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MODELLIEREN
S1B-Raketenmodelle. Tipps für einen Modellbauer
Verzeichnis / Funksteuerungsausrüstung Die Kategorie der Höhenmodelle (S1) ist eine der „ältesten“ im Raketenmodellbau. Seit 1985, ab der sechsten Weltmeisterschaft, hat sie sich bei allen Welt- und Europameisterschaften fest „registriert“. Es ist anzumerken, dass unsere Athleten darin sofort Spitzenreiter wurden und von elf Weltmeisterschaften in den letzten zwanzig Jahren sieben Mal Meister wurden. Einen überzeugenden Sieg bei der 16. Weltmeisterschaft in Baikonur in der Klasse der Flughöhenmodelle errang V.A. Menschikow, mehrfacher Meister Russlands, Preisträger und Gewinner der Europa- und Weltmeisterschaft. Sein Modell – „Hochhaus“ der Klasse S1B – erreichte eine Höhe von 612 m. Abhängig vom spezifischen Impuls der Motoren, dem Durchmesser und der Länge des Rumpfes wird die Kategorie S1 in fünf Klassen eingeteilt. Die Meisterschaftsklassen sind seit vielen Jahren S1B – für junge Männer und S1C – für Erwachsene. Nach den jüngsten Änderungen im FAI-Code sind die technischen Anforderungen an Modelle dieselben: ein Mindestdurchmesser von 40 mm in der Mitte der Raketenlänge (nicht weniger als 500 mm). Und dennoch: In der Kategorie S1 sollte der Mindestdurchmesser des Gehäuses (hinterer Teil jeder Stufe) 18 mm nicht überschreiten. Die Klassen S1B und S1C unterscheiden sich durch den maximalen Gesamtimpuls der Motoren und das Startgewicht des Modells. Bei Jugendlichen beträgt der Impuls nicht mehr als 5 n. s., Gewicht - nicht mehr als 60 g bzw. bei Erwachsenen - nicht mehr als 10 n. Mit. und 120 g. Eine weitere allgemeine Anforderung für Modelle dieser Kategorie. Bei Verwendung von zwei „Arbeits“-Stufen muss der Impuls des Modellraketentriebwerks (MRE) auf beiden Stufen gleich sein – jeweils 2,5 n. Mit. (in der Klasse S1B) und 5 n. Mit. (für Klasse S1C). Es ist erlaubt, beliebig viele Motoren in beliebiger Kombination zu verwenden, sofern ihr Gesamtimpuls den für diese Klasse zulässigen Wert nicht überschreitet. Ziel des Wettbewerbs in der Kategorie Höhenmodell (S1) ist das Erreichen der durch entsprechende Messungen ermittelten höchsten Flughöhe. Jeder Teilnehmer kann drei Flüge absolvieren – nach dem besten Ergebnis wird der Gewinner ermittelt. Bei Gleichheit der Ergebnisse wird die Summe zweier Flüge herangezogen, um den besten zu ermitteln. Und wenn es das Gleiche ist, dann bestimmt die Summe aller drei den Champion. Zur Ermittlung des Höhenergebnisses werden alle Modelle dieser Kategorie im Flug von mindestens zwei kalibrierten Messgeräten (Theodolit, TZK) verfolgt, die sich an den Enden der Basislinie mit einer Länge von mindestens 300 m in direkter Sichtlinie von der Basislinie befinden Startplatz. Bediener, die mit Messgeräten arbeiten, bestimmen Winkel sowohl relativ zur vertikalen Achse (Azimut) als auch relativ zur Horizontalen (Elevation) mit einer Genauigkeit von 0,5 Grad. Die aus der Beobachtung des Modells gewonnenen Winkeldaten werden durch Triangulation in Höhendaten umgewandelt.
Für diejenigen, die ihr erstes Höhenmodell bauen möchten, bieten wir eine Zeichnung und Beschreibung eines einfachen einstufigen Modells der Klasse S1B für einen Motor mit einem Gesamtimpuls von 5 N. Mit. (Abb. 1). Als Baumaterial steht Papier, Styropor zur Verfügung. Der Körper wird aus zwei Lagen Schreibpapier (0,1 mm dick) auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 40 mm geklebt. Die Abmessungen des Werkstücks betragen in diesem Fall 300x270 mm. Bei der Auswahl eines Zuschnitts müssen die Papierfasern entlang des Dorns platziert werden – es entstehen keine Falten und Knicke. Für die Arbeit können Sie PVA-Kleber verwenden und diesen leicht mit Wasser verdünnen. Nach dem Trocknen des Rändelrohres sollte die Naht mit Schleifpapier bearbeitet und zweimal mit Nitrolack beschichtet werden. Auch das Heckelement wird mit der gleichen Technologie hergestellt, nämlich unter Verwendung eines konischen Dorns. Nach dem Trocknen und entsprechender Bearbeitung wird es in das Spannfutter einer Drehmaschine eingespannt und auf eine Länge von 102 mm facettiert. Anschließend wird aus Papier und einem 107 mm langen Motorclip mit einem Dorn mit einem Durchmesser von 13,2 mm eingeklebt. Am Clip sind an beiden Enden zwei Rahmen aus Polystyrol befestigt. Einer (unten) - Leistung, der andere (oben) - Andocken. Mit seiner Hilfe erfolgt die Verbindung von Schwanzelement und Körper. Zuvor wird der Clip in das Heckelement eingeklebt. Ein kleines Stück Faden (Fall) wird von innen am Oberkörper befestigt, um ihn mit anderen Teilen des Modells zu verbinden. Die Kopfverkleidung hat eine spitzbogige Form und wurde auf einer Drehbank aus dichtem Schaumstoff gefertigt. Die Länge der Landeschürze beträgt 25 mm. Nach der Bearbeitung wird es von außen verstärkt – mit einer Schicht PVA-Kleber überzogen und geschliffen, wodurch eine glatte Oberfläche entsteht. Am Ende des Rocks wird eine Fadenschlaufe eingeklebt, an der anschließend ein Fallschirm und ein Aufhängefaden befestigt werden. Stabilisatoren (es gibt vier davon) werden nach einer Schablone aus 4 mm dickem Deckenschaum geschnitten. Die Zuschnitte werden zu einem Beutel gefaltet und entlang der Kontur bearbeitet. Jedes wird dann sowohl in der Draufsicht – wodurch die Dicke auf 2 mm reduziert wird – als auch in der Vorderansicht profiliert, wodurch ein stromlinienförmiges symmetrisches Profil entsteht. Um die Steifigkeit zu erhöhen, werden die Seitenflächen der Stabilisatoren mit Schreibpapier überklebt und mit feinkörnigem Schleifpapier bearbeitet, wodurch eine gute, ebene Oberfläche entsteht. Stabilisatoren werden mit Hilfe von wasserdispergiertem Leim-Express „Joiner“ am Heckkegel befestigt. Das zusammengebaute Modell (mit Motor) muss gewogen und ausbalanciert werden – schließlich ist ein stabiler Flug der Schlüssel zu erfolgreichen Leistungen im Wettbewerb. Eine der Aufgaben bei der Konstruktion von Sportraketenmodellen besteht darin, deren Stabilisierung, also einen stabilen Flug auf einer vorgegebenen (vertikalen) Flugbahn, sicherzustellen. Es ist zu beachten, dass eine der Möglichkeiten zur Gewährleistung der Stabilität von Raketenmodellen – die Aerodynamik – bereits in ihre Konstruktionen integriert ist – durch den Einbau von Stabilisatoren. Für die Kategorie „Hochhäuser“ wäre es jedoch sinnvoll zu prüfen, ob das jeweilige Flugzeug unter dem Einfluss äußerer Kräfte stabil ist oder nicht. Eine notwendige Voraussetzung für die aerodynamische Stabilität ist die relative Lage des Schwerpunkts (c. t.) und des Druckzentrums (c. d') des Modells. Wenn c. t. liegt vor c. dann wird das Modell stabil sein. Wenn c. t. Modelle hinter c. D., dann nein. Das Verhältnis des Abstands von c. t. bis c. h. die Länge des Raketenmodells bestimmt den „Stabilitätsspielraum“. Bei Modellen mit Stabilisatoren sollte er etwa 5 – 10 % betragen. Der Schwerpunkt des Modells (in der Startbereitschaft) wird durch Ausbalancieren auf der Kante des Schullineals bestimmt. Um den Druckmittelpunkt zu ermitteln, können Sie zwei Methoden verwenden: praktische und berechnete. Als erstes wird aus beliebigem Plattenmaterial – Sperrholz, Pappe, Kunststoff – eine Figur entlang der Kontur des Raketenmodells ausgeschnitten und c. das heißt, die gleiche flache Figur. Dies wird ca. sein. d. Modelle. Es muss jedoch zugegeben werden, dass Fehler unvermeidlich sind. Praktische Schlussfolgerungen können durch die zweite Berechnung bestätigt werden. Dazu wird eine Seitenansicht des Modells gezeichnet und die Fläche jedes seiner Elemente (Verkleidung, Karosserie, Stabilisatoren usw.) bestimmt. Markieren Sie in der Abbildung c. t. jedes Element. Die Fläche jeder der geometrischen Figuren, die durch bekannte geometrische Formeln bestimmt wird, wird mit dem Abstand von der Oberseite des Modells zu q multipliziert. m. dieses Elements und erhalten Sie das Widerstandsmoment einer flachen Figur. Die Summe der Momente geteilt durch die Gesamtfläche ergibt die Lage des geometrischen Schwerpunkts der Kontur oder des Druckzentrums des Modells. Für dieses Modell der Rakete der E1V-Klasse beträgt sie 215 mm. Für Änderungen in der Position von c. So ist es möglich, die Kopfverkleidung zu beladen. Die Originalität des zweistufigen Modells der Rakete der S1B-Klasse liegt in der Verbindung der Stufen durch den MRD-Körper der zweiten Stufe und die Unterkaliberform des Oberstufenkörpers. Die vorgeschlagene Methode zum Verbinden der Stufen ist fast eine Juweliersarbeit und erfordert bestimmte Fähigkeiten und Fertigkeiten. Die Form des Rumpfes der zweiten Stufe ist subkaliber (mit variablem Querschnitt), und aus aerodynamischer Sicht ist die Lösung absolut richtig und kompetent. Schließlich erfolgt der Höhenflug des Modells hauptsächlich auf der zweiten Stufe (auf der ersten - bis zu einer Höhe von 10 - 15 m). Die Wahl des Autors hinsichtlich der Form des Korpus ist also völlig gerechtfertigt. Und nun konkret zum Modell. Der Körper der ersten Stufe wird aus zwei Glasfaserschichten mit einer Dichte von 20 g/m2 auf einem gemusterten Dorn mit dem größten Durchmesser von 40 mm und dem kleinsten Durchmesser von 18,7 mm geformt. Nach dem Aushärten des Harzes wird das Werkstück (samt Dorn) in das Drehfutter eingespannt und von außen mit Schleifpapier unterschiedlicher Körnung bearbeitet. Anschließend werden sie mit zwei Schichten Yachtlack „Parade L20“ überzogen und auf die untere Länge - 344 mm - zugeschnitten. Im Inneren des Gehäuses ist Folgendes eingeklebt: von oben eine Montagehülse mit einem Innendurchmesser von 10,2 mm und einer Breite von 10 mm; unten - fünf Rahmen: vier - mit einem Innendurchmesser von 4 mm und einer - unten, sein Durchmesser beträgt 10,2 mm. Im Inneren der Rahmen ist eine Feuerführung befestigt – ein Glasfaserrohr mit einer Länge von 329 mm und einem Durchmesser von 4 mm. An seinen unteren Schnitt wird auf einer Länge von 9 mm die „Landungsbuchse“ des MRD der ersten Stufe geklebt. Es wird von der Innenfläche des oberen Teils des Motorgehäuses darauf gelegt. Im Abstand von 50 mm vom unteren Ausschnitt des Gehäuses der ersten Stufe wird darin ein durchgehendes (diametrales) Loch mit einem Durchmesser von 1 mm angebracht, das auch durch die Feuerführung verläuft. In dieses Loch wird vor Beginn ein Gewinde zur Befestigung des Bremsbandes (Rettungsgerät) der ersten Stufe eingefädelt. Stabilisatoren (es gibt drei davon) der ersten Stufe bestehen aus einer 3 mm dicken Balsaplatte, sind profiliert, an einer freien Kante auf eine Dicke von 0,5 mm reduziert und mit Epoxidharz stumpf am Rumpf befestigt. Anschließend werden sie mit zwei Lackschichten überzogen. Der Körper der zweiten Stufe ist, wie oben erwähnt, ein Unterkaliber, das auf die gleiche Weise wie der Körper der unteren Stufe hergestellt wird – geformt auf einem Dorn mit variablem Durchmesser: der größte beträgt 18,9 mm und der kleinste 10,1 mm. Nach dem Aushärten des Harzes wird das resultierende Werkstück in eine Drehbank eingespannt und bei 270–300 U/min mit Schleifpapier bearbeitet und lackiert. Nach dem Trocknen werden sie auf Maß zugeschnitten (Länge - 134 mm ohne Kopfverkleidung).
Im Inneren des Rumpfes, im unteren (heckigen) Teil, sind die Schub- und Zentrierbuchsen sowie der Rahmen eingeklebt, in die zuvor laut MRD ein Loch mit einem Durchmesser von 10,2 mm gebohrt wurde. Im oberen Teil des Körpers ist von innen ein Fall (ein etwa 800 mm langer Faden) befestigt, der mit der Kopfverkleidung verbunden und das Bremsband befestigt. Seine Länge beträgt mindestens 3 m, Breite - 25 - 30 mm. Die Stabilisatoren der zweiten Stufe (es gibt vier davon) sind aus einer 1 mm dicken Balsaplatte geschnitten, die Seiten sind mit Glasfaser verstärkt und stumpf am Heckteil des Rumpfes befestigt. Die Kopfverkleidung hat eine spitzbogige Form, ist aus Linde geschnitzt, gut verarbeitet und lackiert. Am unteren Ende (Rock) ist eine Schlaufe zur Befestigung eines Falls eingeklebt. Das Fluggewicht des Modells ohne MRD und Rettungssystem beträgt ca. 20 Gramm. Das „Hochhaus“ startet mit zwei „Delta“-Motoren mit einem Impuls von 2,5 Nm. Mit. Der MRD der ersten Stufe des Moderators hat nicht. Seine Aufgabe besteht darin, dem Modell einen Startschub zu geben, um es auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen. Seine Betriebszeit beträgt nicht mehr als 1 - 1,2 s. Die Betriebszeit des MRD-Zweitstufenmoderators ist praxisgerecht gewählt und beträgt ca. 6 - 6,5 s. Die Vorbereitung des Modells für den Start ist eine verantwortungsvolle Angelegenheit, sie erfordert Geschick und eine bestimmte Reihenfolge. Lassen Sie uns ausführlich darüber sprechen. Bei dieser Konstruktion spielt es (je nach Art der Verbindung der Stufen) keine Rolle, in welcher Reihenfolge sie vorbereitet werden. Beginnen wir zum Beispiel mit dem ersten (unteren) Schritt. An der Außenseite des Gehäuses befestigen wir anstelle des diametralen Lochs den zuvor zu einer „Akkordeon“ gefalteten Bremsbandstreifen aus Polyethylenfolie mit den Maßen 25x300 mm. Mit einem durch das Loch gefädelten Baumwollfaden drücken wir das Bremsband fest und binden es an den Körper. Danach setzen wir das MRD in diesen Rahmen ein und „stecken“ es auf die Hülse (die Verbindung muss fest und spielfrei sein). Dann gießen wir von oben etwas Schießpulver in die Feuerführung - ein Maß (ein Stück Hülse eines Kleinkalibergewehrs mit einer Länge von 4 mm). Als nächstes legen wir das Bremsband in den Körper der zweiten Stufe, nachdem wir es mit Talkumpuder, Watte und Farbe gefüllt haben (um eine farbige Wolke zu erzeugen, um die Höhe der Öffnung des Rettungssystems besser erkennen zu können). Dann „setzen“ wir mit fester Passform den MRD der zweiten Stufe und lassen seinen 18 mm langen Rand frei. Darauf setzen wir mit etwas Kraftaufwand die Buchse des Körpers der ersten Stufe auf. Das Ende des Motors liegt am oberen Ausschnitt der Feuerführung an. Der Abstand zwischen den Stufen an der Verbindungsstelle sollte nicht mehr als 1,5 - 2 mm betragen. Zur Gewährleistung können 5 - 6 Pulver in die Düse des Motors der zweiten Stufe eingefüllt werden. Das Modell startet von einer gasdynamischen Anlage vom Typ „Kolben“, während die MRD-Schürze der ersten Stufe in die Halterung dieser Anlage gelangt. Nach dem Start wird in einer Höhe von 10 – 15 m die Treibladung des Erststufentriebwerks aktiviert. Der Feuerimpuls wird durch das Feuerrohr an den Motor der zweiten Stufe übertragen und dieser „geht“ nach oben. Und gleichzeitig brennt der Befestigungsfaden des Rettungssystems der ersten Stufe durch, das Bremsband öffnet sich – und es landet. Autor: W. Roschkow
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