Как сделать ракету космонавтика

С чего начать создание своей ракеты

Для тех, кто не испугался того, что ракету (а по правде космический ракетный комплекс) должна создавать достаточно внушительная команда специалистов, попытаюсь рассказать с чего надо начинать.

Опять же считаем, что вы хотите создать жидкостную сверхлёгкую ракету для выведения спутников. Обычно все в качестве первого этапа рассматривают именно такую задачу. Но думаю и для других задач многое будет актуальным.

Компоновочная схема двухступенчатой ракеты-носителя сверхлёгкого класса Falcon-1

Так с чего же начать? А начать опять-же надо с команды. Вам необходимо собрать команду 3-4 специалистов, которые смогут выполнить небольшую научно-исследовательскую работу (НИР) по той ракете (комплексу), которую вы хотите создать. Этот этап совсем не формальность. Вы должны будете определиться с основными параметрами ракеты, требованиями, которые вы к ней предъявляете, последовательностью действий по её созданию и потребными ресурсами, которые нужны для воплощений ваших идей. По сути это инвестиционная презентация или бизнес-план с картинками, параметрами, деньгами и сроками. Такую презентацию можно и на коленке сварганить без расчётов и раздумий. Но этот вариант я не рассматриваю в качестве цели, так как целью должно являться не облапошивание инвестора или заказчика, а реальное создание и полёт ракеты. Но самый первый шаг придётся делать на коленке, ибо это лучше, чем чистый лист. А дальше уже надо начинать создавать!

Состав работ

Так вот, какие же работы надо на первом этапе сделать? А их примерный список такой:

Оценка рынка и его потребностей. Тут должны быть определены целевые орбиты и потребные массы полезного груза, а также цена таких запусков у конкурентов.

Формирование облика своей ракеты с комплексом. Сравнение с конкурентами и объяснение почему вы будете на рынке жить, а не умирать.

Формирование состава работ по созданию ракеты и комплекса, их увязку в график и назначение стоимости каждому этапу.

Определение цены изготовления и запуска ракеты, затрат на содержание инфраструктуры и т.п.

Формирование финансовой модели проекта, где показывается схема привлечения средств и окупаемость проекта.

Это достаточно укрупнённый и не полный список, но это база, без которой нельзя. В принципе всё это нужно больше не инвестору или заказчику, а больше вам самим для понимания того, что вы сами хотите сделать. Инвестору и заказчику нужно будет ответить всего на три вопроса:

Что вы предлагаете делать?

Кто это всё будет делать?

Какие для этого нужны ресурсы?

Уверяю вас, что развёрнутые ответы на эти вопросы однозначно определят судьбу проекта.

Какую ракету делать и как определить её технический облик

Теперь хотел бы пояснить по основным работам и как прийти к развёрнутым ответам. В принципе оценку рынка каждый себе «фантазирует» сам и тут сильно нечего комментировать, рыночную нишу просто надо уметь выбирать и в неё попадать. Часто для решения этой задачи в ход пускается волюнтаризм. И самое интересное, что такой ход зачастую может быть оправдан и даже имеет смысл. По результатам выбора рыночной ниши вы должны определиться на какую орбиту вы должны выводить полезный груз и какая у него должна быть масса.

А вот дальше уже идут достаточно сложные технические вопросы. Так вот для техники вам надо увязать облик ракеты и комплекса. Для этого под нишу в рынке (или куда вы ткнули пальцем) надо выполнить проектно-баллистический анализ и определиться с основными параметрами ракеты. Основными проектными параметрами ракеты являются:

Количество ступеней ракеты и тип их соединения.

Тип применяемого топлива и удельные импульсы тяги двигателей.

Тяговооружённости ступеней (тяга двигателей).

Распределение масс по ступеням (заправки) или относительные конечные массы ступеней.

Диаметр ракеты или нагрузка на мидель.

Дополнительно рекомендуется выбирать:

Точка старта (космодром).

Дальность полей падения отделяющихся частей.

Ограничения на условия сброса головного обтекателя.

Максимальные действующие перегрузки в полёте.

Тип и схема разделения ракетных блоков.

Требования по «захоронению» верхней ступени.

Эти параметры, требования и ограничения не являются полными, но их вполне достаточно для того, чтобы определиться с обликом ракеты. Перебирая основные проектные параметры, вы влияете на всё, в том числе на стоимость и сроки создания, а также на стоимость пусковых услуг. Основные проектные параметры выбираются на основе расчётов баллистики, так что, либо ищите себе в команду проектного баллистика, либо изучайте сами. Также при расчёте баллистики нужны относительные весовые коэффициенты или попросту массы элементов конструкции. Желательно, чтобы у вас был специалист, который умеет эти массы считать с достаточно высокой степенью точности и обосновывать их на основании статистики. Что такое весовые коэффициенты, можете почитать в 15 главе книги «Проектирование средств выведения космических аппаратов», В.К. Сердюк. В принципе баллистику и веса вполне может считать один человек, это даже было бы самым правильным. Но тогда на специалиста может лечь сильно большая нагрузка, что скажется на сроках и качестве. Единственное, стоит учитывать, что при выборе проектных параметров вы должны максимизировать или минимизировать некую функцию. В учебной литературе предлагается обычно улучшать весовое совершенство ракеты. Но скорее всего вам нужно будет минимизировать стоимость пуска или сроки и стоимость разработки (создания). Обычно эти критерии противоречат друг другу, так что придётся выбирать. Но самое сложное в этой работе то, что достоверных моделей (функций) стоимости и сроков нет. Либо формируйте зависимость от основных проектных параметров сами на базе учебной литературы и статей, либо волюнтаристически выбирайте параметры, которые как вам кажется обеспечат вам то, что нужно.

Читайте также:  Скретч футбол как сделать

Упаковываем результат и расширяем уровень знания о ракете

После выполнения проектно-баллистического анализа у вас на руках появляются все параметры ракеты и массы всех её систем. Вы можете нарисовать её облик в виде компоновочной схемы и заполнить табличку с характеристиками. Обычно в учебной литературе и в институтах на этом заканчивают проектирование и дальше дают только разрозненные дисциплины. Но вы видите, что из перечня работ на первом этапе (НИР) мы с горем пополам сделали только второй пункт. Думаю, объяснять, как сравнить с конкурентами разрекламировать полученный облик ракеты не нужно.

А как-же выполнить все остальные работы? А для этого необходимо определиться с составом комплекса. Наилучшим образом для этого подходит схема деления.

Примерный вид схемы деления космического ракетного комплекса

На схеме деления вы определяете структуру и состав комплекса и его составных частей. Вы должны всё расписать на такую глубину, чтобы у каждого кубика был определён исполнитель по проектированию, изготовлению и испытаниям. Это может быть кооперация, а можете туда вписать свою компанию. Каждому кубику вы расписываете этапы их создания, не забывая вопросы организации производства и испытаний. Для чего это делается?

Каждому этапу и кубику вы можете присвоить значение сроков и стоимости создания. Лучше всего на основании статистики и переговоров с кооперацией и специалистами. Можно и из головы взять, это всё равно будет точнее, чем ничего. Все сроки (этапы) вы увязываете в последовательность с отслеживанием их зависимости друг от друга. При этом следует учесть, что без неких выполненных этапов одного кубика нельзя начать выполнение этапов других кубиков. Кажется довольно сложным, но голова у нас всегда боится, а руки делают. Как только вы начнёте это прорисовывать, то увидите, что это всё надо просто прорисовать. Хотя всё это отнимает много времени и сил. В итоге вы получаете возможность сформировать взаимоувязанный план-график работ, график затрат, перечень кооперации и даже потребность в специалистах. Поставив каждому кубику цену изготовления и услуги при подготовке и проведению пуска, вы сможете сформировать цену пуска. На выходе вы будете знать всё о своём проекте. Не выполнив эту работу, вы будете знать — ничего! Ну а если вы постараетесь и всё сделаете правильно, то финансовый план у вас получится сам. Также к данным кубикам и их этапам вы можете приписывать количество людей, их квалификацию, площади помещений, оборудование и всё, что потребуется.

Заключение

Вот с чего необходимо начинать создание своей ракеты. Если вы хотите сэкономить силы и этого не делать, то вы просто начнёте начинать создание позже, а до этого вы будете готовиться к первому этапу. Сама же глубина и точность проработки на первом этапе (НИР) может быть относительно небольшая, но сформированная модель, структура и состав позволят вам достаточно уверенно идти вперёд и решать новые совершенно непонятно откуда взявшиеся задачи.

Данная статья написана на базе моего личного опыта и надеюсь будет особо полезна студентам, которые только начинают изучать проектирование ракет-носителей. Статья носит обзорный и вводный характер и написана общедоступным языком (по крайней мере старался). Если вам будет интересно, то могу попробовать написать статью про проектно-баллистический анализ с формулами и расчётами.

Источник

Любительское ракетостроение, как я делаю ракеты и мои ошибки на которых я учусь (part 1)

Написанное в этой статье не является инструкцией к применению. Вы всё делаете на свой страх и риск. Соблюдайте технику безопасности

Корпус — варианты материала и различные факторы выбора корпуса

Корпус каждый для своей ракеты выбирает свой и для каждого в приоритете свои факторы выбора материала. Я выбираю корпуса с учётом на наименьший вес и наибольшую прочность. Вес нужно уменьшать для более стабильного и высокого полёта, а прочность нужна что-бы корпус в полёте не расплавился и не разлетелся от давления.

Читайте также:  Как сделать каньон в

Сначала я выбирал ПВХ трубки для корпусов ракет. Они достаточно прочны, но весят не то что-бы сильно много, но вес нужно сводить к минимуму. Именно из-за веса я потерпел фиаско в пробных запусках, но об этом позже.

После я искал другие материалы или новую технику изготовления корпуса и нашёл технику склеивания бумаги в тубус. После суток клей застывает и корпус становиться прочным как ПВХ труба и в теории легче. Пока-что я эту технику не проверял, но в теории всё звучит достаточно заманчиво.

Виды топлива и двигателей

Топливо

Чаще всего в любительском ракетостроении используются твердотопливные двигатели. Так как для жидкого топлива нужны системы трубопроводов, отдельная камера сгорания, для твёрдого топлива сам двигатель является камерой сгорания и больше ничего от двигателя не требуется.
Есть много твёрдого ракетного топлива, но для любительского ракетостроения подходит больше всего карамельное топливо. Оно достаточно лёгкое в изготовлении и не такое уж и милое как его название. Это топливо достаточно мощное и при правильном его изготовлении выдаёт внушительную тягу.

Состав этого топлива следующий: 70% калиевой селитры, 25% сахарной пудры и 5% древесного угля. Это топливо сильно воспламеняется при малых температурах. Будьте максимально аккуратны.

Двигатели

Давайте сначала разъясним каких размеров сам двигатель и куда он ставится. Двигатель не должен быть размером во весь корпус. Лично я выбираю вариант размера двигателя разделяя высоту основного корпуса на 1.5. В корпусе должно оставаться ещё место для электроники, парашюта, и разных датчиков температур и высоты. Это свободное место называется «Отсек полезной нагрузки». Сам корпус для двигателя выбирается по тому-же принципу как и основной корпус, нужна наименьшая масса и наибольшая прочность.

Пробные запуски и возможная причина неудач

Вот видео первого пробного запуска двигателя от моей ракеты Starship-1

В видео видно что в начале двигателю не хватает тяги и он поднимается только когда заканчивается топливо. Скорее всего проблема недостатка тяги возникла из-за маленького отверстия под сопло. В результате была маленькая струя подачи тяги и двигатель поднялся в воздух только когда заканчивалось топливо. Но проблема скорее всего не только в подаче тяги, но и в массе двигателя. Эта тяга не могла поднять ПВХ трубу ещё и топливо в нагрузку.

Вывод: проблемы с двигателем возникли в результате:

  1. Малой тяги из-за мелкого отверстия под сопло.
  2. Массы топлива и ПВХ трубы.

Источник

Ракета из бумаги своими руками для детей: 55 идей

Ракета своими руками для детей – это отличный способ легко сделать замечательную поделку ко Дню космонавтики для школы и детского сада. В нашей статье мы расскажем о нескольких способах смастерить космический корабль вместе с детьми. Но это лишь идеи, которые всегда можно использовать для создания своей собственной, уникальной модели.

Простая модель ракеты из цветной бумаги

Давайте рассмотрим два способа сделать космический корабль из цветной бумаги. Материал в обоих случаях понадобится один и тот же, поэтому приготовьте:

  • набор цветной бумаги;
  • клей-карандаш или клей ПВА К;
  • ножницы;
  • карандаш, циркуль и линейка.

Начнем с плоской модели ракеты.

Для этого отмеряете на бумаге любого цвета (в нашем примере – это голубой цвет), полосу размерами примерно 10 х 2,5 см. Одну из сторон заостряете, обрезая с двух сторон. Получаете форму «карандашика». Это будет корпус ракеты.

Из бумаги красного цвета вырезаете треугольник и трапецию, чтобы по размерам они подходили под размеры нашего корпуса ракеты. На рисунке выше все очень хорошо показано. У треугольника отрезаете острый кончик. Приклеиваете обе детали с изнанки корпуса.

Осталось оформить ракету иллюминаторами и приклеить к ней «пламя». Окошечки в ракете необязательно делать красными. Пусть они будут желтые или даже белые. А вот детали «пламени» обязательно сделайте, используя красную, оранжевую или желтую бумагу.

Такая ракета будет отлично смотреться на открытке или на картине, выполненной в виде аппликации. Кстати, аппликация может быть и объемной. На видео показан пример, как сделать ракету для такой поделки.

И еще один вариант космического корабля – объемный.

Опять же оговоримся, бумагу берете любого цвета, какой понравится больше, мы же показываем лишь технологию изготовления ракеты.

Цветной лист формата А4 нужно разрезать пополам. Из этого прямоугольника будем делать корпус ракеты. Нужно также будет вырезать и приготовить заранее:

  • половину круга диаметром 14 см;
  • три половинки от кругов диаметром 7 см;
  • два кружка для иллюминаторов размерами 3,5 см в диаметре.
Читайте также:  Как сделать скриншот мото

Теперь из этих заготовок склеиваете детали космического корабля. Прямоугольник сверните в трубочку и проклейте. Все большие кружочки разрежьте с одной сторону до середины и склейте из них конусы.

Теперь соедините все детали в одну конструкцию и получите отличную ракету, которую можно использовать и как отдельную поделку, и как дополнение к инсталляции на космическую тему. Например, такой, как на фото ниже.

На видео еще раз подробнее посмотрите технику создания этой же поделки из цветной бумаги.

Ракета-оригами из картона

Оригами делают не только из бумаги. Если картон достаточно тонкий и гибкий, то такую ракету лучше всего сделать из него. Она будет и форму держать, и несколько долговечнее бумаги, которая легко рвется.

Вырежьте из прямоугольного листа картона квадрат 15 х 15 см. Два раза согните деталь пополам, углы хорошо прогните. Потом согните квадрат, соединив его по диагонали углами, и получите двойной треугольник, как это показано на фотографии.

В нижней части треугольника от центра в обе стороны отмерьте линейкой по 5 мм. На одной стороне треугольника загните углы к центру (до отметок). Переворачиваете деталь и повторяете процесс. Не забываете хорошо приглаживать все сгибы.

Полученные острые треугольники на концах заготовки сгибаете и пропускаете под середину. Снова все сгибы проглаживаете, а потом разгибаете элементы. Согните верхний уголок и чуть загните края у всех четырех элементов. Как это сделать, смотрите на фото выше.

Снизу у нас должно получиться небольшое отверстие между стойками ракеты. Лопасти нужно немного сдвинуть и через трубочку для коктейлей надуть ракету, чтобы она стала объемной. Бумага бы быстро порвалась, а вот картон крепче и такой корабль выдержит не один полет.

А это – несколько пошаговых схем сбора разных моделей ракеты-оригами. Наверняка они пригодятся, если ребенок увлекается темой космоса и любит конструировать из бумаги.

Три варианта ракет из втулок

Втулки – очень удобный материал для создания ракеты. Во-первых, втулка – это практически уже готовый корпус для космического корабля любой модели, а во-вторых – они наравне с бумагой доступны всем. Такой бросовый вторичный материал есть в каждом доме.

Первый вариант ракеты из втулки от салфеток – самый простой. В нем картонная трубочка просто обклеивается цветной бумагой (картоном) или красится красками. Кому как удобнее.

Из цветного же картона или бумаги вырезается и другие детали ракеты (смотрите фото).

Диаметр большого круга лучше всего брать на несколько сантиметров больше диаметра втулки. Третья часть круга вырезается, а затем из этой детали склеиваете конус.

Маленькие светлые кружки – это иллюминаторы, которые наклеиваете на корпус ракеты.

В нижней части корпуса сделайте ножницами разрезы в количестве четырех штук. Вставьте в них детали стоек ракеты.

Осталось прикрепить верхушку, и космический корабль будет готов.

Второй вариант ракеты будет чуть сложнее, но зато конструкция его очень интересная.

  • пара втулок с большим диаметром, например, от туалетной бумаги;
  • пара втулок диаметром поменьше. Можно использовать одну втулку от салфеток, но немного укоротить ее длину;
  • две тонкие втулки, но разной длины, например, от фольги (одна обрезается);
  • коробка, а вернее, плотный картон от нее;
  • горячий клей, ножницы, цветная бумага, краски.

Две самые большие втулки соединяем друг с другом с помощью горячего клея.

Тонкие втулки вклеиваете внутрь корпуса ракеты. Если они не входят, то разрежьте втулки от туалетной бумаги (они мягче других), затем сверните и склейте из них тонкие трубочки – это будут сопла.

Крылья ракеты (4 штуки) рисуете сначала на бумаге, а потом переносите трафарет на плотный картон и вырезаете. Приклейте крылья к корпусу на одинаковом друг от друга расстоянии.

Покрасьте ракету цветными красками и дайте ей высохнуть, а затем приклейте к ней иллюминаторы. Сверху прикрепите носовую часть – конус. Как его сделать, смотрите описание на других моделях выше. Чтобы процесс создания был более понятен, посмотрите пошаговое фото.

Третий вариант также предполагает наличие нескольких втулок, а вернее, двух, но одну необходимо будет разрезать на две неравные части. Нужно также приготовить три окружности на пару сантиметров больше диаметра втулки. Это будут заглушки на ракете. На фото хорошо видно, как это все подготовить.

Такие детали-заглушки ставите на маленькой детали, у которой срезаете небольшую часть для формирования кабины для космонавта. Третью заглушку ставите в большую втулку и склеиваете обе детали между собой с помощью скотча. Из картона вырезаете три треугольных стойки для ракеты.

Все заготовки стоек приклеиваете к корпусу корабля и не забываете о конусе-верхушке. Ракету нужно покрасить, чтобы не было видно стыков.

Дополните ракету космонавтом из картона и огнем из гофра-бумаги.

Отличная поделка ко Дню космонавтики готова!

Источник

Поделиться с друзьями
Ответ и точка