Как сделать действующую модель ракеты
СТРОИМ МОДЕЛИ РАКЕТ, ЧТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ НОВИЧОК И С ЧЕГО НАЧАТЬ
Прежде чем говорить о миниатюрных ракетах, уясним — что же такое модель ракеты, рассмотрим основные требования, предъявляемые к постройке и запуску моделей ракет.
Летающая модель ракеты приводится в движение с помощью ракетного двигателя и поднимается в воздух, не используя аэродинамическую подъёмную силу несущих поверхностей (как самолёт), имеет устройство для безопасного возвращения на землю. Модель изготовляют в основном из бумаги, дерева, разрушаемого пластика и других неметаллических материалов.
Разновидностью моделей ракет являются модели ракетопланов, которые обеспечивают возвращение на землю их планёрной части путём устойчивого планирования с использованием аэродинамических, замедляющих падение сил.
Различают 12 категорий моделей ракет — на высоту и продолжительность полёта, модели-копии и т.д. Из них — восемь чемпионатных (для официальных соревнований). У спортивных моделей ракет ограничивается стартовая масса — она должна быть не более 500 г, у копии — 1000 г, масса топлива в двигателях — не более 125 г и количество ступеней — не более трёх.
Стартовая масса — это масса модели с двигателями, с системой спасения и полезным грузом. Ступенью модели ракеты называется часть корпуса, содержащая в себе один или более ракетных двигателей, спроектированная с учётом её отделения в полёте. Часть модели без двигателя не является ступенью.
Ступенчатость конструкции определяют на момент первого движения от стартового двигателя. Для запуска модели ракет следует применять модельные двигатели (МРД) на твёрдом топливе только промышленного производства. Конструкция должна иметь поверхности или устройства, удерживающие модель на заранее намеченной траектории взлёта.
Нельзя, чтобы модель ракеты освобождалась от двигателя, если он не заключён в ступень. Разрешается сбрасывать корпус двигателя у модели ракетопланов, которые опускаются на парашюте (с куполом площадью не менее 0,04 кв. м) или на ленте размерами не менее 25×300 мм.
На всех ступенях модели и отделяющихся частях необходимо устройство, замедляющее спуск и обеспечивающее безопасность приземления: парашют, ротор, крыло и т.д. Парашют может изготовляться из любых материалов, а для удобства наблюдения иметь яркую окраску.
На модели ракеты, представляемой на соревнования, должны быть опознавательные знаки, состоящие из инициалов конструктора и двух цифр высотой не менее 10 мм. Исключение составляют модели-копии, опознавательные знаки которых соответствуют знакам копируемого прототипа.
Любая летающая модель ракеты (рис. 1) имеет следующие основные части: корпус, стабилизаторы, парашют, направляющие кольца, головной обтекатель и двигатель. Поясним их назначение. Корпус служит для размещения парашюта и двигателя. К нему крепят стабилизаторы и направляющие кольца.
Стабилизаторы нужны для устойчивости модели в полёте, а парашют или любая другая система спасения — для замедления свободного падения. С помощью направляющих колец модель устанавливают на штангу перед стартом. Для придания модели хорошей аэродинамической формы верхняя часть корпуса начинается головным обтекателем (рис. 2).
Двигатель — «сердце» модели ракеты, он создает необходимую тягу для полёта. Для тех, кто желает приобщиться к ракетомоделизму, своими руками изготовить действующую модель летательного аппарата под названием ракета, предлагаем несколько образцов таких изделий.
Надо сказать, что для данной работы понадобятся доступный материал и минимум инструментов. И, конечно, это будет самая простая, одноступенчатая модель под двигатель импульсом 2,5 — 5 н.с.
Исходя из того, что по спортивному кодексу ФАИ и нашим «Правилам проведения соревнований» минимальный диаметр корпуса составляет 40 мм, выбираем соответствующую оправку для корпуса. Для неё подойдет обыкновенный круглый стержень или трубка длиной 400 — 450 мм.
Это могут быть составные элементы (трубки) шланга от пылесоса или отслужившие свой век лампы дневного света. Но в последнем случае нужны особые меры предосторожности — ведь лампы изготовлены из тонкого стекла. Рассмотрим технологию постройки простейших моделей ракет.
Основной материал для изготовления несложных моделей, рекомендуемых начинающим конструкторам, — бумага и пенопласт. Корпуса и направляющие кольца склеивают из чертёжной бумаги, парашют или тормозную ленту вырезают из длинноволокнистой или цветной (креповой) бумаги.
Стабилизаторы, головной обтекатель, обойму под МРД делают из пенопласта. Для склейки желательно применять клей ПВА. Изготовление модели следует начать с корпуса. Для первых моделей лучше делать его цилиндрическим.
Условимся строить модель под двигатель МРД 5-3-3 с наружным диаметром 13 мм (рис. 3). В этом случае для его крепления в кормовой части придется вытачивать обойму длиной 10 — 20 мм. Важными геометрическими параметрами корпуса модели являются диаметр (d) и удлинение (X), которое представляет собой отношение длины корпуса (I) к его диаметру (d): X = I/d.
Удлинение большинства моделей для устойчивого полёта с хвостовым оперением должно быть около 9 — 10 единиц. Исходя из этого, определим размер бумажной заготовки для корпуса. Если возьмём оправку диаметром 40 мм, то ширину заготовки вычислим по формуле длины окружности: В — ud. Полученный результат надо умножить на два, ведь корпус — из двух слоёв бумаги, и добавить 8 — 10 мм на припуск для шва.
Ширина заготовки получилась равной порядка 260 мм. Тем, кто ещё не знаком с геометрией, ребятам второго-третьего классов, можно рекомендовать другой простой способ. Взять оправку, обмотать её два раза ниткой или полоской бумаги, прибавить 8 — 10 мм и узнать, какой будет ширина заготовки для корпуса. Следует иметь в виду, что бумагу необходимо располагать волокнами вдоль оправки.
Загладив шов, помещаем оправку с корпусом у источника тепла, например, у батареи отопления, после просушки зачищаем шов мелкой наждачной бумагой. Аналогичным способом изготавливаем и направляющие кольца. Берём обычный круглый карандаш и наматываем на него полоску бумаги шириной 30 — 40 мм в четыре слоя.
Получаем трубочку, которую после высыхания разрезаем на кольца шириной 10 — 12 мм. Впоследствии клеим их к корпусу. Они являются направляющими кольцами для старта модели. Форма стабилизаторов может быть различна (рис. 4). Их главное предназначение — обеспечение устойчивости модели в полёте.
Предпочтение можно отдать той, при которой часть площади находится за срезом кормовой (нижней) части корпуса. Выбрав нужную форму стабилизаторов, делаем его шаблон из плотной бумаги. По шаблону вырезаем стабилизаторы из пластины пенопласта толщиной 4 — 5 мм (можно с успехом применять потолочный пенопласт). Наименьшее число стабилизаторов — 3.
Сложив стопкой, друг на друга в пакет, скалываем их двумя булавками и, зажав пальцами одной руки, обрабатываем по краям напильником или бруском с наклеенной наждачной бумагой. Потом закругляем или заостряем все стороны стабилизаторов (предварительно разобрав пакет), кроме той, которой они будут крепиться к корпусу.
Далее — клеим стабилизаторы на ПВА в донной части корпуса и покрываем боковые стороны клеем ПВА — он сглаживает поры пенопласта. Головной обтекатель вытачиваем из пенопласта (лучше марки ПС-4-40) на токарном станке. Если такой возможности нет, его можно вырезать также из куска пенопласта и обработать напильником или наждачной бумагой.
Аналогично изготавливаем обойму под МРД и вклеиваем его в донную часть корпуса. В качестве системы спасения модели, обеспечивающей её безопасное приземление, применяем парашют или тормозную ленту. Купол вырезаем из бумаги или тонкого шёлка.
Для первых стартов диаметр купола следует выбирать порядка 350 — 400 мм, — этим самым ограничить время полёта — ведь хочется сохранить свою первую модель на память. После крепления строп к куполу производим укладку парашюта (рис. 6). После изготовления всех деталей модели проводим её сборку.
Головной обтекатель соединяем резиновой нитью (амортизатором) с верхней частью корпуса модели ракет. Концы строп купола парашюта связываем в один жгут и крепим его к середине амортизатора. Далее красим модели в яркие контрастные цвета. Стартовая масса готовой модели с двигателем МРД 5-3-3 около 45 — 50 г.
Подобными моделями можно проводить первые соревнования на продолжительность полёта. Если место для запусков ограничено, рекомендуем выбрать в качестве системы спасения тормозную ленту размерами 100×10 мм. Старты получаются зрелищными и динамичными.
Ведь время полёта при этом будет порядка 30 с, да и доставка моделей гарантирована, что очень важно для самих «ракетчиков». Модель ракеты для показательных полётов (рис. 7) рассчитана на старт с более мощным двигателем с общим импульсом 20 н.с. Она может нести на своём борту и полезный груз — листовки, вымпелы.
Стабилизаторы (их четыре) вырезаем из пластины пенопласта толщиной 6 мм. После закругления трёх сторон (кроме самой длинной — 110-мм) их боковые поверхности покрываем двумя слоями клея ПВА. Затем на длинной их стороне, которую потом крепим к корпусу, делаем желобок круглым напильником — для плотного прилегания стабилизаторов к круглой поверхности.
Направляющую трубку выклеиваем известным нам способом на круглой оправке (карандаше), разрезаем на кольца шириной 8 — 10 мм и крепим на ПВА к корпусу. Головной обтекатель вытачиваем на токарном станке из пенопласта. Из него же делаем и обойму под МРД шириной 20 мм и вклеиваем его в донную часть корпуса.
Наружную поверхность головного обтекателя два-три раза обмазываем клеем ПВА — для удаления шероховатости. Соединяем с верхней частью корпуса резинкой-амортизатором, для которого годится обыкновенная бельевая резинка шириной 4 — 6 мм. Купол парашюта диаметром 600 — 800 мм вырезаем из тонкого шёлка, число строп — 12-16.
Свободные концы этих нитей соединяем узлом в один жгут и крепим к середине амортизатора. Внутрь корпуса на расстоянии 250 — 300 мм от нижнего среза бумаги вклеиваем решётку из плотной бумаги или реек, которая не позволяет парашюту и полезному грузу опускаться в момент взлёта в низ модели, нарушая этим её центровку. Наполнение полезного груза целиком зависит от фантазии конструктора модели. Стартовая масса модели — около 250 — 280 г.
ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО МОДЕЛИ РАКЕТЫ
Для безопасного запуска и полёта модели необходимо надёжное стартовое оборудование. Оно состоит из пускового устройства, пульта дистанционного управления запуском, проводников для подачи электропитания и воспламенителя.
Пусковое устройство должно обеспечивать движение модели вверх до тех пор, пока не будет достигнута скорость, необходимая для безопасного полёта по намеченной траектории. Механические приспособления, встроенные в пусковую установку и помогающие при старте, применять запрещается Правилами соревнований по моделям ракет спортивного Кодекса.
Самое простое пусковое устройство — направляющая штанга (штырь) диаметром 5 — 7 мм, которая закрепляется в стартовой плите. Угол наклона штанги к горизонту не должен быть менее 60 градусов. Пусковое устройство задаёт модели ракеты определённое направление полёта и обеспечивает ей достаточную устойчивость в момент схода с направляющего штыря.
При этом следует учесть, что чем больше длина модели, тем больше должна быть и его длина. Правила предусматривают минимальное расстояние от верхней макушки модели до окончания штанги в один метр. Пульт управления запуском представляет собой обыкновенную коробку размерами 80x90x180 мм, изготовить её можно самостоятельно из фанеры толщиной 2,5 — 3 мм.
На верхней панели (её лучше сделать съёмной) устанавливают сигнальную лампочку, блокировочный ключ и кнопку пуска. На ней можно смонтировать вольтметр или амперметр. Электрическая схема пульта управления запуском изображена на рисунке 7. В качестве источника тока в пульте управления применяют аккумуляторы или другие элементы питания.
В нашем кружке многие годы используют для этой цели четыре сухих элемента типа КБС напряжением 4,5 V, соединив их параллельно в две батареи, которые, в свою очередь, соединяют между собой последовательно. Такого питания хватает для запуска модели ракет в течение всего спортивного сезона.
Это около 250 — 300 пусков. Для подачи электропитания от пульта управления к воспламенителю желательно применять медные многожильные провода диаметром не менее 0,5 мм с влагостойкой изоляцией. Для надёжного и быстрого соединения на концах проводов устанавливают штепсельные разъёмы. В местах соединения воспламенителя крепят «крокодилы».
Длина токоподводящих проводов должна быть свыше 5 м. Воспламенитель (электрозапал) двигателей моделей ракет — это спираль из 1 — 2 витков или отрезок проволоки диаметром 0,2 — 0,3 мм длиной 20 — 25 мм. Материалом для воспламенителя служит нихромовая проволока, обладающая большим сопротивлением. Электрозапал вставляют непосредственно в сопло МРД.
При подаче тока на спираль (электрозапал) выделяется большое количество тепла, так необходимого для воспламенения топлива двигателя. Иногда, для усиления начального теплового импульса, спираль покрывают пороховой мякотью, предварительно обмакнув её в нитролак.
При запуске моделей ракет необходимо строго соблюдать меры безопасности. Вот некоторые из них. Старт моделей производится только дистанционно, пульт управления запуском размещается на расстоянии не менее 5 м от модели.
Для предотвращения непроизвольного воспламенения МРД блокировочный ключ пульта управления должен находиться у ответственного за старт. Только с его разрешения по команде «Ключ на старт!» делается трёхсекундный предстартовый отсчёт в обратном порядке, оканчивающийся командой «Пуск!».
Рис. 1. Модель ракеты: 1 —головной обтекатель; 2 — амортизатор; 3 — корпус; 4 — нить подвески парашюта; 5 — парашют; 6 — направляющие кольца; 7—стабилизатор; 8 — МРД
Рис. 2. Формы корпусов моделей ракет
Рис. 3. Простейшая модель ракеты: 1 —головной обтекатель; 2 — петля крепления системы спасения; 3—корпус; 4—система спасения (тормозная лента); 5 — пыж; 6 — МРД; 7—обойма; 8 — стабилизатор; 9 — направляющие кольца
Рис. 4. Варианты хвостового оперения: при виде сверху (I) и сбоку (II)
Рис. 6. Укладка парашюта
Рис. 7. Модель ракеты для показательных запусков: 1—головной обтекатель; 2 — петля подвески системы спасения; 3 — парашют; 4 — корпус; 5—стабилизатор; 6—обойма под ПРД; 7 — направляющее кольцо
Рис. 8. Электрическая система пульта управления запуском
Макет ракеты из картона и бумаги: схемы с шаблонами для вырезания
Бесконечность космоса всегда привлекала людей, человечеству все время хочется узнать, что же там, за высоко за горизонтом, поэтому интерес к космическому транспорту не утихает с начала первых полетов за пределы Земли. Макет ракеты из бумаги будет интересно собрать не только мальчикам, но и девочкам, даже взрослые люди с удовольствием проведут время за созданием большой и сложной модели космического корабля.
Особенности космических ракет из бумаги
Настоящие космические корабли собирают по чертежам, которые в упрощенном и уменьшенном виде несложно перенести на бумагу, поэтому существует много разнообразных моделей бумажных ракет, которые являются практически полной копией оригинала. Для детских поделок же фантазия ничем не ограничена, сохраняя основные элементы транспорта: корпус, иллюминаторы, ступени, юные инженеры могут создавать новые виды звездного транспорта.
Процесс сборки бумажной игрушки вместе с ребенком можно превратить в увлекательную лекцию по астрономии.
Где пригодятся макеты на данную тематику
Несложные поделки оригами или объемных ракет из бумажных разверток станут для детей элементом увлекательной игры в освоение космоса или космических битвах с друзьями. Бумажный зведный транспорт, созданный своими руками может стать отличным подарком ко дню космонавтики, а реалистичная картонная модель займет свое место в коллекции любителя космоса. Станет оригинальным украшением интерьера.
Примеры готовых поделок из бумаги и картона
Вариантов, как сделать макет ракеты из бумаги может быть бесконечное множество. Космический транспорт может быть самым разнообразным, все зависит от возраста и фантазии его «конструкторов».
Несложная детская поделка.
«Космический» рельеф в технике паперкрафт.
Инопланетный транспорт из готового шаблона.
Реалистичная модель ракеты – настоящее произведение искусства.
Поделка в технике квиллинг.
Трехмерная космическая аппликация.
Реалистичный космический шаттл.
Космический корабль из готовой развертки.
Как сделать ракету
Чтобы сделать макет ракеты из картона нужно не так уж много: подходящие материалы, пара часов свободного времени и желание творить.
Необходимые материалы и инструменты
Выбор материалов и инструментов зависит от того, в какой технике будет собрана космическая модель:
Простая модель бумажной ракеты для самых маленьких
Симпатичный и яркий космический корабль делается из втулки от салфеток или туалетной бумаги и цветных листов для детского творчества.
Пошаговый план создания космической игрушки своими руками:
Ребенок может вклеить в иллюминатор фото себя или друзей, чтобы вместе отправиться в веселый космический полет.
Объемная модель ракеты «Восток-1» из бумаги
Создание точной бумажной копии легендарного космического корабля, на котором Юрий Гагарин впервые полетел в космос, процесс кропотливый и трудоемкий, зато получившаяся точная модель станет достойным экземпляром бумажной коллекции.
Ракета имеет много цилиндрических деталей, поэтому для распечатывания разверток лучше использовать плотную бумагу. Если под рукой нет цветного принтера, то можно напечатать схемы и на обычном, готовая модель будет реалистично выглядеть и в черно-белом, и в цветном вариантах.
Развертки можно распечатать на простой офисной бумаге и наклеить на картон.
Пошаговый план сборки модели:
1. Детали вырезают при помощи ножниц с острыми кончиками. Прямые линии получаются ровнее, если прорезать их канцелярским ножом вдоль линейки (линейку лучше использовать металлическую, чтобы получить более аккуратный край среза.
2. Закругленные детали и мелкие отверстия прорезают острым концом канцелярского ножа.
3. Продавливают линии сгиба тупой стороной ножниц или ножа вдоль линейки для получения четких углов и заломов на готовой фигуре.
Перед использованием ножа рабочую поверхность следует застелить картоном, или подложить под место реза толстый журнал формата А3 – это сбережет стол от царапин, и поможет провести более глубокие и четкие надрезы.
4. Собирают отдельные детали и склеивают согласно схеме.
5. Элементам цилиндрической формы перед склеиванием придают форму, накрутив их на флакон небольшого диаметра или толстый маркер.
6. Начинают сборку ракеты с корпуса, постепенно добавляя к нему остальные детали, и заканчивают самыми маленькими элементами.
7. Готовую ракету можно покрыть эпоксидкой, после высыхания аккуратно зашкурить неровности, дорисовать или докрасить желаемые детали, и покрыть поделку лаком. Получившаяся модель будет выглядеть как пластиковая, и станет более долговечной.
Развертки ракеты «Восток-1»
Размеры подбираются индивидуально, но рекомендуем распечатать шаблоны на листе формата А3.
Полезные советы
Схема сборки ракеты «Восток-1»
На первый взгляд чертеж может казаться сложным и непонятным, но, если внимательно совмещать цифры и следовать предоставленной схеме, объемная модель космического корабля обязательно получится.
Оригами с простой схемой
Космический шаттл
Несложная поделка в технике оригами, с которой может справиться даже ребенок или начинающий оригамист, достаточно внимательно следовать приведенной инструкции. Для сборки космического транспорта понадобится только квадратный лист и 15-20 минут свободного времени. Готовая ракета будет смотреться эффектнее, если собирать ее из цветной бумаги, окрашенной только с одной стороны.
Второй вариант
Еще один несложный вариант бумажной ракеты, который собирается из базовой формы оригами – треугольника.
Макет космического корабля «Восток-1»
Пошаговая схема сборки легендарного космического корабля. Модель собирают из квадратного листа, иллюминаторы дорисовывают черным фломастером или вырезают из черной бумаги и приклеивают.
Обьемная модель оригами-ракеты с пошаговым планом сборки
Опытных оригамистов, или тех, кто хочет попробовать свои силы в создании более сложных фигур, заинтересует эта интересная модель объемной надувной ракеты.
Готовые шаблоны объемных ракет из бумаги или картона
Ребенок среднего возраста перешедший в 4 класс, уже может самостоятельно собрать объемную модель космического транспорта. Для того, чтобы сделать макет ракеты из картона нужно всего лишь распечатать выбранную схему на плотной бумаге или картоне, и собрать модель, следуя простым шагам:
Аппликации для детей
Самые маленькие любители космоса, которым пока не под силу создавать сложные объемные модели, могут создавать картинки на звездную тематику в технике аппликации или просто и раскрашивать понравившиеся картинки.
Пошаговый план создания аппликации:
Звезды на картинке можно украсить блестками или блестящим лаком для ногтей, а корпус ракеты вырезать из фольги от шоколада.
Шаблоны для вырезания или раскрашивания
Готовые шаблоны остается только распечатать, и можно приступать к творчеству.
Работа с бумагой, особенно создание трехмерных моделей из плоского листа развивают фантазию и творческие способности, а макет космической ракеты, собранный пока что только из картона, может стать для ребенка первым шагом к настоящему авиамоделированию, или даже профессии инженера-конструктора в будущем.