Ракеты... Проект "Циклон": Планер

Планер ракеты "Циклон"


фюзеляж стабилизатор направляющие элементы крепление двигателя модификация

Страничка ракетостроения. Последнее обновление:
В основе планера Циклона лежит планер ракеты второй серии, поэтому основные технологические моменты можно посмотреть в соответствующей статье Проект РК-2:Планер.

Расскажу только об отличиях и особенностях. Отличия связаны не только с габаритами, но и с тем, что при разработке ракеты уже шла борьба за аэродинамику, вес, прочность и технологичность.

Фюзеляж
Основу корпуса составляет кусок пластиковой (ПВХ) сантехнической трубы диаметром 40мм. с толщиной стенки около 2,2 мм и длиной 800мм. Их полно в любом магазине сантехники, цена смешная. Эта труба имеет небольшой вес и очень приличную жесткость, как на сжатие, так и на изгиб. Корпус ракеты из такой трубы запросто выдержит нештатное приземление на не очень жесткую целину.

Проблем с "кривым" фюзеляжем тоже не возникает, так что можно варьировать длину в очень больших пределах.

Что немаловажно, внутренняя поверхность очень ровная и гладкая, а, значит, сильно упрощается организация внутренней начинки ракеты.

Маркировочные надписи легко удаляются спиртом.

Стабилизатор.
Здесь основное отличие - форма и количество крыльев стабилизатора.

Количество уменьшено до трех, что позволяет сэкономить в весе и материале, ну и в трудозатратах естественно. Материал, кстати, тот же что и для "Викинга" - пластик от лотков для бумаги.

С точки зрения аэродинамики, обратная стреловидность задней кромки крыла стабилизатора вещь не слишком полезная, поскольку смещает центр давления вперед. Однако вмешалась практика - пришлось применить. Если кто подумал для красоты - то зря. Это нужно, чтобы при штатном приземлении на парашюте не сломать стабилизатор. Корпус ракеты с парашютом всегда отклонен от вертикали при приземлении, и возможно повреждение крыльев при ударе о землю. Скошенная вперед задняя кромка позволяет свести эту возможность к минимуму, поскольку тогда основной удар приходится на задний торец корпуса.

Направляющие элементы
Ракета "Циклон" рассчитана на старт с, так называемой, рельсовой направляющей. Сама направляющая представляет собой не что иное, как гардину с внутренними бегунками. Для такого варианта необходимы т-образные направляющие элементы на ракете. С этой задачей прекрасно справляется обычный винт М5 с зенкерной (потайной) головкой. Основная изюминка в данном узле "Циклона" - это крепление винта к фюзеляжу. Понятно, что толщина стенки недостаточна для простого ввинчивания винта в нее. Поэтому была применена оригинальная технология для отверстий в корпусе под резьбу. Отверстия не сверлились, а выплавлялись нагретым металлическим стержнем диаметром 3,5мм (можно и 4мм). Если сильно не перекалить стержень, то при этом образуется вокруг отверстия аккуратная галтель наращивающая стенку в нужном нам месте на 1-1,5мм. После нарезки резьбы винт держится очень прочно, даже если надо избежать его выхода с противоположной стороны, как в случае переднего направляющего элемента. Длину винта надо подобрать так, чтобы он выступал минимально, но при этом не создавал помех перемещению ракеты по направляющей. По моим данным между стенкой и шляпкой винта нужно не более 2мм зазора. Задний винт делается длиннее, поскольку проходит стенку насквозь и фиксирует заднюю втулку крепления двигателя.
Крепление двигателя
Креплению двигателя в "Циклоне" уделено особое внимание. Во-первых, потому, что сама ракета предназначена для обкатки двигателей, а во-вторых, отработка этого узла просто необходима при переходе к крупным ракетам, когда внутренний диаметр фюзеляжа может заметно отличаться от диаметра движка. Ясно, что простейшим вариантом центровки движка являются обычные кольцевые втулки между ним и корпусом ракеты. Здесь применены две такие втулки - передняя и задняя. Однако задача втулок усложнена для выполнения дополнительных полезных функций. Так передняя втулка выполнена в виде уплотнителя. Она плотно надевается на носовую часть двигателя и вставляется суженой частью в корпус пламегасителя. Такая ступенька препятствует утечке вышибных газов назад при срабатывании системы спасения. Сам движок упирается в эту втулку кольцевым выступом на корпусе, втулка упирается "ступенькой" в корпус пламегасителя, а корпус пламегасителя упирается в силовую шпильку на фюзеляже. Силовая шпилька - аналог силового винта в корпусах ракет второй серии, просто не имеет выступающей за корпус головки. Для усиления места крепления шпильки отверстия под нее также выплавлены с образованием галтелей. Снизу движок подпирается через кольцевой выступ нижней втулкой.

Нижняя втулка тоже не просто кольцо, а выполнена в виде хвостового обтекателя фюзеляжа, что должно снижать донное сопротивление нашего летательного аппарата, и придавать ракете эстетичный законченный вид. Кроме того, она зажимает двигатель снизу, поскольку жестко фиксируется, как я уже упоминал выше, удлиненным винтом, выполняющим роль заднего направляющего элемента. Обе втулки выточены из отрезков дюймовой толстостенной полипропиленовой трубы для холодной воды. Внешний диаметр трубы 41мм, внутренний около 26мм. Я точил на токарном станочке, но материал мягкий, так что можно исхитриться и на дрели.

Схемы муфт не привожу, поскольку их размеры определяются размерами сопряженных частей ракеты и вкусом конструктора. Назову только основные, которые были применены в данном случае. Передняя втулка: длина 24мм, длина уплотняющей части 11мм. Задняя втулка: длина 29мм, длина выступающей обтекаемой части оживальной формы 14мм. Внутренний диаметр, понятно, должен соответствовать диаметру мотора.

На самом движке наматываются из бумаги на клею кольца в которые втулки упираются. Соответственно заднее упорное кольцо делается отступя от края движка 29-30мм, а переднее с таким расчетом, чтобы расстояние между упорными поверхностями этих колец было ~132мм. Т.е. надо так подобрать эти параметры, чтобы движок плотно поджимался задней муфтой и при этом задняя муфта плотно садилась на задний торец фюзеляжа и фиксировалась винтом. При необходимости уплотнения посадки движка или герметизации можно проложить между втулками и упорными кольцами резиновые колечки. У меня, правда, такой необходимости не возникало.

Вот и все особенности планера ракеты "Циклон". Никаких принципиальных конструктивных отличий от планера РК-2, если не считать систему крепления двигателя, здесь нет. И все же, согласитесь, это новый, более высокий уровень по сравнению с прототипом. /29.08.2008 kia-soft/

Модификация
Время показало большую востребованность ракеты Циклон. Все новые двигатели с пиротехнической системой замедления системы спасения проходят испытания именно на этой "неубиваемой" ракете. Моё мнение насчет встроенной в мотор пиросистемы замедления сложилось достаточно определенное - это очень капризная система и, по большому счету, надо от нее уходить. Но исследования и разработки в этой области все же веду, хорошо понимая, что для начинающего ракетчика это самая доступная схема. Отдувается тут по полной именно ракета Циклон. И в одном из испытаний перхлоратного мотора был сильно поврежден корпус в районе стабилизаторов. Решил не делать новый корпус, а доработать старый с учетом имеющихся наработок и новых идей.

Для начала отрезал поврежденную заднюю часть корпуса и на её место установил съемную моторную секцию. Соединение передней парашютной и задней моторной секций выполнил с помощью соединительной трубы длинной 85 мм. Эта труба намотана из двух полос от листа рисовальной бумаги размером А3 на эпоксидке. Технология намотки приводится в статье о корпусе ракеты Ирокез. В моторный отсек соединитель заходит на 35 мм и фиксируется поперечной шпилькой М5. В передней части длинной 50мм выполнен мой любимый замок, примененный для соединения секций ракеты Блик, который позволяет быстро и надежно соединять части корпуса. Паз замка (прямой участок длиной 15 мм, боковой 10мм) цепляется за поперечный винт М5 в парашютной секции, за который крепится фал парашюта. Длина соединительной части позволяет разместить в ней металлическую мочалку пламегасителя.

В результате получился быстроразъемный корпус, удобный в обслуживании и при транспортировке.


В плане крепления стабилизаторов я тоже решил не повторяться, а опробовать новую систему крепления к корпусу. Напомню, что речь идет о соединении пластиковых стабилизаторов и пластикового корпуса. Практика скоротечных ремонтов в полевых условиях подсказала идею воспользоваться клеевым соединением. Довольно неплохо показал себя в этом плане суперклей Момент в варианте гель. Для пробы я с его помощью соединил два куска пластиковой уголковой кромки. Попытки отодрать их друг от друга после высыхания клея не увенчались успехом. Вывод очевиден, клей работает. Но проблема все же есть, поскольку корпус сделан из очень химически устойчивого ПВХ, соединение с ним не такое прочное. Поэтому для успеха операции необходимо обеспечить приличную площадь соприкосновения.


Для этих целей подошла та же кромка со сторонами 19х10 мм, в хозмагах навалом. Из нее вырезал накладки. Сначала они приклеиваются к стабилизатору. Для надежности склейки поверхности обязательно надо обезжирить спиртом. Не обязательно, но для прочности очень полезно зачистить их шкуркой. Затем промазать суперклеем одну из стыковочных поверхностей и прижать с помощью ровных брусков и струбцины.


После фиксации, а это занимает минут 5 не более, можно крепить стабилизатор к корпусу. Надо подогнуть выступающие части уголка под круглую форму корпуса. Это делается просто руками, пластик хорошо гнется и сохраняет форму. Подогнав форму уголков под корпус, промазываем их суперклеем и руками прижимаем к корпусу по предварительно нанесенной разметке. Надо сразу плотно прижать плоскости по всей поверхности, не допуская каких-то зазоров и вспученностей. Делаем это оперативно, поскольку клей быстро схватывается. Вот тут лучше зашкурить ПВХ поверхность корпуса.

Таким манером быстро устанавливаем все стабилизаторы. Соединения прочное, но что очень важно, может быть быстро восстановлено и в полевых условиях.

И постарайтесь не надышаться испарениями цианокрилатного клея. При промазке большой поверхности они очень сильны и, подозреваю, не безопасны для здоровья.

Ну, и для кучи, выточил Циклону новый, более изящный обтекатель. Смотрится, по-моему, неплохо.

Первый и удачный полет Циклон-М совершил 12.06.2011 с очень резким мотором РДК-Х3-А7. Конструкция с честью выдержала все испытания. Новый способ крепления стабилизаторов прошел проверку в деле и подтвердил свою надежность.
/29.05.2011 kia-soft/

***