Установка для старта модели ракеты

 

Изобретение относится к области малой ракетной техники. Установка для старта модели ракеты содержит стартовый стол, к которому прикреплен направляющий стержень с поршнем на конце. На поршень надета стартовая труба с посадочным местом под модель. Стартовая труба с установленной моделью ракеты и поршнем образуют замкнутую надпоршневую полость. На стержень навита нить, выполняющая функции демпфирующего устройства при взаимодействии с дном-ограничителем перемещения трубы по стержню. Посадочное место стартовой трубы соответствует внутреннему диаметру соплового блока модели. Направляющий стержень выполнен полым и сообщен с надпоршневой полостью каналом. Стартовая труба соединена со стартовым столом разрывными тарированными элементами. Изобретение позволяет увеличить стартовую скорость модели ракеты при уменьшении нагрузки на стартовую трубу. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к малой ракетной технике и может быть использовано в области ракетного моделирования для запуска спортивных моделей ракет и микроракет специального назначения, например, для выведения метеозондов на высоту до 1,5 км.

Известна установка для запуска модели ракеты в виде укрепленной на подставке или непосредственно воткнутой в землю направляющей проволоки (Е.Л. Букш. Основы ракетного моделизма. Издательство ДОСААФ, Москва, 1972, стр. 7).

Известна также принятая за прототип установка для старта модели ракеты под названием "Пистон", содержащая стартовый стол с направляющим стержнем, имеющим на конце поршень, надетую на него стартовую трубу с посадочным местом под модель, образующую вместе с ней и поршнем замкнутую надпоршневую полость, и демпфирующее устройство, включающее пружину, взаимодействующую с дном - ограничителем перемещения стартовой трубы по стержню (В. Минаков. Секреты "Пистона". Журнал "Ключ на старт!", 1993 г., N 2-4, стр. 28-30. Издательство Федерации ракетомодельного спорта Московского городского Дворца творчества детей и юношества).

Установка "Пистон" позволяет получить более высокие скорости схода модели ракеты со стартового стола (до ≈ 20 м/с), однако она обладает рядом недостатков, связанных с нерациональным использованием и потерей энергии горячих газов от работающего двигателя и плотной насадкой двигателя по наружному его диаметру в стартовой трубе, что не позволяет повысить стартовую скорость модели, и в то же время уже при достигнутых скоростях схода на стартовую трубу при ее торможении воздействуют высокие силовые нагрузки, приводящие к разрушению стартовой установки.

Задачей изобретения является увеличение стартовой скорости за счет повышения эффективности использования энергии горячих газов, истекающих из сопла двигателя в момент старта модели ракеты, и, одновременно, снижение силовых нагрузок, воздействующих на стартовую трубу.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенной стартовой установке посадочное место стартовой трубы выполнено по размеру внутреннего диаметра соплового блока двигателя модели, а внутри стартового стола выполнен ресивер, связанный каналом с надпоршневой полостью, при этом стартовая труба соединена со стартовым столом разрывными тарированными элементами; кроме того, пружина демпфирующего устройства выполнена из неметаллического материала, например, из хлопчатобумажной нити, пропитанной клеем; кроме того, шаг навивки пружины выполнен переменным.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид установки для старта модели ракеты.

Установка для старта модели включает в себя стартовый стол 1, стартовую трубу 2 и разрывные тарированные по усилию элементы 3, которыми стартовая труба соединена со стартовым столом. Тарированные элементы 3 могут быть изготовлены из различных материалов, как из бумажных лент (для малых усилий до нескольких килограммов), так и из металлических стержней (для усилий, рассчитанных до 100 кг и выше).

Стартовый стол 1 снабжен ввертным полым стержнем 4. Стержень 4 в верхней части имеет поршень 5 с отверстием 6 в форме сопла для вывода проводов электрозапала 7 и для соединения полости 8 стержня, играющей роль ресивера, с надпоршневой полостью 9, образованной стенками стартовой трубы 2, верхним торцем поршня 5 и сопловым блоком двигателя 10 модели ракеты 11, установленной в посадочном месте 12 стартовой трубы 2. Посадочное место 12 и донышко 13 стартовой трубы 2 выполнены в виде удобных для сборки-разборки стартовой установки ввертных направляющих втулок. Под поршнем 5 на стержне 4 закреплена пружина 14, изготовленная из неметаллической (капроновой, хлопчатобумажной и т. п. ) пропитанной клеем нити. Для придания различной жесткости пружины пропитка нити может быть осуществлена самым разнообразным клеем (силикатным, ПВА, канцелярским, казеиновым и т.п.). Кроме того, для исключения резкого удара шаг навивки пружины выбран переменным с увеличением жесткости по мере приближения к поршню 5, т.е. шаг пружины уменьшается по мере приближения к поршню 5, причем в верхней части витки пружины могут касаться друг друга (на данном участке пружина сжатия переходит в пружину "растяжения") и гасят энергию разгона стартовой трубы за счет смятия самой нити. В нижней части стержня 4 сделан гермовывод 15 проводов 16, подводящих электропитание к электрозапалу. В донной части стартовой трубы 2 выполнены отверстия 17 для дренажирования воздуха из полости 18, что исключает торможение стартовой трубы на начальном участке разгона системы "стартовая труба-модель".

Старт модели 11 осуществляется следующим образом. После выполнения подготовительных операций и установки модели 11 в посадочное место 12 стартовой трубы 2 оператор с пульта управления 19 подает напряжение на электрозапал 7. Двигатель 10 запускается. Горячие газы, вырабатываемые двигателем 10, одновременно заполняют надпоршневую полость 9 и ресивер 8, и аккумулируются в них. При достижении в надпоршневой полости 9 давления, способного преодолеть вес системы "стартовая труба - модель" и разрушить тарированные разрывные элементы 3 (а это происходит через интервал времени, равный 0,3-0,8 времени работы двигателя), стартовая труба 2 отрывается от стартового стола 1 и вместе с моделью ракеты 11 перемещается по направляющему стержню 4 относительно неподвижного поршня 5.

Во время перемещения стартовой трубы 2 объем надпоршневой полости 9 увеличивается, а значит давление в ней падает, однако резкого падения давления не происходит вследствие постоянного газоприхода в нее горячих газов из ресивера 8 и из сопла работающего двигателя 10. Система "стартовая труба - модель" разгоняется.

В процессе перемещения системы донышко 13 стартовой трубы 2 вступает в контакт с пружиной 14. Происходит гашение кинетической энергии стартовой трубы 2. Скорость трубы 2 уменьшается, а модель ракеты 11 под воздействием силы инерции и реактивной тяги двигателя 10 продолжает набирать скорость, сходит с посадочного места 12 и выходит в самостоятельный полет.

Таким образом, предложенная установка для старта модели ракеты позволяет за счет ее конструктивных особенностей более рационально перераспределить энергию горячих газов, истекающих из сопла двигателя, и существенно (до 50-70 м/с), увеличить стартовую скорость, а следовательно, высоту и дальность полета модели. Кроме того, выполнение демпфирующего устройства в виде пружины из неметаллической нити уменьшает силовые нагрузки на стартовую трубу, что обеспечивает безаварийный старт и возможность многоразового использования стартовой установки без замены трудоемких в изготовлении элементов ее конструкции.

На предложенную установку для старта модели ракеты разработана конструкторско-технологическая документация, по которой изготовлен и испытан с положительными результатами опытный образец стартовой установки.

Предложение рекомендовано к внедрению.

Формула изобретения

1. Установка для старта модели ракеты, содержащая стартовый стол с направляющим стержнем, имеющим на конце поршень, надетую на него стартовую трубу с посадочным местом под модуль, образующую с ней и поршнем замкнутую надпоршневую полость, и демпфирующее устройство в виде навитой на стержень нити, взаимодействующей с дном - ограничителем перемещения трубы по стержню, отличающаяся тем, что посадочное место стартовой трубы выполнено по размеру внутреннего диаметра соплового блока модели, а направляющий стержень выполнен полым, образует ресивер и сообщен с надпоршневой полостью каналом, при этом стартовая труба соединена со стартовым столом разрывными тарированными элементами.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что разрывные тарированные элементы выполнены в виде стальных стержней.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что нить демпфирующего устройства выполнена неметаллической и пропитана клеем.

4. Установка по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что шаг навивки нити выполнен переменным и уменьшается по мере приближения к поршню.

РИСУНКИ

Рисунок 1