Ракеты... Проект "Арлекин": Планер

Планер ракеты "Арлекин"


корпус стабилизатор головной обтекатель направляющие зацепы крепление двигателя

Страничка ракетостроения. Последнее обновление:

Планер ракеты "Арлекин" очень простой. Собрать можно за два дня, и то только потому, что надо дать высохнуть корпусу ракеты примерно сутки. Делается из самых дешевых и доступных любому любителю материалов. Самый дорогой компонент - быстрозастывающий эпоксидный клей POXIPOL. Но небольшой упаковки хватает надолго, поэтому можно пожертвовать стольник на развитие отечественного ракетостроения. Мы живем в 21-м веке и должны использовать его блага, благо это очень упрощает и ускоряет процесс.

Схема планера представлена на рис.1.

Корпус

Для корпуса берём один лист плотной рисовальной бумаги формата A3 и на силикатном клею мотаем на оправку Ø22мм так, чтобы длина намотки равнялась ширине листа. В качестве оправки лучше взять алюминиевую или стальную трубу. Получаем прочный многослойный корпус длиной 293 мм. Просушить надо хорошенько, не менее суток.

Стабилизатор

Вырезаем 3 стабилизатора из плотного картона. Подчеркиваю, плотного и прочного. Очень хорош картон от коробок из под импортной обуви, он напоминает оргалит.

К установке стабилизаторов на корпус надо отнестись серьезно. От качества этой работы зависит очень многое, вплоть до существования самой ракеты.

Сначала надо четко разметить посадочные места. В нижней части корпуса наносим три метки на одинаковом расстоянии по периметру. Для этого берем полоску тонкой бумаги и обматываем около корпуса. Отмечаем на полоске точку окончания первого витка и снимаем полоску. Берем линейку и разбиваем длину одного витка на полоске на три равные части, сделав соответствующие отметки.

Cнова мотаем эту полоску на корпус и переносим положение отметок на корпус. Получаем три искомые точки. Через эти точки проводим линии вдоль корпуса. Чтобы линии были строго параллельны оси корпуса, проводим их, приложив к корпусу ровный брусок на ровной поверхности. Полученные три линии показывают будущее положение стабилизаторов. Длина линий должна поэтому быть 80мм.

Теперь делаем крепежные детали. Вырезаем из плотной рисовальной бумаги 6 полосок 80х10мм. Надо согнуть их очень ровно пополам в продольном направлении. Чтобы эта операция удалась, нужно применить парочку технологических хитростей. Сначала, конечно, размечаем линию середины. Затем по линейке проводим тонким, но не острым металлическим предметом, слегка промяв линию сгиба. Подойдут, например, ножницы со скругленными концами. Далее сгибаем полоску сразу по всей длине. Делается это с помощью двух тонких линеек. Одной прижимаем полоску, приложив к линии сгиба, а другой линейкой подцепляем свободную половину и отгибаем под прямым углом.

Получаем шесть крепежных уголков. Можно сразу срезать лишние углы с переднего торца уголков, приложив к стабилизатору.

Приступаем к собственно установке. Берем три уголка и приклеиваем их Поксиполом одной половинкой к корпусу по намеченным линиям. Загибы ориентируем в одном направлении. После высыхания получаем готовые посадочные места для стабилизаторов.

Далее будем клеить Поксиполом стабилизаторы к этим уголкам. Однако на глаз установка оперения ракеты не делается. Поэтому прежде, чем клеить, делаем простенький стапель. На кусочке плотного картона размечаем положение стабилизаторов и корпуса. Как это сделать, думаю, понятно, если вы не сачковали на уроках геометрии. В центре стапеля приклеиваем бумажное колечко, на которое будет вставляться нижний торец корпуса. А положение стабилизаторов зафиксируем, приклеив спички около лучей разметки.

Вот теперь промазываем стыковочную поверхность на уголке и торец стабилизатора, который прижмется к корпусу. Как только стабилизаторы намазали Поксиполом и прижали к уголкам, сразу устанавливаем ракету на стапель и выравниваем положение стабилизаторов. Выравнивание углов происходит установкой стабилизаторов между бортиками из спичек, а положение по высоте прижимом к опоре. Клей Поксипол достаточно вязкий, даже когда еще не высох, поэтому эта операция проходит обычно без проблем с отваливанием. Надо проследить, чтобы ракета на стапеле стояла вертикально и чтобы уголки плотно прижимались к стабилизатору, а сами стабилизаторы - к корпусу.

Клей быстро застывает, и мы получаем почти готовую сборку, с точно установленными стабилизаторами. Нам остается приклеить оставшиеся три встречных уголка и завершить, таким образом, установку.

Опыт более "взрослых" ракет показал, что такой способ крепления оперения один из самых надежных.

Головной обтекатель

Головной обтекатель (ГО) это ГОловная боль всех ракетчиков. Маленький, но очень ответственный элемент ракеты. От него зависит не только внешний вид, что тоже важно, но и аэродинамическое сопротивление ракеты, и ее устойчивость. Однако не стоит преувеличивать сложность проблемы. Если внимательно оглядеться вокруг, можно заметить много предметов, вполне подходящих на роль обтекателя, по крайней мере, для заготовки-полуфабриката. Например, колпачок от толстого фломастера, корпус толстой многостержневой шариковой ручки и т.п.. Мне очень приглянулась ручка малярной кисти.

Почти готовый ГО. Надо только подогнать посадочный диаметр под корпус ракеты. Делаем это, наматывая полоску рисовальной бумаги 4-х сантиметровой ширины. Понятно, что намотка должна с небольшим трением входить в корпус ракеты.

Подобрав длину полосы, разматываем её обратно и отрезаем сбоку вдоль всей длины треугольную полосу с основанием 15мм, получаем эдакую длиннющую трапецию. Теперь, если мы намотаем эту урезанную полосу обратно, то получим плавный переход до нужного диаметра. Если намотку произвести с промазкой силикатным клеем, то получаем почти готовый обтекатель. Надо только отрезать его от ручки с таким расчетом, чтобы за намоткой торчало еще 10 мм деревяшки. Она пригодится для последующего крепления к тросику.

Оставшийся треугольный клинышек от полосы не выкидываем, а используем для домотки диаметра обтекателя до внешнего диаметра корпуса, организуя ступеньку ограничитель для установки в корпус. При подборе начальной ширины этой полоски исходим из того, что длина обтекателя, согласно чертежу, 47 мм. Плюс-минус 3мм не критично. Получаем вполне приличный обтекатель.

Обтекатель должен достаточно плотно сидеть в корпусе, не болтаться и в то же время достаточно легко выниматься, поскольку в дальнейшем мы организуем выброс парашюта с этой стороны. Соответственно, нам надо придумать крепление тросом обтекателя к корпусу, чтобы не потерять его. Опять-таки не будем искать сложных путей, сделаем все просто, однако учтем особенности работы системы спасения.

Крепление силового троса, или троса ГО, осуществляем непосредственно к корпусу. Нам надо вывести трос из-под горячих газов вышибного заряда. Для этого трос пустим снаружи корпуса. Внешний вид и аэродинамика от этого сильно не пострадают. Делаем два отверстия Ø1,5-2,0 мм, отступя от верхнего края корпуса миллиметров 20. Расстояние между отверстиями 9-10 мм. Сверлить лучше со стороны, противоположной той, на которой стоит верхний направляющий зацеп, т.е. с лицевой. В отверстия продеваем миллиметровый капроновый шнур, как показано на фотке.

На головном обтекателе проделываем такую же процедуру, только отверстия делаем побольше Ø2,5 мм. В том месте обтекателя, где будет проходить трос между корпусом и обтекателем, надо снять несколько слоев намотки. Т.е. вырезаем пару-тройку слоев бумаги, организуя канавку шириной 10 мм и глубиной ~0,5 мм, чтобы трос не мешал обтекателю свободно, без усилий устанавливаться в корпус.

Далее проделываем несложную операцию, позволяющую убрать лишнюю длину тросика и, следовательно, провисаний его при установке ГО. Ставим обтекатель на место так, чтобы два свободных конца капронового шнура оказались снаружи. Натягиваем шнур, завязываем его простым двойным узлом и оплавляем узел на зажигалке. Все трос готов.

Что, некрасиво торчит узел? Но трос-то у нас кольцевой. Давайте прокрутим это кольцо так, чтобы узел ушел внутрь обтекателя. Вот теперь все очень культурно. И надежно.

А надежно ли? Ведь у нас остался кусочек троса внутри корпуса, где будет очень жарко при работе вышибного заряда. Надо защитить этот участок. Берем кусочек бумаги примерно 12х12 мм и, промазав силикатным клеем, накладываем на этот участок. Плотно прижимаем и удерживаем несколько секунд для обминания и схватывания. Мы убиваем сразу двух зайцев - защищаем трос и предотвращаем его смещение по кругу. Вот теперь с тросом действительно все.

Направляющие зацепы
Ракета "Арлекин" рассчитана на старт с простейшей штыревой направляющей в виде прутка Ø5-6мм. Зацепы кольцевого типа делаются, как и на ракете "Москит" из маленьких канцелярских скрепок. Отрезаем лишнее и сгибаем заготовку под прямым углом. Надо сразу проверить, чтобы зацеп по размеру подходил под пруток направляющей.

Приклеиваем очень просто и быстро. Берем прямоугольничек рисовальной бумаги приблизительно 17х17 мм, промазываем его Поксиполом и, приложив зацеп в нужное место корпуса, прижимаем ножки этим листочком. Прижимаем плотно, чтобы бумага обмялась по форме, и придерживаем, пока клей не схватится. Такой крепеж, несмотря на простоту, очень надежен.

Крепление двигателя

Двигатель будет у нас держаться в корпусе на трении. Мотор РДК-2У имеет для этого подходящий диаметр. Если трение слабовато, надо просто намотать на движок оборот-другой офисной бумаги. Двигатель должен прочно держаться, иначе его может выбить вышибным зарядом.

Полностью вставлять мотор в корпус ракеты не следует. Надо, чтобы хотя бы 5 мм движка торчало из корпуса, иначе его непросто будет оттуда вытащить. А чтобы он не провалился дальше, делаем упорное кольцо-фиксатор. Мотаем на 16-ти миллиметровой оправке из полоски рисовальной бумаги шириной 40 мм колечко с внешним диаметром 22мм, чтобы оно без особых усилий пролезало в корпус. Длина кольца довольно большая потому, что мы возложим на него еще одну функцию - пламегасителя. Для этого плотно запихаем в него кусок металлической мочалки. Чтобы пламегаситель не выбило вышибным зарядом, в верхней части кольца устанавливаем поперек ограничитель из проволоки от канцелярской скрепки. Для этого шильцем проделываем два отверстия, отступя от верхнего края 3 мм и вставляем туда кусок проволоки необходимой длины.

Упорное кольцо вклеиваем в корпус на Поксиполе. Для этого вставляем двигатель в корпус, как он должен стоять в итоге, прикрыв передний торец какой-нибудь тонкой пленкой. Сверху, тампоном на деревянной палочке наносим изнутри корпуса клей, ориентируясь по верхнему торцу мотора. Затем вставляем кольцо и пропихиваем его до мотора. Даем клею схватиться, и вынимаем движок. Кольцо установлено.

PS

Расчет планера в программе Rocki-design дал положение центра давления ЦАП на расстоянии 235 мм от носа.

Поэтому на готовой ракете надо добиться положения центра тяжести не далее 230 мм от носа, при необходимости загружая головной обтекатель.

Не думаю, что в конструкции ракеты "Арлекин", что-то может вызвать затруднение при изготовлении. В результате получаем качественный и прочный планер, рассчитанный на большие перегрузки. Даже в случае отказа системы спасения, конструкция вполне может выдержать нештатное приземление. Впрочем, таких ситуаций следует избегать. Для этого достаточно четко следовать всем предложенным рекомендациям. /03.10.2011 kia-soft/

***