الأرض هي مهد الإنسانية ، لكن لا يمكنك العيش في المهد إلى الأبد

هذه العبارة الشهيرة لـ K.E. Tsiolkovsky لا تُنسى حتى يومنا هذا. ترسل ناسا و ESA و Roskosmos و SpaceX والعديد من شركات الفضاء الأخرى مهامًا تلقائية إلى كواكب أخرى ، وتطلق الأشخاص إلى الفضاء وتسعى جاهدة لإحياء كلمات كونستانتين إدواردوفيتش.



لكن ماذا لو استغرق تطوير صاروخ جديد وقتًا طويلاً ، وتريد إطلاقه هنا والآن؟ ثم يجب عليك القيام بنمذجة الصواريخ وبناء وإطلاق صاروخ أحلامك بنفسك. ويسعدني أن أخبركم عن تجربتي في تصميم الصواريخ في هذا المقال.

المقدمة

مرحبا! في هذه السلسلة من المقالات ، أود أن أشارككم تجربتي في تطوير وإطلاق نماذج الصواريخ ، وأخبركم عن إخفاقاتي الأولى ونجاحاتي المذهلة ، وكيف أفعل ذلك وكيف لا أفعله. لن أخوض في تفاصيل كيفية بناء صاروخ ، لأن هناك العديد من الأدلة حول هذا الموضوع على الإنترنت ، لكنني سأركز على التجربة الشخصية لأنقذك من أخطائي وأريكم بعض النتائج والحلول المثيرة للاهتمام.



وبالتالي،

المحاولات الأولى لبناء المحرك

إن قلب أي صاروخ هو محركه ، لذلك كان عليك تجميعه أولاً. يحظى وقود الكراميل بشعبية كبيرة بين مصممي الصواريخ ، نظرًا لسهولة تصنيعه ويمكن العثور على مكوناته (مسحوق السكر ونترات البوتاسيوم) في أي مدينة.





اشتريت نترات البوتاسيوم من متجر أسمدة قريب وسكر مسحوق من محل بقالة. في ذلك الوقت ، لم يزعجني النقش N - 13.6٪ و K2O - 46٪ ، لكن بسببه لاحقًا كان هناك الكثير من المشاكل ، والتي سأتحدث عنها بعد قليل.







لتصنيع الجسم ، كنت بحاجة إلى أنبوب ماء بلاستيكي بطول 100 مم وقطر 10 مم ، بنتونايت (فضلات القطط) ، لصنع المقابس ولضغط الوقود نفسه ، كنت بحاجة إلى العثور على أي عصا يمكن أن تدخل المحرك بحرية. الملح الصخري والبنتونيت والسكر البودرة أنا مطحون بشكل منفصل في ملاط ​​، فقط في حالة. ثم قام بخلط نترات البوتاسيوم مع المسحوق بنسبة 70٪ إلى 30٪. الآن كان من الضروري دفع جميع المكونات إلى الأنبوب على النحو التالي:

1. ضع ملعقة من البنتونيت المطحون في الأنبوب
2. 10, . ,
3. 80. , . ,
4. , ,
5. 50-70 .

لقد صنعت سلك فتيل لإشعال المحرك . قمت بغلي حبل من الجوت في محلول وقود الكراميل ، مع أخذ التركيز بالعين ، حوالي 2-3 ملاعق صغيرة لكل كوب من الماء. بعد الغليان ، من الضروري ترك السلك يجف ، وإذا كانت نسب محلول الوقود صحيحة ، فسيكون هناك طلاء أبيض من الكراميل على الحبل. كان المحرك والسلك لإشعاله جاهزين ، مما يعني أنه كان لا بد من حرقه .



لسوء الحظ ، ليس لدي صور للمحرك الأول وفيديو لاختباراته ، لكن في النهاية لم ينطلق ، لكنه كان يدخن بشكل ملحوظ على منصة الإطلاق.



الاستنتاجات:

• كانت درجة حرارة الاحتراق عالية ، مما أدى إلى بدء ذوبان الأنبوب البلاستيكي ، وتقرر أن تكون أجسام المحركات التالية مصنوعة من المعدن
• كانت الفوهة مسدودة باستمرار ببقايا نواتج الاحتراق ، والتي يمكن أن تزيد الضغط في المحرك وينفجر الصاروخ ببساطة ، ولا يحتاج أحد إلى تفكيك سريع غير مجدول . في ذلك الوقت ، اعتقدت أن هذا يرجع إلى نسبة خاطئة من النترات وبسبب حقيقة أن مسحوق السكر لم يكن نقيًا ، لذلك قررت في المحركات التالية تجربة النسب واستبدال السكر البودرة بالسكر النقي

وهكذا ، فإن تجربتي الأولى في بناء المحرك ، رغم أنها بدت حزينة ، لكنها دفعتني إلى المضي قدمًا في هذا الاتجاه وتعلم شيء جديد ، لأنني أردت حقًا إطلاق صاروخي!

انه حي!

بعد البحث على الإنترنت ، فهمت تقريبًا مشكلة المحرك الأول. بسبب الصدم ، تم توزيع الوقود بشكل غير متساو ، وتشكلت فيه تجاويف ، وكان غير متجانس ، ولهذا السبب كانت عملية الاحتراق بطيئة للغاية وبدلاً من الصاروخ ، ظهرت قنبلة دخان جيدة. كان حل المشكلة بسيطًا - دفع وقود الكراميل المغلي في الأنبوب . أخذت قضيبًا معدنيًا للحمام كجسم وقررت تجربة نسب الوقود وإضافة أكسيد الحديد 3 (أي الصدأ العادي) ، لأنه كان عليه زيادة معدل الاحتراق.





أمثلة على وقود الكراميل النقي مع الصدأ المضاف. مصدر



لقد جعلت المحركات أصغر ، لأنني لم أر الهدف من صنع نسخة كاملة الحجم ، تمامًا كما لم أر النقطة في المقابس والفوهة ، ما كان ينبغي أن تؤثر على معدل احتراق الوقود ، لأن جميع الأشخاص كانوا في ظروف بيئية متساوية.



قبل الطهي ، دعونا نتحدث عن احتياطات السلامة ، لأن الكراميل سريع الاشتعال ويحترق بسرعة كبيرة. ما عليك سوى طهي الوقود على موقد كهربائي ؛ لا يمكنك طهي الوقود على موقد الغاز أو أي مصدر آخر للنار المفتوحة. بالمناسبة ، في الانفجار الأخير لمستودع للألعاب النارية في بيروت ، وفقًا للبيانات الرسمية ، اشتعل الملح الصخري ، لذا كن حذرًا للغاية عند الطهي.



وقود مسلوق على موقد كهربائي في صانع الفطائرللون واتساق الحليب المكثف. صانعة الفطائر جيدة جدًا لدرجة أن جميع المكونات الموجودة فيها يتم تسخينها بالتساوي ولا تحترق.



نتيجة لذلك ، انتهى بي الأمر بالعديد من موضوعات الاختبار:

• محركات بمدافع الهاون ووقود الكراميل المسلوق
• محركات بوقود الكراميل المطحون والمسلوق
• محركات بوقود الكراميل المطحون والمغلي مع إضافة 1٪ أكسيد الحديد 3

الآن كان من الضروري اختبار المحركات. في المفسدين ، يتم كتابة النسبة المئوية للمكونات بالتنسيق الملح الصخري / السكر / الصدأ (إن وجد) ، وفي الداخل توجد صور متحركة للحروق نفسها.













الاستنتاجات:

• هذه المرة ، أضاءت جميع المحركات واحترقت جيدًا ، وهو ما يسر بالطبع
• يزيد الصدأ من معدل الحرق . للمقارنة ، احترق محرك 55/45 لمدة 35 ثانية ، ومحرك 54/45/1 احترق لمدة 26 ثانية ؛
  
  
• لم يؤد الطحن في مطحنة القهوة إلى زيادة معدل الحرق بشكل كبير
• حتى مع استبدال السكر ، بقيت الكثير من المواد غير المحترقة في المحركات (مادة بالأبيض والأسود في "البراميل" في الصورة الأخيرة) ، والتي لم يكن تكوينها معروفًا.

بشكل عام ، اشتعلت النيران في الوقود ، يبقى أن تقرر ما إذا كنت تريد إطلاق صاروخ عليه ، أو البحث عن حل آخر.

ما هو بيت القصيد؟

نتيجة لذلك ، لدينا محركات سيئة الأداء. مشكلتهم الرئيسية هي الاحتراق غير الكامل لخليط الوقود (كتبت عن عواقب هذا أعلاه). كما ارتفع معدل الاحتراق. وهنا يظهر النقش المشؤوم N - 13.6٪ و K2O - 46٪ على عبوة النترات ، لأن على الأرجح نترات البوتاسيوم للأسمدة غير نظيفة ، والباقي 40.4٪ هو نوع من الشوائب التي تسبب ضعف أداء المحرك.



إذا شاهدت سلسلة الفيديو الأخيرة من Amperki Rocket vs Lehi، ثم لاحظت أنهم استخدموا نترات البوتاسيوم النقية كيميائيا. بفضلها ، أحرقوا كل الوقود ، وكان معدل الاحتراق أعلى (2.85 ملم / ثانية مقابل 1-1.25 ملم / ثانية). حسنًا ، عيب آخر للمحركات محلية الصنع هو أن اتجاهها غير معروف ، وفي المستقبل أود حساب معلمات رحلة الصاروخ.



نتيجة لذلك ، يمكنني أن أستنتج أنه لا يمكنك بناء محرك على نترات البوتاسيوم للأسمدة. بشكل عام ، في مثل هذه الملاحظة المحزنة ، انتهيت من تطوير محركاتي ، وبدأت في البحث عن أولئك الذين يصنعون ويبيعون محركات جاهزة.

بناء صاروخ

اشتريت المحركات من Real Rockets . نظرًا لأن المشعل الكهربائي مزود أيضًا بهذه المحركات ، كان من الضروري تجميع جهاز تحكم عن بعد للإطلاق ، وبالطبع الصاروخ نفسه. في نفس المتجر اشتريت أنابيب من الورق المقوى للجسم.



على الإنترنت ، وجدت دائرة لجهاز التحكم عن بعد وقمت بتغييرها قليلاً بحيث لا يشتعل المحرك عن طريق الخطأ من الاتصال ، ونتيجة لذلك ، تحولت الدائرة على النحو التالي:





الجسم مصنوع من صفائح PVC ، ووضع دائرة ملحومة بالداخل ، وتم إحضار الأسلاك إلى المشعل (في الرسم البياني R2) إلى المحطات. لقد قمت بلحام التماسيح بسلك الإشعال الذي كان متصلاً بالمُشعل.





حسنًا ، مثل أي نظام فضائي ، يجب اختبار جهاز التحكم عن بعد ، وسيكون من الجيد أن نرى كيف تعمل المحركات الجاهزة عمومًا.





لكي يطير الصاروخ عموديًا لأعلى ، قررت تصميمه في برنامج Open Rocket ، ثم طباعة جميع التفاصيل على طابعة ثلاثية الأبعاد. باستخدام وظيفة تحسين الصاروخ ، اخترت شكل وأبعاد الانسيابية والمثبتات بناءً على أبعاد أنبوب الورق المقوى ، والانسيابية (التي أردت فيها تثبيت مقياس الارتفاع ، والذي سأتحدث عنه في الجزء التالي) ، وكتلة المحرك ودفعه وحوامله. لكن كان من الضروري أولاً إضافة المحرك المستخدم.





افتح رسم صاروخ صاروخ







عندما تم حساب شكل الزعانف والانسيابية ، كان لا بد من تصميمها وإرسالها للطباعة. أنا أيضا على غرار جبل المحرك.

إلى الأمام إلى مكب النفايات!

مع تجميع الصاروخين ، حان الوقت لإطلاقهما! لعبت قضيب فولاذي بطول 1500 مم عالق في الأرض دور منصة الإطلاق. تم تركيب الصاروخ عليه باستخدام أدلة (أوراق ملفوفة في أنابيب).



كان الإطلاق الأول للصواريخ المطبوعة ثلاثية الأبعاد أمرًا مضحكًا ومخيفًا. كما اتضح ، كانت المحركات معيبة ، بسببها طار صاروخ كروز من عيار في السماء وضرب الصاروخ المعيب الأرض بأقصى سرعة. ولكن كانت هناك أخبار سارة ، حيث تم استبدال المحركات المعيبة بـ Real Rockets مجانًا ، وأنا ممتن لهم.









بصاروخ تم إصلاحه ومحركات جديدة ، ذهبنا إلى موقع الاختبار مرة أخرى. هذه المرة ، كان الحظ في صالحنا ، وأقلع الصاروخان وسقطا بهدوء ، حتى بشكل متكرر.

خاتمة

في النهاية ، أود أن أقول إنني لا أريد التوقف عند إطلاق الصواريخ البسيطة. لقد طار أحد صواريخي بالفعل بمقياس الارتفاع ، والذي سأتحدث عنه في المقال التالي. الآن أقوم بصنع كاميرا على متن الطائرة ، والتي أخطط لتثبيتها على صاروخ جديد وإطلاقها على محركات RD1-30-5 أكثر قوة.



ولدي على هذا:





شكرآ لك على أهتمامك!