Bumi adalah tempat lahir manusia, tetapi Anda tidak bisa hidup di buaian selamanya

Ungkapan terkenal K.E. Tsiolkovsky ini tidak dilupakan hingga hari ini. NASA, ESA, Roskosmos, SpaceX, dan banyak perusahaan antariksa lainnya mengirim misi otomatis ke planet lain, meluncurkan orang ke luar angkasa, dan berusaha mewujudkan kata-kata Konstantin Eduardovich.



Tetapi bagaimana jika pengembangan roket baru membutuhkan waktu lama, dan Anda ingin meluncurkannya di sini dan sekarang? Maka Anda harus melakukan pemodelan roket dan membangun serta meluncurkan sendiri roket impian Anda. Dan saya dengan senang hati akan memberi tahu Anda tentang pengalaman saya dalam mendesain rudal di artikel ini.

pengantar

Halo! Dalam rangkaian artikel ini, saya ingin berbagi dengan Anda pengalaman saya dalam mengembangkan dan meluncurkan model roket, bercerita tentang kegagalan pertama saya dan kesuksesan yang memusingkan, tentang bagaimana melakukannya dan bagaimana tidak melakukannya. Saya tidak akan membahas secara detail tentang cara membuat roket, karena ada banyak panduan tentang topik ini di Internet, tetapi saya akan fokus pada pengalaman pribadi untuk menyelamatkan Anda dari kesalahan saya dan menunjukkan kepada Anda beberapa temuan dan solusi menarik saya.



Begitu,

Upaya pertama untuk membangun mesin

Inti dari setiap roket adalah mesinnya , jadi Anda harus merakitnya terlebih dahulu. Bahan bakar karamel sangat populer di kalangan pemodel roket, karena mudah dibuat dan komponennya (gula bubuk dan kalium nitrat) dapat ditemukan di kota mana pun.





Saya membeli kalium nitrat di toko pupuk terdekat dan gula bubuk di toko bahan makanan. Pada saat itu, prasasti N - 13,6% dan K2O - 46% tidak mengganggu saya, tetapi karena itu nanti ada banyak masalah, yang akan saya bicarakan nanti.







Untuk membuat bodi, saya membutuhkan pipa air plastik sepanjang 100 mm dan diameter 10 mm, bentonit (kotoran kucing), untuk membuat busi dan untuk memadatkan bahan bakarnya sendiri, saya perlu mencari batang yang bisa dengan bebas masuk ke mesin. Sendawa, bentonit, dan gula bubuk Saya digiling secara terpisah dalam lesung, untuk berjaga-jaga. Kemudian dia mencampurkan kalium nitrat dan bubuk dengan perbandingan 70% sampai 30%. Sekarang perlu untuk mendorong semua komponen ke dalam pipa sebagai berikut:

1. Masukkan sesendok bentonit ke dalam pipa
2. 10, . ,
3. 80. , . ,
4. , ,
5. 50-70 .

Saya membuat kabel sekring untuk menyalakan mesin . Saya merebus tali rami dalam larutan bahan bakar karamel, mengambil konsentrasinya dengan mata, sekitar 2-3 sendok teh per gelas air. Setelah mendidih, kabel harus dibiarkan mengering, dan jika proporsi larutan bahan bakar benar, maka tali akan memiliki lapisan karamel putih. Mesin dan kabel penyalaannya sudah siap, yang berarti harus dibakar .



Sayangnya, saya tidak memiliki foto mesin pertama dan video pengujiannya, tetapi pada akhirnya tidak lepas landas, tetapi terasa berasap di landasan peluncuran.



Kesimpulan:

• Suhu pembakaran tinggi, yang menyebabkan pipa plastik mulai meleleh, dan diputuskan bahwa badan mesin berikut harus terbuat dari logam
• Nosel terus-menerus tersumbat dengan sisa-sisa produk pembakaran, yang dapat meningkatkan tekanan pada mesin dan roket akan meledak begitu saja, dan tidak ada yang membutuhkan pembongkaran tak terjadwal yang cepat . Saat itu, saya mengira ini karena proporsi nitrat yang salah dan karena gula bubuk tidak murni, jadi di mesin berikutnya saya memutuskan untuk bereksperimen dengan proporsi dan mengganti gula bubuk dengan gula murni

Jadi, pengalaman pertama saya dalam pembuatan mesin, meskipun terlihat menyedihkan, tetapi itu mendorong saya untuk melangkah lebih jauh ke arah ini dan belajar sesuatu yang baru, karena saya sangat ingin meluncurkan roket saya!

Ini hidup!

Setelah mencari-cari di Internet, saya secara kasar mengerti apa masalah mesin pertama itu. Karena serudukan, bahan bakar terdistribusi tidak merata , terbentuk rongga di dalamnya, dan heterogen, itulah sebabnya proses pembakaran sangat lamban dan alih-alih roket, bom asap yang bagus ternyata. Solusi untuk masalah ini sederhana - memasukkan bahan bakar karamel rebus ke dalam pipa . Saya mengambil batang logam untuk kamar mandi sebagai tubuh dan memutuskan untuk bereksperimen dengan proporsi bahan bakar dan dengan penambahan oksida besi 3 (yaitu, karat biasa), karena harus meningkatkan laju pembakaran.





Contoh bahan bakar karamel murni dengan tambahan karat. Sumber



Saya membuat mesin lebih kecil, karena saya tidak melihat ada gunanya membuat versi ukuran penuh, sama seperti saya tidak melihat titik di colokan dan nosel, mereka seharusnya tidak memengaruhi laju pembakaran bahan bakar, karena semua subjek berada dalam kondisi lingkungan yang sama.



Sebelum memasak bahan bakar, mari kita bahas tentang tindakan pencegahan keamanan , karena karamel sangat mudah terbakar dan cepat terbakar. Anda hanya perlu memasak bahan bakar di atas kompor listrik ; Anda tidak bisa memasak bahan bakar di atas kompor gas atau sumber api terbuka lainnya. Ngomong-ngomong, dalam ledakan gudang kembang api baru-baru ini di Beirut, menurut data resmi, sendawa yang menyala, jadi berhati-hatilah saat memasak.



Bahan bakar direbus di atas kompor listrik di pembuat pancakedengan warna dan konsistensi susu kental. Pembuat pancake sangat bagus sehingga semua bahan di dalamnya dipanaskan secara merata dan tidak gosong.



Hasilnya, saya mendapatkan beberapa subjek tes:

• Mesin dengan mortar dan bahan bakar karamel rebus
• Mesin dengan bahan bakar karamel yang digiling dan direbus
• Mesin dengan bahan bakar karamel yang digiling dan direbus dengan penambahan 1% besi oksida 3

Sekarang perlu menguji mesin. Di spoiler, persentase bahan tertulis dalam format Saltpeter / Sugar / Rust (jika ada), dan gifs dari luka bakarnya sendiri terpasang di dalamnya.













Kesimpulan:

• Kali ini, semua mesin menyala dan terbakar dengan sangat baik, yang tentu saja menyenangkan
• Karat meningkatkan laju pembakaran . Sebagai perbandingan, mesin 55/45 terbakar sekitar 35 detik, dan mesin 54/45/1 terbakar selama 26 detik;
  
  
• Penggilingan dalam penggiling kopi tidak meningkatkan laju pembakaran secara signifikan
• Bahkan dengan penggantian gula, banyak zat yang tidak terbakar tetap berada di mesin (zat hitam dan putih di "barel" di foto terakhir), yang komposisinya tidak diketahui

Secara umum, bahan bakar terbakar, tinggal diputuskan apakah akan membuat roket di atasnya, atau mencari solusi lain.

Apa intinya?

Akibatnya, mesin kami berkinerja buruk. Masalah utama mereka adalah pembakaran campuran bahan bakar yang tidak sempurna (saya menulis tentang konsekuensi dari ini di atas). Tingkat pembakaran juga meningkat. Dan di sini muncul tulisan naas N - 13,6% dan K2O - 46% pada kemasan nitrat, karena kemungkinan besar, kalium nitrat untuk pupuk tidak bersih, dan 40,4% sisanya adalah sejenis pengotor yang menyebabkan performa mesin yang buruk.



Jika Anda menonton serial video terbaru dari Amperki Rocket vs Lehi, lalu Anda perhatikan bahwa mereka menggunakan kalium nitrat murni secara kimiawi. Berkat dia, semua bahan bakar terbakar, dan laju pembakaran lebih tinggi (2,85 mm / s versus saya 1-1,25 mm / d). Nah, kelemahan lain dari mesin buatan sendiri adalah daya dorongnya tidak diketahui, dan di masa mendatang saya ingin menghitung parameter penerbangan roket.



Akibatnya, saya dapat menyimpulkan bahwa Anda tidak dapat membuat mesin pada kalium nitrat untuk pupuk. Secara umum, dengan catatan yang menyedihkan, saya menyelesaikan pengembangan mesin saya, dan mulai mencari mereka yang membuat dan menjual mesin yang sudah jadi.

Membangun roket

Saya membeli mesin dari Real Rockets . Karena penyala listrik juga dipasok dengan mesin ini, maka perlu untuk merakit remote control untuk peluncuran, dan tentu saja roket itu sendiri. Di toko yang sama saya membeli tabung karton untuk badan.



Di Internet, saya menemukan sirkuit untuk remote control dan sedikit mengubahnya sehingga mesin tidak akan menyala secara tidak sengaja dari panggilan, dan sebagai hasilnya, sirkuitnya menjadi seperti ini:





Badan terbuat dari lembaran PVC, ditempatkan sirkuit solder di dalamnya, kabel ke penyala (dalam diagram R2) dibawa ke terminal. Saya menyolder buaya ke kabel pengapian, yang terhubung ke penyala.





Nah, seperti sistem luar angkasa lainnya, kendali jarak jauh harus diuji, dan alangkah baiknya melihat bagaimana mesin yang sudah jadi secara umum bekerja.





Agar roket terbang vertikal ke atas, saya memutuskan untuk mendesainnya di program Open Rocket , dan kemudian mencetak semua detailnya pada printer 3D. Dengan menggunakan fungsi pengoptimalan roket, saya memilih bentuk dan dimensi fairing dan stabilisator berdasarkan dimensi tabung karton, fairing (di mana saya ingin memasang altimeter, yang akan saya bahas di bagian selanjutnya), massa dan daya dorong mesin serta penyangga. Tapi pertama-tama perlu menambahkan mesin bekas.





Buka gambar roket Rocket







Ketika bentuk sirip dan fairing dihitung, mereka harus dimodelkan dan dikirim untuk dicetak. Saya juga memodelkan dudukan motor.

Teruskan ke TPA!

Dengan kedua roket dirakit, saatnya meluncurkannya! Sebuah batang baja sepanjang 1500 mm yang tertancap di tanah berperan sebagai landasan peluncuran. Roket dipasang di atasnya menggunakan pemandu (lembaran kertas yang digulung menjadi tabung).



Peluncuran pertama roket cetak 3D sangat lucu dan menakutkan. Ternyata, mesinnya rusak, karena itu rudal jelajah kaliber terbang ke langit dan rudal yang rusak itu tertancap dengan kecepatan penuh ke tanah. Tetapi ada kabar baik, Real Rockets mengganti mesin yang rusak secara gratis, yang karenanya saya berterima kasih kepada mereka.









Dengan roket yang sudah diperbaiki dan mesin baru, kami pergi ke lokasi pengujian lagi. Kali ini, keberuntungan ada di pihak kami, dan kedua rudal lepas landas dan mendarat dengan lembut, bahkan berulang kali.

Kesimpulan

Pada akhirnya, saya ingin mengatakan bahwa saya tidak ingin berhenti pada peluncuran roket sederhana. Salah satu roket saya telah terbang dengan altimeter , yang perkembangannya akan saya bicarakan di artikel berikutnya. Sekarang saya membuat kamera onboard, yang saya rencanakan untuk dipasang pada roket baru dan meluncurkannya pada mesin RD1-30-5 yang lebih bertenaga.



Dan ini saya punya:





Terima kasih atas perhatian Anda!