Сам себе ракетостроитель: взлетаем самостоятельно

Сам себе ракетостроитель: взлетаем самостоятельно

Между Главным конструктором наших ракет Сергеем Королевым и Главным конструктором наших ракетных двигателей Валентином Глушко шла негласная борьба за звание Самого Главного: кто же действительно важнее, конструктор ракет или двигателей для них? Глушко приписывают крылатую фразу, якобы брошенную им в разгар такого спора: «Да я к своему двигателю забор привяжу — он на орбиту выйдет!» Впрочем, эти слова — отнюдь не пустое бахвальство. Отказ от «глушковских» двигателей привел к краху королевской лунной ракеты H-1 и лишил СССР каких-либо шансов на победу в лунной гонке. Глушко же, став генеральным конструктором, создал сверхмощную ракету-носитель «Энергия», превзойти которую до сих пор никому не удается.

Двигатели из патронов

Та же закономерность работала и в любительском ракетостроении — выше летала ракета, у которой был более мощный двигатель. Несмотря на то что первые ракетомодельные двигатели появились в СССР еще до войны, в 1938 году, Евгений Букш, автор вышедшей в 1972 году книги «Основы ракетного моделизма», взял за основу такого двигателя картонную гильзу охотничьего патрона. Мощность определялась калибром исходной гильзы, а производились двигатели двумя пиротехническими мастерскими ДОСААФ вплоть до 1974 года, когда было принято решение об организации в стране ракетомодельного спорта. Для участия в международных соревнованиях потребовались двигатели, подходящие по своим параметрам под требования международной федерации.

Их разработка была поручена Пермскому НИИ полимерных материалов. Вскоре была выпущена опытная партия, на основе которой и начал развиваться советский ракетомодельный спорт. С 1982 года с перебоями заработало серийное производство двигателей на государственном казенном заводе «Импульс» в украинской Шостке — в год выпускали 200−250 тысяч экземпляров. Несмотря на жесткий дефицит таких двигателей, это был период расцвета советского любительского модельного ракетостроения, который закончился в 1990 году одновременно с закрытием производства в Шостке.

Двигательный тюнинг

Качество серийных двигателей, как нетрудно догадаться, для серьезных соревнований не годилось. Поэтому рядом с заводом в 1984 году появилось мелкосерийное опытное производство, обеспечивавшее своей продукцией сборную страны. Особенно выделялись двигатели, частным образом изготовленные мастером Юрием Гапоном.

А в чем, собственно, сложность производства? По своей сути ракетомодельный двигатель — простейшее устройство: картонная трубка с запрессованным внутри дымным порохом марки ДРП-3П (дымный ружейный порох 3-й состав для прессованных изделий) с керамической заглушкой с соплом-дыркой с одной стороны и пыжом с вышибным зарядом — с другой. Первая проблема, с которой не справлялось серийное производство, — точность дозировки, от которой зависел и конечный суммарный импульс двигателя. Вторая — качество корпусов, которые часто давали трещины при прессовании под давлением в три тонны. Ну и третья — собственно, качество запрессовки. Впрочем, проблемы с качеством возникали не только в нашей стране. Не блещут им и серийные ракетомодельные двигатели другой великой космической державы — США. А лучшие модельные двигатели делают микроскопические предприятия в Чехии и Словакии, откуда их контрабандой провозят для особо важных мероприятий.

Тем не менее при социализме двигатели, пусть неважные и с дефицитом, но были. Сейчас же их нет вообще. Отдельные детские ракетомодельные студии летают на старых, еще советских запасах, закрывая глаза на то, что срок годности давно вышел. Спортсмены пользуются услугами пары мастеров-одиночек, а если повезет, то и контрабандными чешскими двигателями. Любителям же остается единственный путь — перед тем как стать Королевым, сначала стать Глушко. То есть делать двигатели самим. Чем, собственно, и занимались я и мои друзья в детстве. Слава богу, пальцы и глаза у всех остались на месте.

Из всех искусств

Из всех искусств для нас важнейшим является кино, любил поговаривать Ильич. Для ракетомоделистов-любителей середины прошлого века — тоже. Ибо кино- и фотопленка того времени делалась из целлулоида. Туго свернутая в небольшой рулончик и засунутая в бумажную трубку со стабилизаторами, она позволяла взлететь простейшей ракете на высоту пятиэтажного дома. У таких двигателей было два главных недостатка: первый — небольшая мощность и, как следствие, высота полета; второй — невозобновимость запасов целлулоидной пленки. Например, фотоархива моего отца хватило всего на пару десятков запусков. Сейчас, кстати, жалко.

Второй вариант двигателей собирался, так сказать, из отходов деятельности Советской армии. Дело в том, что при стрельбах на артиллерийских полигонах (а один из них как раз находился неподалеку от нас) метательный заряд при выстреле выгорает не до конца. И если хорошенько поискать в траве перед позициями, можно было найти довольно много трубчатого пороха. Самая несложная ракета получалась в результате простого заворачивания такой трубки в обычную фольгу от шоколадки и поджигания с одного конца. Летала такая ракета, правда, невысоко и непредсказуемо, зато весело. Мощный двигатель получался при собирании длинных трубок в пакет и заталкивании их в картонный корпус. Из обожженной глины изготавливалось и примитивное сопло. Работал такой двигатель очень эффектно, поднимал ракету довольно высоко, но часто взрывался. К тому же на артиллерийский полигон не особо походишь.

Третий вариант представлял собой попытку почти промышленного изготовления ракетомодельного двигателя на самодельном дымном порохе. Делали его из калиевой селитры, серы и активированного угля (он постоянно заклинивал родительскую кофемолку, на которой я его измельчал в пыль). Признаюсь честно, мои пороховые двигатели работали с перебоями, поднимая ракеты всего на пару десятков метров. Причину я узнал лишь пару дней назад — запрессовывать двигатели нужно было не молотком в квартире, а школьным прессом в лаборатории. Но кто бы, спрашивается, меня в седьмом классе пустил запрессовывать ракетные двигатели?!

Работа с ядами

Вершиной же моей двигателестроительной деятельности стал довольно ядовитый двигатель, работавший на смеси цинковой пыли и серы. Оба ингредиента я выменял у одноклассника, сына директора городской аптеки, на пару резиновых индейцев, самую конвертируемую валюту моего детства. Рецепт я почерпнул в жутко редкой переводной польской ракетомодельной книжке. И двигатели набивал в папином противогазе, который хранился у нас в кладовке, — в книжке особый упор делался на токсичность цинковой пыли. Первый пробный запуск был проведен в отсутствие родителей на кухне. Столб пламени из зажатого в тисках двигателя с ревом устремился к потолку, прокоптив на нем пятно диаметром в метр и наполнив квартиру таким вонючим дымом, с каким не сравнится и коробка выкуренных сигар. Вот эти-то двигатели и обеспечили мне рекордные запуски — метров, наверное, на пятьдесят. Каково же было мое разочарование, когда через двадцать лет я узнал, что детские ракеты нашего научного редактора Дмитрия Мамонтова летали в разы выше!

На удобрениях

Двигатель Дмитрия был проще и технологичнее. Основной компонент его ракетного топлива — это натриевая селитра, которая продавалась в хозяйственных магазинах как удобрение в мешках по 3 и 5 кг. Селитра служила окислителем. А в качестве горючего выступала обычная газета, которая и пропитывалась перенасыщенным (горячим) раствором селитры, а затем высушивалась. Правда, селитра в процессе сушки начинала кристаллизоваться на поверхности бумаги, что приводило к замедлению горения (и даже гашению). Но тут вступало в действие ноу-хау — Дмитрий проглаживал газету горячим утюгом, буквально вплавляя селитру в бумагу. Это стоило ему испорченного утюга, но зато такая бумага горела очень быстро и стабильно, выделяя большое количество горячих газов. Набитые свернутой в тугой рулон селитрованной бумагой картонные трубки с импровизированными соплами из бутылочных пробок взлетали на сотню-другую метров.

Карамель

Параноидальный запрет российских властей на продажу населению разных химреактивов, из которых можно изготовить взрывчатку (а ее можно изготовить практически из всего, хоть из древесных опилок), компенсируется доступностью через интернет рецептов практически всех видов ракетного топлива, включая, например, состав горючего для ускорителей «Шаттла» (69,9% перхлората аммония, 12,04% полиуретана, 16% алюминиевой пудры, 0,07% оксида железа и 1,96% отвердителя).

Безусловным хитом любительского ракетного двигателестроения сейчас являются так называемые карамельные двигатели. Рецепт топлива прост до неприличия: 65% калиевой селитры KNO3 и 35% сахара. Селитра подсушивается на сковородке, после чего измельчается в обычной кофемолке, медленно добавляется в расплавленный сахар и застывает. Итогом творчества становятся топливные шашки, из которых можно набирать любые двигатели. В качестве корпусов двигателей и форм прекрасно подходят стреляные гильзы от охотничьих патронов — привет тридцатым! Гильзы в неограниченном количестве есть на любом стрелковом стенде. Хотя признанные мастера рекомендуют использовать не сахарную, а сорбитовую карамель в тех же пропорциях: сахарная развивает большее давление и, как следствие, раздувает и прожигает гильзы.

Назад в будущее

Ситуация, можно сказать, вернулась в 1930-е годы. В отличие от других видов модельного спорта, где недостаток отечественных двигателей и прочих комплектующих можно компенсировать импортом, в ракетомодельном спорте это не проходит. У нас ракетомодельные двигатели приравниваются к взрывчатым веществам, со всеми вытекающими условиями по хранению, транспортировке и провозе через границу. Не родился еще на земле русской человек, способный наладить импорт таких изделий.

Выход один — производство на родине, благо технология тут вовсе не космическая. Но заводы, имеющие лицензии на производство таких изделий, за них не берутся — им этот бизнес был бы интересен лишь при миллионных тиражах. Вот и вынуждены начинающие ракетомоделисты из крупнейшей космической державы летать на карамельных ракетах. Тогда как в Соединенных Штатах сейчас стали появляться уже многоразовые модельные ракетные двигатели, работающие на гибридном топливе: закись азота плюс твердое горючее. Как вы думаете, какая страна лет через тридцать полетит к Марсу?

Небольшой отчет об изготовлении и запуске моделей ракет

И звезды становятся ближе…

Предисловие

В связи с тем, что мой сын Матвей потихоньку подрастает, я стал все чаще задавать себе вопрос — «А чем увлекаются современные детишки 8-14 лет?». Иногда, встречая на улице группы детишек, только и слышишь, что «… я там десять монстров завалил, я там шахту захватил и.п.». Приходится признать, что компьютерные игры, это важная часть жизни современного ребенка. С этим практически невозможно бороться. Компьютеры становятся все доступнее, а компьютерные технологии все совершеннее.
По моему мнению, бесконтрольное увлечение компьютерными играми угрожает не только зрению и неокрепшей психике ребенка, мне кажется в этом кроется гораздо большая опасность — фантастические миры компьютерных игр заменяют детям реальность и лишают их собственного воображения, тяги к творчеству и изобретательству.

Кто пойдет в институты и будет создавать новые технологии? Кто построит корабли которые понесут нас к звездам? Кто откроет новые источники энергии? Если в детско-подростковом возрасте не получена тяга к технике, конструированию и изобретательству — то как она разовьется в человеке в дальнейшем? В 14-16 лет подростков уже интересуют «другие» проблемы…

Есть еще спортивные секции, музыкальные и художественные школы. Спорт, музыка и рисование — это тоже важно, но я сейчас хочу сказать о другом… Кто научит маленьких мужчин делать что-то своими руками? Кто позволит им испытать то чувство непередаваемого восторга от создания чего-то своими руками. Пусть это будет модель планера, или машинки, или схема из батарейки и лампочки — неважно. И это «что-то» обычно сразу несется папе и маме. Протягивая им в ладошках, покрытых порезами, пятнами клея и краски, свое творение — ребенок испытывает не только чувство гордости. Он начинает верить в самого себя, и эта вера помогает ему в дальнейшем справляться с жизненными трудностями.

Во время учебы в школе я посещал кружок ракетомоделизма. Мы строили не только модели ракет, но и разрабатывали модели космических станций, планетоходов, футуристических звездолетов и т.п. У нас была отличная практика — «защита» свои проектов перед товарищами. Порой засиживаясь до полуночи, мы до хрипоты в голосе доказывали друг другу преимущества термоядерного двигателя перед фотонным и т.п. Это было интересно и увлекательно и давало первые, важные навыки ведения аргументированных споров.

Я до сих пор помню имя руководителя нашего кружка — Александр Иванович Яловеженко. Днем он работал электриком, а между сменами и по выходным занимался с нами, мальчишками. Не так просто организовать ракетомодельный кружок за полярным кругом. Но благодаря его настойчивости и энтузиазму, у нас были и материалы и модельные ракетные двигатели, которые позволяли нам осуществлять пуски моделей ракет. Большое человеческое спасибо ему за потраченное на нас время и привитые навыки в т.ч. любовь к конструированию, созданию чего-то своими руками.

Но наибольшее влияние на меня, конечно, оказал мой папа. Я всегда восхищался его способностью с легкостью браться за любое дело и доводить его до конца. Он и сейчас является для меня примером настоящего мужчины. Я не знаю кем станет мой сын, но я постараюсь научить его правильно держать в руках молоток, паяльник и гаечный ключ, а также передать ему часть жизненного опыта который поможет ему в дальнейшем.

Поехали

Вот и я решил «тряхнуть стариной» и вспомнить свои навыки по созданию моделей ракет. Себе в помощь я взял Матвейку и выдал ему рабочий инструмент — ножницы и бумагу. И работа закипела! Ребенок со всей серьезностью отнесся к поставленной задаче и через пять минут у меня на столе уже была гора мелко нарезанной бумаги. На протяжении всего процесса сборки ракеты, длившегося неделю ребенок подходил ко мне по нескольку раз, снова просил ножницы и бумагу и задавал единственный вопрос — «Папа, акету сдеал?»

А папа еще не сделал, папа долго решал, что же он все таки хочет сделать… Обычно, модели ракет оборудуются парашютом или стримером для «мягкого» возвращения на землю. После завершения работы ракетного двигателя воспламеняется «замедлительный» заряд, который горит несколько секунд. После завершения горения срабатывает «вышибной» заряд, который и выталкивает парашют из ракеты. Но это слишком сложно и долго… Поэтому я решил сделать «невозвратные» модели ракет и снарядить их небольшим пиротехническим зарядом. Пусть «погибнут» красиво и весело :-).

Конструкция ракеты

Для изготовления ракеты, необходимо найти деревянную или любую другую оправку и склеить бумажный цилиндр. Для этого я использовал лист бумаги для рисования формата А3. Цилиндр просушивается и укрепляется изнутри 2-3 ребрами жесткости (это кружки из плотного картона с отверстием диаметром 5 мм посередине).
Ребра жесткости вклеиваются в цилиндр. Общая конструкция ракеты приведена на рисунке:

Затем из плотного картона, вырезаются 3 или 4 стабилизатора. Их форма может быть различной — треугольной, трапециевидной, полукруглой. Главное, чтобы они были не слишком маленькими и выглядели красиво :-). Стабилизаторы крепятся к корпусу ракеты при помощи двух полосок из плотной бумаги.

Обтекатель ракеты также изготавливается из бумаги. Можно выточить его из дерева (лучше бальсы) или использовать подходящий по форме и размеру пластиковый предмет. Для одной из ракет я воспользовался половинкой пластикового яйца.
В принципе, процесс изготовления ракеты достаточно несложен, но требует времени, аккуратности и главное — модельного ракетного двигателя. Для тех кто хочет сделать и запустить модель ракеты, но не имеет возможности её изготовить — можно приобрести её в интернет-магазине. Там же, вы можете купить модельные ракетные двигатели, стартовые устройства и другую необходимую мелочевку для запуска ракет.

Модельные ракетные двигатели

Для своих ракет я использовал модельные ракетные двигатели промышленного изготовления МРД 20-10-4 (куплены по случаю в одном из магазинов для моделистов, несколько лет назад). Немного поясню, что означают эти цифры. 20 — это суммарный импульс тяги (в Ньютонах * секунду). 10 — это средняя тяга в Ньютонах. 4 — это время работы замедлительного заряда. Из этих цифр можно вычислить ориентировочное время работы двигателя. В нашем случае это 20/10 то есть приблизительно 2 секунды (на самом деле чуть больше, так как 10Н — это средняя тяга, а она не линейна во время работы двигателя).

Для запуска (воспламенения) двигателя в комплекте с ними идут электрозапалы. Это простое устройство, состоящее из нихромовой проволоки с нанесенным воспламенительным составом (лак и черный порох). Они не всегда обеспечивают 100% воспламенение двигателя, но я знаю, как с этим бороться. Для более удобного использования я снаряжаю их контактным проводом. В случае отказа, электрозапал легко будет заменить в полевых условиях.

Конструкция пиротехнического заряда

Пиротехнический заряд представляет собой толстостенный бумажный цилиндр, снаряженный пиротехническим составом и размещаемый в носовой части ракеты. Чтобы передать воспламенительный импульс от двигателя в головную часть ракеты я использовал огнепроводный шнур — т.н. стопин. Он изготавливается достаточно просто. Берется медицинский бинт шириной 4-5 см. и пропитывается в насыщенном растворе смеси нитрата калия и сахара (4:1). После пропитки, влажный бинт раскладывается на газете и хорошо натирается мелко размолотым дымным порохом (для увеличения скорости горения). После этого бинт скручивается. Получается шнур с диаметром 5-6 мм. Шнур высушивается в теплом месте (на батарее) в течение суток. После этого он готов к использованию.

Внимание!
У данного огнепроводного шнура очень высокая скорость горения — до 10 см. в секунду. Его нельзя использовать для воспламенения двигателей.

Пиротехнический заряд состоит из звездочек красного огня и разрывного заряда. Звездочки я применил промышленного изготовления, а в качестве «разрывного» заряда я использовал смесь перхлората калия с магнием (5:1). Эта смесь при воспламенении дает громкий хлопок и яркую вспышку. Можно использовать черный, дымный порох или другие пиротехнические смеси и составы. Общий вес заряда не должен превышать 20-30 грамм!

Внимание! Если у Вас нет опыта работы с пиротехническими составами — лучше отказаться от их изготовления в домашних условиях. Пиротехника это искусство, требующее хороших базовых знаний в области химии и физики, а также досконального соблюдения правил безопасности.

Для правильной «развесовки» ракеты без пиротехнического заряда, необходимо поместить в носовую часть небольшой кусочек пластилина весом 10-15 грамм.
Ракеты я раскрасил имеющимися в наличии аэрозольными красками и немного оклеил яркой цветной бумагой, чтобы было удобнее наблюдать за полетом при пасмурной погоде. В последнюю очередь, в двигатель ракеты вставляется электрозапал. Перед этим в сопло двигателя помещается немного дополнительного воспламенительного состава (можно воспользоваться мелко размолотой намазкой со спичек). Это обеспечит надежное воспламенение двигателя. Электрозапал фиксируется небольшим кусочком ваты. Ракета готова к запуску.

Запуск ракет

Для запуска моделей ракет необходимо найти открытую площадку без строений. Лучше если это будет поле или пустырь. На месте старта ракеты не должно быть легковоспламеняющихся веществ, травы и прочего мусора. Пусковую направляющую располагаем вертикально. Ракета одевается направляющими кольцами на пусковой штырь, до ограничителя. Подключаем провода к электрозапалу и ракета готова к старту!

Удаляемся на 15-20 метров от пусковой установки. Это — обязательное условие! Двигатель ракеты может взорваться при старте. Двигатели старые, топливо рассыхается, в нем появляются трещины — поэтому возможен взрыв. Даже для новых двигателей, в ракетомодельных кружках проводится процедура «отжига». Двигатели из разных партий испытываются на стенде. Иногда, бракованными бывают целые партии — сказываются условия транспортировки и хранения.

Наши ракеты мы решили запустить 31 января, когда установилась ясная и морозная погода без ветра. Местом запуска выбрали городской стадион. Стартовую площадку я организовал на огромном снежном комке. Для запуска ракет (дистанционного воспламенения электрозапала) я использовал небольшой 12в. аккумулятор. К сожалению, первая «безымянная» ракета взорвалась на старте (наверное она «обиделась» на нас, что ей не присвоили имя…). Я уж было подумал, что и вторую ракету ждет подобная судьба… Но вторая ракета — «Пупсень» показала отличный старт и превосходный, ровный полет завершившийся срабатыванием пиротехнического заряда. Ура. Можно считать, что наша «ракетная эпопея» закончилась победой. Мы сделали звезды чуть-чуть ближе…

Работа кипит
Главный помошник конструктора ракет
Модельные ракетные двигатели МРД

Компоненты для изготовления модели ракеты
Модель ракеты на старте
Будущий ракетостроитель

Установка модели ракеты на пусковую установку
Подготовка модели ракеты к запуску
Старт модели ракеты

Полет и срабатывание пиротехнического заряда
Схема модели ракеты
Модель ракеты из листа А№

Ракетный дуэт
Установка воспламенителя в двигатель модели ракеты
Стабилизаторы ракеты из картона

Стопин
Электрозапалы для МРД
Электровоспламенитель с удлиненными контактами

Заключение

По моему мнению, запуски моделей ракет — одно из самых увлекательных зрелищ. А занятия спортивным ракетомоделизмом развивают у ребенка целый набор навыков: учат усидчивости, сосредоточенности, точности, способствуют более глубокому пониманию законов физики. Помимо этого, ребенок учится безопасному обращению с пиротехническими составами, что очень насущно при современной доступности пиротехнических игрушек.
Основным препятствием для развития ракетомоделизма в России, которое я вижу, является то, что наша промышленность на данный момент не производит модельные ракетные двигатели. Все пользуются старыми запасами или самоделками. Кто побогаче — заказывают модельные ракетные двигатели в западных интернет магазинах.
Наибольшее распространение в ракетомоделизме получили двигатели компании ESTES.

Гнатив Василий
Январь, 2009.

Твердотопливные ракетные двигатели

История твердотопливных двигателей

Первой работой КБ «Южное» в области создания твердотопливных ракетных двигателей (РДТТ) является начатая в 1963 г. опытно-конструкторская разработка маршевого РДТТ первой ступени 15Д15 для комбинированной ракеты 8К99.

Первый пуск двигателя был проведен в апреле 1965 г.

Однако в октябре 1969 г., несмотря на серию полностью успешных пусков ракеты 8К99, ее разработка была прекращена. Опыт создания РДТТ позволил выработать новые прогрессивные подходы к определению наиболее оптимального облика будущих маршевых РДТТ.

В 1969 г. в КБ «Южное» была начата разработка МБР 15Ж43 и, в том числе, РДТТ первой ступени – 15Д122.

При создании двигателя был предложен ряд прогрессивных решений:

• комбинированный корпус со стеклопластиковой трубой продольно-поперечной намотки и металлическими днищами;
• моноблочный заряд из смесевого твердого топлива на основе бутилового каучука, прочноскрепленный с корпусом;
• центральное частично утопленное в камеру сгорания стационарное сопло с системой управления вектором тяги вдувом горячего камерного газа в утопленную сверхзвуковую часть сопла.

Проведенные огневые испытания двигателя 15Д122 подтвердили его работоспособность и требуемые характеристики системы управления вектором тяги на основе «горячего» вдува.

В этот период в КБ были разработаны управляющие твердотопливные двигатели для разведения космических объектов с увеличенным временем работы и управляющими усилиями (15Д161, 15Д171, 15Д221). В двигателях использовались заряды торцевого горения из безметального смесевого топлива с оригинальной конструкцией скрепления с корпусом и уникальной конструкцией уплотнения в подшипниках вращающихся сопел.

Следующей работой КБ «Южное» по созданию РДТТ стала разработка маршевого двигателя 3Д65 для первой ступени ракеты морского базирования 3М65 (разработки конструкторского бюро им. Макеева), в конструкции которого были применены самые передовые инженерные решения:

• цельномотанный корпус типа «кокон» с силовой оболочкой из высокопрочного органоволокна и закладными элементами из титанового сплава;
• прочноскрепленный с корпусом заряд из высокоэнергетического смесевого топлива на основе бутилкаучука;
• стационарное сопло с системой управления вектором тяги по трем каналам на основе «горячего» вдува;
• ряд конструкторских решений, обусловленных спецификой применения двигателя в составе ракеты морского базирования (старт, как из надводного, так и подводного положения).

В 1982 г. двигатель 3Д65 был допущен к серийному производству.

В середине 1970-х годов КБ «Южное» приступило к разработке маршевых РДТТ первой ступени – 15Д206 и второй ступени – 15Д207 для шахтной МБР 15Ж44 и мобильной МБР 15Ж52.

С целью сокращения объема и сроков экспериментальной отработки двигатель 15Д206 был спроектирован как полный аналог двигателя 3Д65, изменения состояли в повышении уровня расходно-тяговых характеристик, увеличении диаметра критического сечения и величины давления в камере сгорания.

При разработке двигателя 15Д207 были применены следующие новые технические решения:

• стационарное сопло с выдвижным высотным насадком;
• углерод-углеродные композиционные материалы для вкладыша критического сечения;
• рецептуры топлива с повышенным уровнем энергетических характеристик;
• моноблочный заряд с высоким коэффициентом заполнения камеры сгорания.

Наземная отработка двигателей была начата в 1979 г.

Однако в 1983 г. было принято решение о прекращении разработки ракет 15Ж44 и 15Ж52 и о создании на их базе МБР 15Ж60 и 15Ж61 с улучшенными тактико-техническими характеристиками и повышенным уровнем стойкости к поражающим факторам ядерного оружия.

Для мобильных ракет 15Ж61 был создан новый двигатель второй ступени – 15Д290, улучшенные характеристики которого были получены за счет применения нового высокоэнергетического смесевого топлива и внедрения ряда конструкторских решений, повышающих стойкость двигателя к воздействию поражающих факторов ядерного оружия.

Для ракеты 15Ж60 предъявленные требования к маршевым РДТТ первой и второй ступеней привели к необходимости создания принципиально нового двигателя первой ступени и модернизации двигателя второй ступени (15Д305 и 15Д339 соответственно).

При разработке двигателя 15Д305 были заложены следующие уникальные решения:

• высокоэнергетическое топливо на основе октогена;
• корпус типа «кокон»;
• центральное поворотное сопло на эластичном опорном шарнире с моноблочным вкладышем критического сечения из объемно-армированного углерод-углеродного материала.

Для двигателя 15Д339 было создано многофункциональное покрытие, защищающее корпус от всех поражающих факторов ядерного оружия, а также улучшено массовое совершенство конструкции и повышена эрозионная стойкость сопла.

В результате проведенных работ в 1986-1988 гг. была завершена отработка РДТТ 15Д290, 15Д305 и 15Д339 и начато их серийное производство.

В 1988 г. КБ «Южное» была поручена разработка двигательной установки первой ступени (15Д365) МБР 15Ж65.

Особенностями конструкции двигателя 15Д365 являются:

• моноблочный заряд с поворотным управляющим соплом на эластичном опорном шарнире, с качанием по круговой диаграмме;
• органопластиковый корпус типа «кокон»;
• прочноскрепленный заряд из смесевого топлива, на основе октогена.

Было проведено пять огневых испытаний с выпуском заключения о допуске двигателя 15Д365 к летным испытаниям. Однако из-за распада СССР все работы по теме в КБ «Южное» были прекращены.

Наряду с маршевыми и управляющими РДТТ в КБ «Южное» разработана большая группа (82 типа) малогабаритных твердотопливных двигателей, аккумуляторов давления и газогенераторов.

С их помощью решен широкий круг технических задач:

• минометный старт ракеты;
• минометное разделение ступеней ракеты;
• заклон ракеты при минометном старте;
• изменение геометрии надувного наконечника головного обтекателя;
• увеличение высотности сопла маршевого двигателя;
• отделение и увод с траектории ракеты различных объектов;
• управление полетом частей ракеты;
• выброс с ракеты объектов и обеспечение их полета с заданной скоростью;
• стабилизация объектов вращением.

Многолетний опыт успешной эксплуатации ракет подтвердил высокую надежность и высокую стойкость разработанных РДТТ к воздействию внешних эксплуатационных факторов.

Как сделать реактивный мини двигатель своими руками в домашних условиях – самодельная схема устройства

Я собираю модель, имитирующую настоящий реактивный мини двигатель, даже если мой вариант электрический. На самом деле всё просто и каждый может построить реактивный двигатель своими руками в домашних условиях.

То, как я спроектировал и построил самодельный реактивный двигатель — не лучший способ сделать это. Я могу представить миллион способов и схем, как создать лучшую модель, более реалистичную, более надежную и более простую в изготовлении. Но сейчас я собрал такую.

Основные части реактивного модельного двигателя:

• Двигатель постоянного тока достаточно сильный и минимум на 12 вольт
• Источник постоянного тока не менее 12 вольт (в зависимости от того, какой у вас двигатель постоянного тока).
• Реостат, такой же какой продаётся для настройки яркости лампочек.
• Коробка передач с маховиком, встречается во многих автомобильных игрушках. Лучше всего, если корпус редуктора сделан из металла, потому что пластик может плавиться на таких высоких скоростях.
• Металлический лист, который можно разрезать, чтобы сделать лопасти вентилятора.
• Амперметр или вольтметр.
• Потенциометр примерно на 50К.
• Катушка электромагнита из соленоида или любого другого источника.
• 4 диода.
• 2 или 4 постоянных магнита.
• Картон, чтобы собрать корпус, похожий на корпус реактивного двигателя.
• Наполнитель кузовов для авто, для создания экстерьера.
• Жесткий провод, чтобы поддерживать все. Обычно я использую провода из дешевых вешалок. Они достаточно сильны и достаточно гибки, чтобы придать им нужную форму.
• Клей. Для большинства деталей я предпочитаю горячий клей, но сейчас подойдёт практически любой клей.
• Белая, серебряная и черная краска.

Шаг 1: Присоедините двигатель постоянного тока к маховику коробки передач

Основа модели моего реактивного двигателя очень проста. Присоедините двигатель постоянного тока к коробке передач. Идея заключается в том, что мотор приводит в движение ту часть коробки передач, которая была прикреплена к колесам игрушечной машинки. Поместите пластиковый рычаг, чтобы он ударялся о маленькую шестерню маховика, и она издавала шум. Некоторые коробки передач уже оснащены этим устройством, а некоторые нет.

Шаг 2: Соедините магниты и катушку для датчика

Поместите 2 или 4 постоянных магнита на главный вал таким образом, чтобы катушка могла находиться рядом с ними, когда они вращаются. Поместите их так, чтобы шаблон полярности был — + — +. Идея состоит в том, что магниты будут проходить близко к катушке и генерировать небольшое количество тока, которое мы будем использовать для перемещения датчика. Но чтобы это сработало, вам нужно поместить 4 диода в мостовую конфигурацию, чтобы преобразовать переменный ток, который мы генерируем, в постоянный.

Загуглите «диодный мост», чтобы найти об этом больше информации. Также для калибровки датчика до нужной чувствительности, вам необходимо поместить потенциометр между катушкой и датчиком.

Шаг 3: Реостат для управления скоростью

Нам нужно контролировать скорость двигателя. Для этого поместите реостат между розеткой и источником питания. Если вы не знаете, как это сделать, загуглите, как подключить реостат к лампочкам. Но вместо лампочки мы поставим блок питания.

Не пытайтесь сделать это, если вы не уверены на 100%. Мы имеем дело с большим током и использование неподходящего источника питания может вывести его и строя. Чем проще блок питания, тем лучше. Альтернатива — найти реостат постоянного тока, чтобы мы могли контролировать напряжение после подачи питания. Я не смог найти такой ни в одном магазине, поэтому использую реостат для лампочек. Но если вы сможете найти такой, который будет работать с двигателем постоянного тока, то возьмите его. Идея состоит в том, чтобы просто контролировать, какой ток поступает на двигатель, так что это будет нашим дросселем.

Шаг 4: Вентилятор

Вентилятор вы можете сделать так, как захотите. Я вырезал каждое лезвие из тонкого металлического листа и склеил их. Вы можете сделать их из картона и затем покрасить. Или, если у вас есть доступ к 3D принтеру, вы можете напечатать 3d-вентилятор. На www.thingiverse.com есть отличные трёхмерные модели вентиляторов.

Шаг 5: Корпус

Вы можете сделать корпус из картона, а затем, чтобы придать форму, добавить внешний заполнитель. Вам придется много шлифовать, так что это тяжелая и грязная работа. Когда вы всё сгладите, закрасьте корпус глянцевой белой краской.

Внутренняя часть двигателя должна быть окрашена в черный цвет. Передняя часть двигателя обычно имеет серебристый край, который вы, по желанию, можете нарисовать.

Шаг 6: Механизм стартера

Стартер и ручки подачи топлива связаны механически. Стартер имеет выключатель, который подключает двигатель к источнику питания. Этот переключатель также может быть активирован рычагом управления подачей топлива, когда он находится в рабочем положении.

Пружина стартера должна быть нагружена таким образом, чтобы она хотела вернуться в нормальное положение, и блокировала стартовое положение только в том случае, если рычаг управления подачей топлива находится в отключенном положении.

Идея состоит в том, чтобы стартер оставался в исходном положении, пока вы не переместите рычаг подачи топлива в рабочее положение, и теперь рычаг управления подачей топлива будет держать переключатель включенным. Также топливный рычаг является частью основания реостата. Реостат должен быть установлен таким образом, чтобы можно было вращать не только часть ручки, которая должна вращаться, но и всю основу реостата. Эта база — то, что контроль топлива двигает для увеличения скорости, когда он находится в рабочем положении. Это сложно объяснить и поэтому, чтобы лучше понять концепцию, вы должны посмотреть третью часть видео.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.