XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Действующая модель ракеты «Союз». Масштаб 1:48
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Человек всегда интересовался космосом. Наверно, каждый из нас мечтает побывать там. Ракетомоделирование - это вид научно-технического творчества, целью которого является построение моделей ракет. Модели ракет могут изготавливаться для их последующего запуска - это так называемые действующие модели ракет, а также могут изготавливаться для экспозиции - это стендовые модели ракет. Ракетомоделирование - первая ступень воспитания не только будущих летчиков - космонавтов, но и будущих квалифицированных инженеров, конструкторов, изобретателей и рационализаторов. Моделируя космические аппараты, знакомясь с историей их создания, конструкцией и технологиями их изготовления, можно познать современные, передовые технические решения. На занятиях по ракетомоделированию можно познакомиться с большим количеством различных материалов и инструментов, приобрести очень полезные в жизни практические навыки.
Актуальность
Занятия ракетомоделированием содействуют формированию высокоразвитой и разносторонней личности. Это увлекательный мир творчества; увлекательное хобби; научно-техническое творчество, в первую очередь среди детей; спорт и спортивные соревнования; профессиональная ориентация детей; пропаганда и популяризация космической деятельности; патриотическое воспитание подрастающего поколения.
Я занимаюсь в кружке по ракетомоделированию уже четыре года. За это время стал участником и призером в соревнованиях по ракетомодельному спорту, участвовал много раз в показательных выступлениях по запуску спортивных моделей, посвященных Дню космонавтики (приложение 1).
Цели и задачи проекта
Цели:
-
Разработать и изготовить самостоятельно действующую модель ракеты «Союз» в масштабе 1:48;
-
Принять участия в выставках, конкурсах, соревнованиях по ракетомодельному спорту.
Задачи:
-
Ознакомиться с историей создания и характеристиками ракеты «Союз»;
-
Разобраться с конструкцией и чертежами по изготовлению модели;
-
Разработать систему спасения для данной модели.
-
Изготовить модель.
-
История создания и характеристики ракеты «Восток»
Полет 12 апреля 1961 года стал апофеозом идей, заложенных Цандером и Циолковским, развитых Королевым. 62 года назад впервые в мире наш соотечественник Юрий Гагарин достиг орбиты Земли благодаря выдающимся умам, которыми наша страна всегда была богата, благодаря самоотверженной работе тысяч ученых и инженеров.
«Союз» — советская трёхступенчатая ракета-носитель (РН) среднего класса из семейства Р-7, предназначенная для выведения на близкую к круговой эллиптическую орбиту Земли с неизменным наклонением орбиты пилотируемых космических кораблей типа «Союз» и автоматических космических аппаратов серии «Космос». Разрабатывалась и изготавливалась в куйбышевском Филиале № 3 ОКБ-1 под руководством Дмитрия Ильича Козлова и Сергея Павловича Королёва на основе ракет-носителей «Р-7А» и «Восход». С помощью ракеты-носителя «Союз» были запущены все «Союзы 7К-ОК», первые 11 космических кораблей «Союз 7К-Т», а также первые «Союз 7К-ТА» (для орбитальной станции «Салют-3»). Всего было произведено 32 запуска с 1966 года по 1976 год, из них 30 были успешными.
Конструктивно РН «Союз» выполнена по схеме продольно-поперечного деления ракетных ступеней. На первом этапе полёта работают двигатели четырех боковых и центрального блоков, на втором, после отделения боковых блоков - только двигатель центрального блока. В хвостовом отсеке каждого бокового блока размещается автономный жидкостный четырехкамерный ракетный двигатель однократного включения РД-118, оснащенный двумя рулевыми соплами. Запуск ЖРД центрального и боковых блоков производится на Земле, что даёт возможность контролировать работу двигателей и при возникновении неисправностей во время пуска отменять пуск ракеты. На третьей ступени применяется двигательная установка РД-0110, состоящая из четырехкамерного двигателя однократного включения и четырех поворотных рулевых сопел.
Технические характеристики:
-
Максимальная масса (расчётная) полезного груза (при выводе на околоземную орбиту) – 7 т;
-
Стартовая масса ракеты ~310 т;
-
Общая длина (с космическим кораблем «Союз») - 39,3 м;
-
Максимальный диаметр (по воздушным рулям) 10,3 м;
-
Время полета ракеты «Союз» на активном участке ~ 9 минут.
На схеме (приложение 2) показан порядок отделения ступеней и спуска спускаемого аппарата и катапультного кресла.
-
Техника изготовления действующей модели ракеты «Союз» масштаб 1:48
Для изготовления действующей модели ракеты «Союз» основным материалом в работе использовалась бумага в формате А 4, потолочная плитка для изготовления отсека системы спасения и детализации ракеты.
В качестве системы спасения изготавливается 2 парашюта, 1 для головного обтекателя и 2 для самой ракеты материал полиэтилен низкого давления (Мусорные мешки).
Область применения: модель может быть использованы в качестве предметов для коллекции, выставочных экспонатов, а также для участия в соревнованиях и показательных выступлениях.
Процесс создания моделей проходил в несколько этапов:
-
Поиск чертежа данной модели в масштабе 1:48 (приложение рис 3- 4).
-
Распечатка чертежа и основных деталей ракеты на бумаге для черчения в формате А 4 при помощи принтера.
-
С использованием канцелярского ножа, ножниц, линейки изготовил заготовки будущей модели.
-
При помощи клея (титан) и специальных подходящих приспособлений изготовил основные части ракеты, 3 ступени.
Ступень - это отделяемая часть ракеты, которая состоит из одного или нескольких ракетных блоков. Головной обтекатель - это самая верхняя часть ракеты, предназначенная для защиты полезной нагрузки на участке выведения от возникающих при прохождении плотных слоев атмосферы.
-
Изготовление отсека для двигателя и отсека для системы спасения материал потолочная плитка и бумага.
Отсек для двигателя - необходим для размещения порохового двигателя в модели и накопления газов, выталкивающих систему спасения.
-
Склеивание элементов модели между собой с применением клея «Титан».
-
Создание системы спасения. Для данной ракеты я изготовил 2 парашюта из пакетов для мусора и капроновой нити для строп. Длина стропы вычитывается по формуле R+Ø.
Парашют - необходим для безопасной и безаварийной посадки модели.
-
Декорирование модели приближение к оригиналу копии модели.
-
Балансировка модели для стабильного полета при помощи утяжеления головного обтекателя.
-
Принцип действия и запуск действующей ракеты «Союз»
Данная модель действующей ракеты «Союз» является одноступенчатой для запуска используются пороховой ракетный двигатель марки МРД 20 -10- 4 где20 - полный импульс 20 Н*с; 10 - средняя тяга 10 Н; 4 - время работы замедлителя: 4 с купленные в специализированных магазинах (приложение 5).
Для запуска модели используется пусковая установка длина штыря не менее 1,5 м закреплённый на не горючей подставке.
При помощи пульта (пусковой кнопки) подается питание 12в по проводу расстояние не менее 5м по технике безопасности непосредственно на запал (приложение рис 6). Запал нагревается и воспламеняет пороховой заряд (приложение рис 7). При сгорании порохового заряда ракета стремится вверх. Происходит полет. При сгорании дополнительного заряда пороховые газы выталкивают систему спасения, парашют. Ракета приземляется в определенной точке в зависимости от погодных условий.
Заключение
Результатом моей работы я ознакомился с историей создания и характеристиками ракеты «Союз», изготовил модель ракеты, написал проект.
В процессе выполнения проекта я научился работать с различными материалами, получил навыки работы с модельным ножом и другим мелким инструментом.
Модель изготавливалась с соблюдением правил техники безопасности, в точной последовательности технологических операций, с правильным применением материалов и инструментов.
Процесс сборки не вызвал у меня особых сложностей. Кроме того, для создания таких модели не потребуется значительных средств. В большинстве случаев все эти материалы есть под рукой. На основе этой модели можно разработать и другие с большей дальностью и высотой полета, можно экспериментировать с материалами.
Список использованных интернет - ресурсов:
-
http: ru.wikipedia.org
-
http: www.roscosmos.ru
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение рис 4
Приложение рис 5
Приложение рис 6
Приложение рис 7
Приложение 8
Ракета «Союз»