Ракеты... Проект "Циклон-2": Система спасения

Система спасения ракеты "Циклон-2"


крепление пламегаситель трос парашют активатор сборка

Страничка ракетостроения. Последнее обновление:

Система спасения ракеты "Циклон-2" довольно простая. В основном такая же, как в Циклоне. Отличается системой замедления и мортирой. Но об этом ниже. Схема системы представлена на Рис.1. При описании буду ссылаться на схему, указывая в скобках номер позиции на схеме.

Крепление
Крепление системы осуществляется стандартно силовой шпилькой М5 (5). Подробнее об этом элементе смотрите в статье Планер ракеты "Циклон".

Пламегаситель
Пламегаситель такой же, как в Циклоне, выполнен в виде отдельного съемного блока и никак не связан с силовым тросом. Это значительно упрощает конструкцию и ее обслуживание. Можно снять пламегаситель, не разбирая всю систему, использовать в другой ракете. Пламегаситель вставляется снизу между силовой шпилькой и активатором, а потому не требует никаких крепежных деталей. Корпус (3) пламегасителя - это отрезок пластиковой трубы длиной 60мм с таким диаметром, чтобы он легко, но плотно входил внутрь фюзеляжа. Подробности изготовления в статье о ракете "Циклон".

Задача корпуса - защита фюзеляжа в области воспламенения вышибного заряда от тепловых нагрузок.

Рабочее тело (4) - тоже металлическая мочалка. Просто плотно затыкается в корпус, этого вполне достаточно.

Трос
Силовой трос (6), крепится напрямую к силовой шпильке (5). Проходя внатяг через осевое отверстие поршня (8), соединяется с фалом (11) парашюта (13).

Парашют
Парашют (13) диаметром 55 см изготовлен аналогично парашюту Циклона. Технология изготовления описана в Рк-2. Отличительной особенностью тут является амортизатор. Он выполнен из двух резиновых колец шириной 5 мм, вырезанных из мотоциклетной камеры. Длина амортизатора 14 см, рабочий ход 20 см, жесткость 170. Такой нехитрый, но заметно более развитый амортизатор, как показали расчеты в программе amo-1, позволяет безударно затормозить при скорости 15 м/с.

Активатор
Активатор АК-1 (2) это узел, из-за которого собственно и стоило писать эту статью. Активация системы спасения на Рк-3 "Ирокез" была надежной, но громоздкой и неудобной в использовании. Уже в начале эксплуатации Ирокеза возникла мысль объединить электронный таймер и мортиру в отдельный независимый узел. Эта идея была, наконец, осуществлена и прекрасно вписалась в рамки задачи модульности, взаимозаменяемости и повышения удобства обслуживания.

Итак, как я уже упомянул, в активаторе были объединены в единый полностью независимый блок таймер, мортира и питание этих устройств. Соответственно обслуживание сводится к полному извлечению активатора из ракеты, замена запала и вышибного заряда, и легкая обратная установка. Транспортировка может быть отдельной от ракеты. Заряжание может быть произведено заранее или в полевых условиях.

Корпус активатора выполнен из отрезка стандартной сантехнической ПВХ трубы диаметром 32 мм и длиной 118 мм.

Замедление срабатывания осуществляется с помощью таймера ТК-2М, плата которого, специально рассчитана на внутренний диаметр такой трубы. Таймер ТК-2М помещен в внутрь корпуса на фиксирующее кольцо, вырезанное из той же трубы по технологии корпуса пламегасителя. Снизу кольцо упирается в поперечную шпильку, фиксирующую его от вертикального смещения. Сверху таймер зафиксирован еще одним таким же кольцом. Для светодиода контроля целостности цепи воспламенителя и его кнопки, смонтированных на таймере, в корпусе активатора высверливаются два окошка-отверстия диаметром 5 мм. Контроль запала и питания поэтому можно осуществлять визуально без разборки активатора простым нажатием на кнопку. Тут есть одна тонкость. Отверстия под индикатор и кнопку сверлятся одновременно и в корпусе и верхнем прижимном кольце. Таким образом, снимается проблема совмещения индикатора, его кнопки с окнами в корпусе при установке таймера в корпус активатора.

Непосредственно над таймером устанавливается корпус мортиры, выточенный из алюминия. Вставляется в корпус активатора просто внатяг на трении. Поэтому доступ к таймеру осуществляется простым выниманием мортиры.

Внутрь алюминиевого корпуса мортиры вставлен гетинаксовый патрон для запала из лампочек накаливания 2,5-9,0 V. Сверху в корпус мортиры вставляется нормирующий стволик из пластиковой дюймовой трубы для холодной воды. Его задача уменьшить объем ствола мортиры до необходимого для стандартной навески вышибного заряда и обеспечить надежный контакт заряда с запалом. В полевых условиях, таким образом, нет необходимости взвешивать вышибной заряд. Засыпал нормировочный стволик доверху - и готово.

Корпус мортиры имеет с боков выточенную широкую канавку. В эту канавку устанавливается войлочное кольцо, вырезанное из войлочного полировального круга. Это очень важный и ответственный элемент. Диаметр кольца должен быть таким, чтобы активатор вставлялся с трением в корпус ракеты и удерживался за счет трения в подвешенном состоянии. Сила трения должна быть такой, чтобы при старте ракеты активатор смещался вниз, упирался штоком выключателя в перегородку и утапливал его своим весом, заводя таймер. Так осуществляется инерционное включение активатора.

Элемент питания 9 V типа Крона вставляется в корпус активатора снизу под таймер и фиксируется корпусом размыкателя. Размыкатель в активаторе инерционный, может быть выполнен из любого кнопочного выключателя, главное чтобы он имел шток или выступающую кнопку. Я взял достаточно допотопный от старой радиоаппаратуры. Удалил возвратную пружину и фиксатор. Т.е. шток выключателя стал свободно с небольшим трением ходить туда-сюда. В качестве корпуса для размыкателя взят кусок трубки такого диаметра, чтобы плотно с трением входил снизу в корпус активатора и фиксировал батарею. Сам выключатель зафиксирован на плотно вставленном алюминиевом кольце таким образом, чтобы шток во взведенном состоянии выступал за корпус. Выступал настолько, чтобы при упоре активатора на шток, он утапливался и запускал таймер.

Очевидно, что блок активатора, получается, сам состоит из отдельных узлов, которые легко разъединяются. Доступ к таймеру и батарее элементарен.

Сборка
Сборка системы несложная. В верхней части аппаратного отсека ракеты укладывается парашют. Затем отстыковывается двигательный отсек и снизу до упора в пламегаситель вставляется заряженный активатор. Делать это надо аккуратно, чтобы не задеть взведенный шток. Активатор фиксируется в верхнем положении специальной шпилькой, вставленной в борт ракеты, и подпирающей активатор снизу. Это страховка от смещения активатора при переносе и установке ракеты на пусковую установку. Чтобы не улететь с зафиксированным активатором, к шпильке привязывается яркая, бросающаяся в глаза лента, активно призывающая снять страховку перед стартом.

Зарядка активатора делается в следующей последовательности:
1. Отстыковывается блок размыкателя и отсоединяется батарейка.
2. Из мортиры вынимается нормировочный стволик и в патрон вкручивется запал.
3. Устанавливается нормировочный стволик, засыпается вышибной заряд, и заклеивается скотчем.
4. Взводится шток выключателя и фиксируется крокодилом, подсоединяется и укладывается батарейка.
5. Аккуратно пристыковывается корпус выключателя.
6. Снимается страховочный крокодил, активатор аккуратно устанавливается в аппаратный отсек и фиксируется страховочной шпилькой.

После установки страховочной шпильки можно действовать довольно свободно. Главное не забыть убрать ее непосредственно перед пуском.

Система успешно прошла тестовые стендовые испытания. Уверенно сработала от навески 1 г охотничьего дымного пороха. Я решил перейти на черный порох по причине большей резкости по сравнению с нитропорохом при малых давлениях. Взлетное ускорение моделировалось падением с небольшой высоты на хвост и было установлено на уровне 5g. Подборка и контроль ускорения проводились акселерометром.

Есть нюансы.
Дураселовская Крона не влазит в корпус активатора, пришлось взять Chameleon. Он поуже, но требует более строгого контроля напряжения перед запуском.

И в заключение хочу сказать, что активатор АК-1 это первый вариант, в котором основной задачей ставилась принципиальная отработка конструкции. Он получился слишком громоздким и тяжелым, но удобство эксплуатации всей системы спасения с активатором просто несравнимо с предыдущей ирокезовской системой. Главное схема получилась очень удобной рабочей, а с весом и размерами можно справиться в перспективе. /25.10.2010 kia-soft/

***