрытия парашюта. Поэтому, чтобы облегчить задачу, его купол можно попросту надеть на носовую часть ракеты.
