Карта понимания Как учиться на этом курсе PROCESS DIAGRAM 1 вопрос 2 модель 3 пример 4 проба 5 вывод PROCESS DIAGRAM 1 вопрос 2 модель 3 пример 4 проба 5 вывод Карта темы: от вопроса к самостоятельному выводу
Что рисовать и фиксировать Как учиться на этом курсе STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT понятие схема перенос пример ошибка критерий Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Визуальный конспект удерживает понятие, пример, ошибку и критерий
Ритм практики и повторения Как учиться на этом курсе ITERATION CYCLE вспомнить решить проверить исправить Цикл закрепления: извлечь из памяти, применить, проверить и исправить
Требования и проверяемая модель Профессиональный практикум: расчёт, чертёж и испытание PROCESS DIAGRAM 1 ТЗ 2 модель 3 расчёт 4 чертёж 5 испытание 6 коррекция PROCESS DIAGRAM 1 ТЗ 2 модель 3 расчёт 4 чертёж 5 испытание 6 коррекция Инженерный цикл: требование → модель → расчёт → чертёж → испытание → корректировка.
Чертёж как язык конструкции Профессиональный практикум: расчёт, чертёж и испытание М 1:5 АВИАМОДЕЛЬ · ОБЩИЙ ЧЕРТЁЖ ВИД СБОКУ ЦТ 66 600 96 45 5 1 4 6 7 ВИД СВЕРХУ 900 120 207 лонжерон 8 9 3 10 2 ВИД СПЕРЕДИ 35 НЕРВЮРА СТАБИЛИЗАТОРА (М 1:1) НЕРВЮРА КРЫЛА (М 1:1) усиливающая кромка (сосна) Спецификация 1 — крыло, профиль 8–10% 2 — фюзеляж-балка 3 — стабилизатор 4 — узел крепления крыла 5 — носовой груз 6 — киль 7 — хвостовая балка 8 — лонжерон 9 — нервюра крыла 10 — законцовка Планер учебный L 600 · b 900 Sкр 8.3 дм² · λ 9.7 c 120/65 · ЦТ 32% Трёхпроекционный чертёж связывает геометрию, центровку и спецификацию деталей.
Три проекции и спецификация деталей Атлас чертежей: размеры, проекции, силы и испытания М 1:5 АВИАМОДЕЛЬ · ОБЩИЙ ЧЕРТЁЖ ВИД СБОКУ ЦТ 66 600 96 45 5 1 4 6 7 ВИД СВЕРХУ 900 120 207 лонжерон 8 9 3 10 2 ВИД СПЕРЕДИ 35 НЕРВЮРА СТАБИЛИЗАТОРА (М 1:1) НЕРВЮРА КРЫЛА (М 1:1) усиливающая кромка (сосна) Спецификация 1 — крыло, профиль 8–10% 2 — фюзеляж-балка 3 — стабилизатор 4 — узел крепления крыла 5 — носовой груз 6 — киль 7 — хвостовая балка 8 — лонжерон 9 — нервюра крыла 10 — законцовка Планер учебный L 600 · b 900 Sкр 8.3 дм² · λ 9.7 c 120/65 · ЦТ 32% Трёхпроекционный чертёж: размеры, проекции, ЦТ и спецификация деталей.
Силы, моменты и критерий испытания Атлас чертежей: размеры, проекции, силы и испытания ДИАГРАММА СИЛ · FREE BODY DIAGRAM подъём вес тяга сопротивление ЦМ Схема сил векторы приложены к центру масс длина стрелки пропорциональна величине Диаграмма сил связывает форму, движение и проверяемую физическую модель.
Деталировка: профиль, нервюра, лонжерон Атлас чертежей: размеры, проекции, силы и испытания 30% носок хвостик вырез под лонжерон хорда 120 11 Нервюра (профиль крыла) 1 клетка = 10 мм · макс. толщина на 30% Хорда 120 мм · толщина 9% Профиль нервюры: хорда, толщина, лонжерон и технологические зоны.
Что такое реактивное движение Реактивное движение и закон сохранения импульса РАКЕТА · ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ шпангоут обтекатель корпус двигатель стабилизаторы L Модель ракеты · схема обозначения: обтекатель, корпус, сопло, стабилизат… вид сбоку, масштаб условный Одноступенчатая модель ракеты: струя газов назад — корпус вперёд
Разобранный расчёт: скорость отдачи Реактивное движение и закон сохранения импульса ДИАГРАММА СИЛ · FREE BODY DIAGRAM тяга вес ЦМ Схема сил векторы приложены к центру масс длина стрелки пропорциональна величине Импульс газов назад равен импульсу корпуса вперёд
Действие и противодействие Третий закон Ньютона — основа тяги ДИАГРАММА СИЛ · FREE BODY DIAGRAM тяга вес ЦМ Схема сил векторы приложены к центру масс длина стрелки пропорциональна величине Газы толкают двигатель вперёд с той же силой, с какой он толкает их назад
Разобранный расчёт: тяга через расход Третий закон Ньютона — основа тяги COMPARATIVE CHART · LINEAR SCALE 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7 сред. 7 тяга F max 1.2 вес P категория значение Чтение max: тяга F min: вес P ×5.9 Среднее 4.1 · максимум 7 · минимум 1.2 Тяга должна заметно превышать вес на старте
Полный импульс (Н·с) и средняя тяга Полный импульс двигателя и классы МРД COMPARATIVE CHART · LINEAR SCALE 0 8 16 24 32 40 сред. 2.5 A 5 B 10 C 20 D 40 E max категория значение Чтение max: E min: A ×16 Среднее 16 · максимум 40 · минимум 2.5 Верхняя граница полного импульса по классам МРД (Н·с)
Разобранный расчёт: класс по импульсу Полный импульс двигателя и классы МРД PROCESS DIAGRAM 1 C 2 6 3 3 PROCESS DIAGRAM 1 C 2 6 3 3 Маркировка C6-3: класс импульса · средняя тяга (Н) · задержка (с)
Формула характеристической скорости Уравнение Циолковского Δv растёт с отношением масс, но всё медленнее (логарифм)
Разобранный числовой пример Уравнение Циолковского COMPARATIVE CHART · LINEAR SCALE 0 64 127 191 254 318 сред. 143 20 г топл. 318 40 г топл. max категория значение Чтение max: 40 г топл. min: 20 г топл. ×2.2 Среднее 231 · максимум 318 · минимум 143 Δv (м/с) при разной доле топлива — рост через логарифм
Основные части и их назначение Устройство модельной ракеты РАКЕТА · ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ шпангоут обтекатель корпус двигатель стабилизаторы L Модель ракеты · схема обозначения: обтекатель, корпус, сопло, стабилизат… вид сбоку, масштаб условный Чертёж модельной ракеты сбоку: обтекатель, корпус, двигательный отсек, стабилизаторы
Калибр и пропорции модели Устройство модельной ракеты РАКЕТА · ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ шпангоут обтекатель корпус двигатель стабилизаторы L Модель ракеты · схема обозначения: обтекатель, корпус, сопло, стабилизат… вид сбоку, масштаб условный Длина модели измеряется в калибрах D — диаметрах корпуса
Устройство одноразового МРД Модельные ракетные двигатели (МРД) PROCESS DIAGRAM 1 Топливо (тяга) 2 Замедлитель 3 Вышибной заряд PROCESS DIAGRAM 1 Топливо (тяга) 2 Замедлитель 3 Вышибной заряд Этапы работы МРД: разгон → задержка → выброс парашюта
Маркировка и выбор двигателя Модельные ракетные двигатели (МРД) COMPARATIVE CHART · LINEAR SCALE 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7 сред. 3 тяж. (-3) 5 сред. (-5) 7 лёгк. (-7) max категория значение Чтение max: лёгк. (-7) min: тяж. (-3) ×2.3 Среднее 5 · максимум 7 · минимум 3 Чем легче ракета — тем больше нужна задержка (с)
Два центра и правило устойчивости Устойчивость: центр масс и центр давления РАКЕТА · ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ шпангоут обтекатель корпус двигатель стабилизаторы L Модель ракеты · схема обозначения: обтекатель, корпус, сопло, стабилизат… вид сбоку, масштаб условный ЦД (центр давления) должен быть ниже ЦМ (центра масс) — тогда ракета устойчива
Запас устойчивости в калибрах Устойчивость: центр масс и центр давления Норма запаса устойчивости: 1…2 калибра (здесь 1,7)
Зачем нужны стабилизаторы Стабилизаторы: площадь и форма РАКЕТА · ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ шпангоут обтекатель корпус двигатель стабилизаторы L Модель ракеты · схема обозначения: обтекатель, корпус, сопло, стабилизат… вид сбоку, масштаб условный Симметричные стабилизаторы смещают центр давления к хвосту
Разобранный расчёт площади Стабилизаторы: площадь и форма COMPARATIVE CHART · LINEAR SCALE 0 4.8 9.6 14 19 24 сред. 18 h = 40 мм 24 h = 55 мм max категория значение Чтение max: h = 55 мм min: h = 40 мм ×1.3 Среднее 21 · максимум 24 · минимум 18 Площадь стабилизатора растёт с размахом → ЦД смещается назад
Парашют, лента и амортизатор Система спасения и скорость снижения PROCESS DIAGRAM 1 Старт 2 Разгон 3 Выгорание 4 Апогей 5 Парашют 6 Спуск PROCESS DIAGRAM 1 Старт 2 Разгон 3 Выгорание 4 Апогей 5 Парашют 6 Спуск Фазы полёта: на апогее вышибной заряд раскрывает парашют
Разобранный расчёт диаметра парашюта Система спасения и скорость снижения Безопасная скорость снижения — ориентир 3…5 м/с
Материалы и сборка корпуса Материалы, постройка и отделка РАКЕТА · ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ шпангоут обтекатель корпус двигатель стабилизаторы L Модель ракеты · схема обозначения: обтекатель, корпус, сопло, стабилизат… вид сбоку, масштаб условный Узлы постройки: труба-корпус, точёный обтекатель, стабилизаторы на галтелях клея
Покраска и отделка Материалы, постройка и отделка PROCESS DIAGRAM 1 Грунт 2 Шлифовка 3 Краска 4 Контроль ЦМ PROCESS DIAGRAM 1 Грунт 2 Шлифовка 3 Краска 4 Контроль ЦМ Этапы отделки: гладкость и масса под контролем
Пусковая установка и электрозапуск Безопасный запуск и кодекс ракетомоделиста ITERATION CYCLE Осмотр Установка на штангу Подключение запала Отход на дистанцию Обратный отсчёт Пуск Цикл подготовки запуска: каждый шаг — под контролем
Кодекс безопасности и дистанции Безопасный запуск и кодекс ракетомоделиста Безопасные дистанции запуска растут с мощностью двигателя (м)
Многоступенчатые ракеты Многоступенчатые ракеты и оценка высоты PROCESS DIAGRAM 1 1-я ступень 2 Отделение 3 2-я ступень 4 Апогей 5 Парашют PROCESS DIAGRAM 1 1-я ступень 2 Отделение 3 2-я ступень 4 Апогей 5 Парашют Сброс выгоревшей ступени уменьшает массу — растёт прирост скорости
Оценка высоты по триангуляции Многоступенчатые ракеты и оценка высоты 0 50 100 150 200 250 300 100 173 250 H = L·tg α: при базе 100 м и угле 60° высота ≈ 173 м