KONSTRUKCJA RAKIETY

Części składowe… Rakietę możemy podzielić na najważniejsze części składowe: Głowicę Kadłub Usterzenie (stateczniki) Silnik

Wydłużenie rakiety Kaliber – maksymalna średnica rakiety Wydłużenie – stosunek całkowitej długości rakiety do maksymalnej średnicy Wydłużenie = 𝑐𝑎ł𝑘𝑜𝑤𝑖𝑡𝑎 𝑑ł𝑢𝑔𝑜ść 𝑟𝑎𝑘𝑖𝑒𝑡𝑦 𝑘𝑎𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟 Przykład: W= 1200 𝑚𝑚 80 𝑚𝑚 =15

Elementy wewnętrzne Rakieta składa się nie tylko z głowicy, kadłuba, stateczników i silnika. W środku rakiety bardzo często wymagane są odpowiednie elementy wewnętrzne: Kosz silnikowy Kosz elektroniki Łącznik

Kosz silnikowy Rola kosza silnikowego: Stabilne mocowanie silnika w korpusie rakiety Zablokowanie silnika – zapobiega wpadnięciu silnika do środka rakiety oraz wypadnięciu na zewnątrz Stabilne mocowanie usterzenia* WAŻNE: Kosz silnikowy musi być solidnie połączony z korpusem rakiety – za pomocą żywic epoksydowych lub wkrętów.

Kosz elektroniki Kosz elektroniki służy do stabilnego i bezpiecznego zamocowania elektroniki na pokładzie rakiety. Ważne jest, aby przedział elektroniki był szczelny – musi on chronić elektronikę przed gorącymi gazami od podsypki wyzwalającej spadochron.

Łącznik Łącznik służy do połączenia dwóch oddzielnych sekcji korpusu, np. członu silnikowego z członem głowicowym. Najczęściej robiony z tej samej rury, z której zrobiony jest korpus. Szerokość cięcia można wyliczyć ze wzoru: L = 𝑶𝒃𝒘𝒛𝒆𝒘 −𝑶𝒃𝒘𝒘𝒆𝒘 = 𝟐𝝅𝒓𝟏 −𝟐𝝅𝒓𝟐 Gdzie: 𝝅 = 3,14 r = promień ( 𝟏 𝟐 średnicy) Obwzew = Obwód korpusu na zewnątrz Obwwew = Obwód korpusu wewnątrz

Łącznik L = 𝑶𝒃𝒘𝒛𝒆𝒘 −𝑶𝒃𝒘𝒘𝒆𝒘 = 𝟐𝝅𝒓𝟏 −𝟐𝝅𝒓𝟐 Gdzie: 𝝅 = 3,14 r = promień ( 𝟏 𝟐 średnicy) Obwzew = Obwód korpusu na zewnątrz Obwwew = Obwód korpusu wewnątrz L = 𝑶𝒃𝒘𝒛𝒆𝒘 −𝑶𝒃𝒘𝒘𝒆𝒘 = 𝟐𝝅𝒓𝟏 −𝟐𝝅𝒓𝟐 Dane: Średnica korpusu rakiety = 80 [mm] Grubość ścianki = 2 [mm] L=2πr1 −2πr2 =2∗3,14∗40 −2∗3,14∗38=251,2 −238,64 = 12,56 [mm] Długość L (12,56 mm) jest wartością, którą musimy wyciąć z naszego łącznika. W tym celu na łączniku rysujemy linię prostą wzdłuż łącznika. Przy pomocy suwmiarki odmierzamy naszą wartość L=12,56mm i zaznaczamy punkty równolegle do linii, którą narysowaliśmy. Punkty łączymy i otrzymujemy linię równoległą do pierwszej, oddaloną od niej o naszą długość L. Nożem wykonujemy cięcie po liniach i otrzymujemy idealnie spasowany element łączący.

MATERIAŁY

Aluminium Wyróżniamy różne stopy aluminium. Najbardziej pożytecznymi stopami do budowy elementów rakiet są: PA38 (EN-AW 6060 / 6063) PA6 (EN-AW 2017) PA7 (EN-AW 2024) PA4 (EN AW 6082) PA11 (EN AW 5754)

Aluminium PA38 Najłatwiej dostępny na polskim rynku Tani Miękki Średnia wytrzymałość zmęczeniowa Średnia wytrzymałość na rozciąganie Podatny do spawania i anodowania dekoracyjnego

Aluminium PA38 Temperatura płynięcia: 655 st. Celsjusza Wytrzymałość ciśnieniowa rury fi 80x3 [mm]: 181 [bar] Źródło: metale-kolorowe.eu

Aluminium PA6 Temperatura płynięcia: 645 st. Celsjusza Wytrzymałość ciśnieniowa rury fi 80x3 [mm]: 262 [bar] Źródło: metale-kolorowe.eu

Aluminium PA4 Temperatura płynięcia: 650 st. Celsjusza Wytrzymałość ciśnieniowa rury fi 80x3 [mm]: 225 [bar] Źródło: metale-kolorowe.eu

Aluminium PA11 Temperatura płynięcia: 645 st. Celsjusza Wytrzymałość ciśnieniowa rury fi 80x3 [mm]: 142 [bar] Źródło: metale-kolorowe.eu

Zastosowanie aluminium PA38: Korpus rakiety, ew. silnika rakietowego Elementy giętkie PA6: Elementy wewnętrzne (zatyczki silnika, dysze, łączniki) PA4: Korpus rakiety / silnika rakietowego Elementy poddawane wysokim ciśnieniom PA11: Stateczniki rakiety

Zastosowanie aluminium

Kompozyty polimerowe Wyróżniamy kilka rodzajów kompozytów: Szklane Węglowe Kevlarowe (aramidowe) Spotykane są również tzw. kompozyty hybrydowe, gdzie tkanina spleciona jest np. z włókien węglowych oraz kevlarowych.

Kompozyty polimerowe Kompozyt = połączenie włókna szklanego z żywicą Ze względu na długi czas utwardzania najczęściej do produkcji kompozytów wykorzystywane są żywice epoksydowe, na przykład: L285 + utwardzacz H286 lub H287 Epidian 601 + utwardzacz Z-1 Epidian 53 + utwardzacz Z-1 Żywica produkcji niemieckiej, z certyfikatem Niemieckiego Federalnego Urzędu Lotnictwa Żywice produkcji polskiej

Kompozyty polimerowe

Kompozyty polimerowe Kompozyty dzielimy na: Czyste (złożone tylko z przesączonej żywicą tkaniny) Przekładane (np. obustronnie zalaminowana pianka/balsa/honeycomb/inny materiał) Źródło: marineengineparts.com Źródło: rocketryforum.com

Zalety kompozytów Zapewniają wysoką wytrzymałość przy stosunkowo małej masie Są proste w wytwarzaniu Są dostępna dla każdego Nie wymagają kosztownego parku maszynowego* Pełna dowolność wykonywanych kształtów

Materiały przekładkowe Najczęściej spotykane materiały przekładkowe: Herex – bardzo lekka, porowata pianka Balsa – najlżejsze drewno na świecie Honeycomb – plaster miodu

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów Źródło: Xcore Aerospace Budowany przez firmę XCORE Aerospace komercyjny statek kosmiczny, który zabierze cztery osoby w lot suborbitalny już w 2017 roku. Statek wykonany jest w dużej mierze z kompozytów węglowych, co widać na załączonym zdjęciu.

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów

Wytwarzanie kompozytów

Głowica Materiały na głowicę: Twarda dwuskładnikowa pianka poliuretanowa Plastik Aluminium Kompozyty szklane i węglowe: 4.1. Czysty kompozyt wytwarzany w formie 4.2. Kompozyt na rdzeniu piankowym

Korpus Materiały na korpus: Cienkościenna rura kartonowa z Krafta Rura z kompozytu szklanego/węglowego Rura aluminiowa Rura PCV/Plexiglass Rura ze zwijanej balsy wzmacniana laminatem szklanym/węglowym

Stateczniki Materiały na stateczniki: Balsa (+laminat) Sklejka (+laminat) Kompozyt czysty Aluminium Kompozyt przekładany… Przy statecznikach z balsy ważne jest, aby słoje deski były ułożone równolegle do krawędzi natarcia.

Kompozyt przekładany Kompozytem przekładanym nazywamy element, który został wykonany z dowolnego lekkiego materiału (np. herex, balsa, sklejka), a następnie zalaminowany tkaniną szklaną/węglową/kevlarową. Jako przekładka najczęściej służą: Balsa – lekka i względnie wytrzymała Herex – lekka pianka, wygodna w obróbce Styrodur – lekka pianka, stosowana przy grubych elementach Sklejka – względnie ciężka, lecz wytrzymała

Elementy wewnętrzne Dla rakiet z kartonu: sklejka, rzadziej balsa Dla rakiet kompozytowych: kompozyt, sklejka, balsa laminowana Dla rakiet aluminiowych: aluminium W rakietach modelarskich kładzie się nacisk na używanie jak najmniejszej ilości elementów metalowych.

Łączenia linowe Do połączenia członów używamy: Haczyków (w elementach wewnętrznych) Karabińczyków (na końcu każdej liny) Liny: Kevlarowej – niepalna, bardzo mocna linka, często występująca w oplocie nylonowym Nylonowej – nieodporna na temperaturę linka o względnie dużej wytrzymałości Dyneema – bardzo mocna lina używana w żeglarstwie, niestety nieodporna na temperaturę.

Łączenia linowe Aby poprawnie zwinąć linkę, należy nawijać ją na dłoń ułożoną w geście przywitania. Linkę zwijasz na dłoni na krzyż – pod kątem ok. 45 stopni od strony prawej do lewej, a następnie od lewej do prawej, itd. Linka zwinięta w ten sposób nie ma prawa się zaplątać – chyba, że ma się pecha 

Rakietowy Tczew Wrzesień-Kwiecień 2013 – projekt edukacyjny w ZSK Tczew Czerwiec 2013 – warsztaty rakietowe podczas „Dni Ziemi Tczewskiej” Od września 2013 – pracownia rakietowa w Centrum Kultury i Sztuki Praca przy projektach naddźwiękowych

Rakietowy Tczew

Jak zacząć? POMYSŁ + INICJATYWA WYSYŁANIE MAILI SPOTKANIA AKTYWNE DZIAŁANIE PROMOCJA SPONSORING

KONIEC Autor: Damian Mayer Prezentacja stanowi własność autora i nie może być wykorzystywana przez osoby trzecie w celach komercyjnych bez zgody autora. Zabrania się upubliczniania prezentacji lub zrzutów ekranowych bez wiedzy i zgody autora. Źródła: Zdjęcia: Damian Mayer Grafiki: Paweł Elsztajn – „Młody Modelarz Rakiet”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1981