Transcript konstrukcja oraz u*ywane materia*y

KO N S T R U K C J A R A K I E T Y
Części składowe…
Rakietę możemy podzielić na najważniejsze
części składowe:
1. Głowicę
2. Kadłub
3. Usterzenie (stateczniki)
4. 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:
1. Kosz silnikowy
2. Kosz elektroniki
3. Łącznik
Kosz silnikowy
Rola kosza silnikowego:
1. Stabilne mocowanie silnika w korpusie rakiety
2. Zablokowanie silnika – zapobiega wpadnięciu
silnika do środka rakiety oraz wypadnięciu na
zewnątrz
3. 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:
Gdzie:
𝝅 = 3,14
r = promień
𝟐
𝟏
(𝟐średnicy)
Obwzew = Obwód
korpusu na zewnątrz
Obwwew = Obwód
korpusu wewnątrz
L = 𝑶𝒃𝒘𝒛𝒆𝒘 − 𝑶𝒃𝒘𝒘𝒆𝒘 = 𝟐𝝅𝒓𝟏 − 𝟐𝝅𝒓
Łącznik
L = 𝑶𝒃𝒘𝒛𝒆𝒘 − 𝑶𝒃𝒘𝒘𝒆𝒘 = 𝟐𝝅𝒓𝟏 − 𝟐𝝅𝒓
Dane:
Średnica korpusu rakiety = 80 [mm]
Grubość ścianki = 2 [mm]
Gdzie:
𝝅 = 3,14
𝟐
r = promień
𝟏
(𝟐średnicy)
Obwzew = Obwód
korpusu na zewnątrz
Obwwew = Obwód
korpusu wewnątrz
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
Żywice produkcji polskiej
• Epidian 53 + utwardzacz Z-1
Żywica produkcji niemieckiej, z
certyfikatem Niemieckiego
Federalnego Urzędu Lotnictwa
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:
1. Twarda dwuskładnikowa pianka poliuretanowa
2. Plastik
3. Aluminium
4. Kompozyty szklane i węglowe:
4.1. Czysty kompozyt wytwarzany w formie
4.2. Kompozyt na rdzeniu piankowym
Korpus
Materiały na korpus:
1. Cienkościenna rura kartonowa z Krafta
2. Rura z kompozytu szklanego/węglowego
3. Rura aluminiowa
4. Rura PCV/Plexiglass
5. Rura ze zwijanej balsy wzmacniana laminatem
szklanym/węglowym
Stateczniki
Materiały na stateczniki:
1. Balsa (+laminat)
2. Sklejka (+laminat)
3. Kompozyt czysty
4. Aluminium
5. 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:
1. Kevlarowej – niepalna, bardzo mocna linka, często
występująca w oplocie nylonowym
2. Nylonowej – nieodporna na temperaturę linka o
względnie dużej wytrzymałości
3. 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?
1. POMYSŁ + INICJATYWA
2. WYSYŁANIE MAILI
3. SPOTKANIA
4. AKTYWNE DZIAŁANIE
5. PROMOCJA
6. 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