Как сделать ракету из магнитного конструктора

Обновлено: 26.04.2024

Всем добрый день, сегодня я хотел бы поделиться своим опытом проектирования ракеты с управлением вектора тяги. Так получилось, что я долго сидел дома и решил купить 3D принтер, ну и конечно первое же, что я решил распечатать - модель ракеты типа «Батут-М», которую можно приземлять и беспроводной меч-огнемет.

Возможно многим может показаться, что этот пост совсем не про бизнес, а про хобби - и это действительно так, я зарабатываю разработкой iOS приложений для крупных компаний, но так же на моем примере вы можете подсмотреть, как зарабатывать на iOS приложениях и играх:

Ну все, как зарабатывать деньги - теперь вы знаете, можно заняться и хобби. В данной статье я попытался описать все упрощенным языком, чтобы было понятно даже тем, кто не увлекается программированием.

Занимался ли я созданием ракет раньше? Никогда. Ну правда в одной моей iOS игре на самописном Objective-C движке «Minimal Man» - можно из ракетомета стрелять ракетами, например ограбить магазин, выпустив ракету по продавцу. В игре все ракеты взрываются.

Я выбрал 3D-принтер «Creality Ender-5», но сейчас уже доступна версия «Creality Ender-5 Pro» с тихими драйверами. Мои же драйвера шаговых моторов пищали при печати, но я купил обновленную плату с Aliexpress и прокачал принтер до «Pro» версии вручную. Теперь он работает бесшумно.

Ох, первое что я печатаю в жизни - и уже ракета, которую я хочу приземлить. Ну так запускаем программу SketchUP и проектируем 3Д модель.

По моему замыслу, все детали ракеты должны быть напечатаны на 3Д принтере, включая рычаги сервомоторов, собираться отверткой, без использования клея, проволок и прочих деталей, как обычный конструктор. Для каркаса я купил пачку алюминиевых трубок диаметром 6мм, но конечно в дальнейшем их хочу заменить на более легкий пластик из ЧПУ станка.

Как видно на 3Д модели нижней части ракеты - для отклонения вектора тяги я использую самые дешевые сервомоторы SG90 с Aliexpress, которые конечно же желательно заменить на более элитные. Я заказал дорогие аналоги данных сервомоторов с сайта HobbyKing - но к сожалению мне их так и не доставили, вернули деньги. Сейчас я все еще ищу качественные сервомоторы, если можете что-нибудь посоветовать, отпишите в комментариях, буду очень рад совету.

Пробуем распечатать 3Д модель нижней части ракеты, которую я называю «Система трех колец» или «Нагибатор двигателя»

Естественно, я сделал мобильное приложение «Ракета» для управления ракетой через iPad, iPhone, с джойстика от PlayStaton или с любой другой bluetooth кнопки, подключил сервомоторы и все оттестировал. Несмотря на то, что я печатаю в первый раз, распечатать все получилось очень легко, и буквально за несколько минут мне удалось собрать тестовую модель отверткой. Очень советую аккумуляторную отвертку от Xiaomi, с ней собирать делали очень даже приятно, детали собираются просто, как конструктор.

Я сразу же распечатал переходники для разных типов двигателей, включая твердотельные.

Затем я подключил соосные моторы к системе отклонения «трех колец» через дешевые китайские регуляторы бесколлекторных моторов на 30А и протестировал тягу с iPad и с джойстика и убедился, что тяга есть.

Собираем нашу модель отверткой, прикручиваем держатели для Arduino Nano и аккумулятора.

Почему же я решил делать все на итальянском микроконтроллере Arduino, да и еще на версии Arduino Nano? Все дело в том, что многие разработчики дронов и коптеров из России во всех своих статьях пишут, что не нужно разрабатывать полетный контроллер самому, нужно покупать готовые. Напомню, что полетный контроллер - это так называемые «мозги» устройства, то есть другими словами все советуют покупать готовые «мозги» (зарубежного производства).

Так-так-так, то есть все считают, что разработать свой полетный контроллер «с нуля» - это очень сложно. Из аргументов - «там сложно реализовать PID контроллер». Вообщем для того, чтобы выяснить в чем сложность, я решил начать с платы Arduino, все-таки это хобби у меня такое - ракету собирать, почему бы и не попробовать на Arduino. Если ее мощности не будет хватать, я смогу заменить ее на более мощную плату. Если вы знаете, на какую плату ее можно заменить, пожалуйста посоветуйте что-нибудь подходящее в комментариях.

Что же такое PID регулятор и почему его так боятся? Пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор, согласно Википедии, имеет единственное предназначение - в поддержании заданного значения r некоторой величины y с помощью изменения другой величины u.

Так, ну да, видимо интеграл в формуле выглядит довольно пугающе, сразу вспоминаются флешбеки с лекций по математическому анализу, когда ты на скорость переписываешь закорючки с доски, поначалу вникая, но в какой-то момент просто отпускаешь все мысли и перерисовываешь все с доски, как иероглифы, в надежде, что разберешься позже.

Но дело в том, что в интернете много готовых реализаций классов PID контроллера, которые выглядят просто как готовая функция, которой передаешь отклонение ракеты и она просто возвращает угол, на который нужно повернуть ракету! Всего-то!

Итак, определим два параметра нашей ракеты, числа «input_x» и «input_y»:

«input_x» - отклонение ракеты влево-вправо от вертикального положения

«input_y» - отклонение ракеты взад-вперед от вертикального положения

Если «input_x» больше нуля, значит ракета наклонилась вправо на «input_x» градусов, если меньше нуля - значит ракету отклонили влево. Тоже самое и для «input_y». Значит при нулевом «input_x» и «input_y» - ракета стоит вертикально.

Данные значения получаем от IMU сенсора с помощью функции IMU.readAcceleration, который уже встроен в мою версию Arduino Nano (так же в моей Arduino Nano уже есть встроенный барометр, для определения высоты, датчик температуры, bluetooth модуль, микрофон и другие датчики. И все это - на крохотной плате):

Теперь у нас есть значения отклонения ракеты, можно инициализировать PID контроллер:

double P = 1.0, I = 0.05, D = 0.03; double refresh_time = 10; PID xPID(P, I, D, refresh_time); PID yPID(P, I, D, refresh_time); xPID.setpoint = 0; // Ноль - для вертикальной стабилизации по оси X yPID.setpoint = 0; // Ноль - для вертикальной стабилизации по оси Y

При создании PID регулятора нужны три числа:

P - Пропорциональная составляющая

I - Интегрирующая составляющая

D - Дифференцирующая составляющая

refresh_time - интервал, с которым мы будем опрашивать наш PID контроллер и получать значение для сервомотора, например раз в 10 миллисекунд.

Данные коэффициенты подбираются вручную либо при помощи специальной библиотеки PIDtuner на стенде, попробую немного объяснить, на что влияют эти коэффициенты:

P - Пропорциональная составляющая для получения выходного сигнала, противодействующему отклонению регулируемой величины от заданного значения (в нашем случае нуля), наблюдаемому в данный момент времени. Допустим мы установим коэффициент P=1, тогда при отклонении ракеты вправо на 15 градусов, сервомотор отклонит мотор в противоположную сторону на 15 градусов для того, чтобы ракета смогла восстановить вертикальное положение. Если бы коэффициент мы установили в значение P=2, то при отклонении ракеты на 15 градусов, сервомотор отклонил бы вектор тяги на 30 градусов в противоположном направлении.

I - Интегрирующая составляющая, коэффициент, благодаря которому ракету меньше «колбасит влево-вправо», пока она пытается стабилизироваться в вертикальном положении. Коэффициент, который пытается загасить волну отклонений «влево-вправо» как можно быстрее.

D - Дифференцирующая составляющая, коэффициент, который предсказывает, что пока ракету колбасит «влево-вправо» её может заносить по инерции, то есть этот коэффициент позволяет затормозить ракету заранее перед тем, как она приняла вертикальное положение, то есть избежать попадания ракеты в дрифт. Дрифт коэффициент, я его называю именно так.

Естественно, данные описания этих коэффициентов я привел в своей упрощенной интерпретации, подробнее можете сами почитать на википедии. В реальном проекте конечно есть много нюансов, например из-за значения «I» внутри функции PID-контроллера накапливается интегральная ошибка, которую нужно обнулять перед запуском ну либо хранить ошибку в массиве чисел и удалять старые значения методом FIFO (англ. first in, first out — «первым пришёл — первым ушёл»), но это все экспериментальные функции, для общего понимания можете про это пока не думать.

С коэффициентами разобрались, это просто три числа, которые мы пытаемся подобрать, ничего сложного.

Теперь раз в 10 миллисекунд нам нужно получить значение для отклонения сервомоторов «output_x» и «output_y»:

// Получение значений отклонения для сервомоторов из PID-регулятора: xPID.input = input_x; yPID.input = input_y; output_x = xPID.getResultTimer(); output_y = yPID.getResultTimer();

На данном этапе у нас есть значения «output_x» и «output_y» - поворачиваем наши сервомоторы на это значение.

Все. Так легко, просто кайф. Ну конечно же в реальном проекте я еще фильтровал значения с акселерометра через фильтр Калмана, для того, чтобы исключить шум на графике, но даже без фильтров с современных акселерометров приходят довольно точные значения отклонения, а некоторые IMU сенсоры уже содержат встроенный фильтр Калмана.

Для того, чтобы получить значения P, I, D коэффициентов автоматически, я распечатал тестовый стенд, на котором ракета может свободно вращаться, затем подключил библиотеку PIDtuner, запустил, ракета немного покачалась туда-сюда и на выходе PIDtuner я получил в логе коэффициенты:

double P = 0.55, I = 0.05, D = 0.03;

Теперь вписываем эти коэффициенты в мобильное приложение и пробуем запустить ракету

Первый запуск показал, что тяга действительно есть, ракета способна летать, но я все-таки запускал ракету в комнате, поэтому очень не хотел ее разбить, на гашетку я давил не в полную силу. Также видимо нужно более тщательно подобрать PID коэффициенты, просмотрев видео с запуском, можно заметить, что ракета все таки немного заваливается.

Сборку ракеты я записал на видео (ссылка ниже), на видео видно, что ракету в полете немного закручивает по часовой стрелке, все дело в китайских регуляторах моторов, которые раскручивают один мотор немного быстрее, чем другой. Но ничего, в следующих обновлениях я попробую заменить регуляторы или добавить еще один ПИД-регулятор на «повороты» - и если ракету начнет закручивать, можно попробовать использовать значение из ПИД-регулятора для понижения скорости мотора, который крутится быстрее другого.

В теории - к данной ракете можно прикрепить крыло - и попробовать приземлить ракету горизонтально. Либо прикрепить шар с водородом - и получится дирижабль с управлением вектора тяги. Ну либо можно попробовать вместо электромоторов попробовать сконструировать ракету на турбореактивной тяге (в продаже есть неплохие двигатели для моделей реактивных самолетов), правда придется переместиться в гараж.

Ребята, нам сегодня в детский сад пришла посылка с письмом.

Ребята, нам предлагают с вами пройти подготовку в отряде юных космонавтов. Вы согласны стать юными космонавтами?

«Космонавтом хочешь стать –

Нужно много-много знать!

Любой космический маршрут

Открыт для тех, кто любит труд!»

/ Ребята, а здесь - космические задания. Попробуем выполнить их. Вы готовы?

И так первое задание. Это вопросы.

Вопросы к детям:

1. Кто был первым космонавтом? Юрий Алексеевич Гагарин

2. Вокруг какой планеты облетел Юрий Гагарин? Землю

3. Когда отмечают День Космонавтики? 12 апреля

4. Каким должен быть настоящий космонавт? (Сильным, смелым, здоровым, выносливым, терпеливым, умным, обладать хорошей зрительной памятью.)

5. Что должен уметь космонавт? (Управлять ракетой, делать зарядку, прокладывать путь в межзвёздном пространстве, знать планеты и созвездия.)

6. Была ли женщина космонавт (Светлана Савицкая)

7. Кто был первым конструктором космического корабля?Сергей Павлович Королев

Правильно, дети. Настоящий космонавт должен быть сильным, смелым, здоровым, физически развитым, выносливым, умным, и он должен знать устройство ракеты, уметь ею управлять, прокладывать путь в межзвёздном пространстве, знать планеты, выполнять физические упражнения, уметь расшифровывать радиосигналы.

Чтобы стать настоящими космонавтами, нам необходимо действовать дружно, уметь работать сообща, проверить свою смекалку и выполнить тренировочные задания.

Ребята, для нас приготовлены космические задания и игры. Давайте продолжим нашу подготовку.

И так задание: нам предлагают проверить нашу память. Прочесть стихотворения.

В космической ракете

С названием «Восток»

Он первым на планете

Подняться к звездам смог.

Поет об этом песни

Навеки будут вместе

Гагарин и апрель.

Мы с друзьями во дворе

Строили ракету.

Только топлива у нас,

К сожаленью, нету.

Не смогли мы полететь

К Марсу и Венере.

Но у нас всё впереди.

В это твердо верю!

А теперь проверим вашу выносливость и вестибулярный аппарат, знаете, что это такое, это умение держать равновесие.

Зарядка для поддержания равновесия:

1. Развести прямые руки в стороны;

2. Поднять одну ногу и согнуть ее в колене, простоять так на счет от 1 до 10.

Приготовились, начали 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10….

А теперь на другой ноге, начали….

На этом наша проверка закончена, равновесие вы прекрасно держите.

чтобы в космическом пространстве не заблудиться, мы должны вспомнить, название планет. (Д/и с мячом «Угадай по звуку»)

Дети стоят в кругу, воспитатель задает вопрос и кидает мяч детям по очереди.

1. Назовите планету, которая начинается со звука /мь/ (Меркурий)

2. Назовите планету, которая начинается со звука /вь/ (Венера)

3. Назовите планету, которая начинается со звука /зь/ (Земля)

4. Назовите планету, которая начинается со звука /м/ (Марс)

5. Назовите планету, которая начинается с двойного звука /йу / (Юпитер)

6. Назовите планету, которая начинается со звука /с/ (Сатурн)

7. Назовите планету, которая начинается со звука /у/ (Уран)

8. Назовите планету, которая начинается со звука /нь/ (Нептун)

Теперь нам необходимо пройти подготовку в космических мастерских. Сейчас мы с вами пойдем в Мастерскую юных космонавтов. Скажите, ребята, что необходимо космонавту, чтобы отправится в космос? Без чего космонавт не полетит? (Без ракеты.)

Сначала я предлагаю вам сделать плоскую ракету, а потом объемную.

Использование магнитного конструктора «Полидрон» в конструктивно-модельной деятельности детей Федеральный государственный образовательный стандарт одним из основных принципов дошкольного образования называет формирование познавательных.

Конспект интегрированной НОД по аппликации и конструированию в средней группе «Ракета» Задачи: - Совершенствовать умение работать с ножницами; - Совершенствовать аппликационные навыки; - Учить активно применять раннее усвоенные.

Конспект НОД по конструированию из бумаги «Ракета» в старшей группе Цель: Учить из бумаги конструировать ракету, выделяя ее характерные особенности. Задачи : Образовательные : Формировать умения следовать.

Конспект НОД по конструированию с использованием Тико-конструктора «Снежинка» Цель: Умение детей создавать предметы из деталей ТИКО — конструктора. Задачи: Обучающие: Способствовать созданию плоскостных фигур, соединять.

Конспект открытого занятия по конструированию из Lego-конструктора «Неизвестная планета» в подготовительной к школе группе Цели: • развитие устойчивого интереса к конструированию; • расширение знаний о космосе при помощи конструктора «Lego»; • закрепить знания.

Конспект открытого занятия по конструированию на тему «Ракета» Образовательная область "Художественно - эстетическое развитие. "Конструирование на тему: "Ракета" в средней группе. Цель: закрепить знания.

Конспект открытой образовательной ситуации в средней группе по художественному конструированию «Ракета» по теме «Космос» Конспект открытой образовательной ситуации в средней группе "Затейники" по художественному конструированию РАКЕТА по теме «Космос». Цель:.

Конспект занятия по конструированию «Ракета» День космонавтики в этом году пришелся на четверг. По расписанию НОД у нас конструирование. Немного подумала и над темой занятия, и над.

Создание магнитного конструктора для занятий по конструированию Создание магнитного конструктора для занятий по конструированию. Готовилась недавно к очередному занятию по конструированию и думала над.

Магнитный конструктор – одна из популярных детских игрушек на сегодняшний день. Комплект различных деталей из пластика, дерева или металла, которые легко соединяются друг с другом, – настоящий источник вдохновения и исследовательский набор для детской фантазии. С помощью таких конструкторов хорошо развивать пространственное мышление, усидчивость и творческую искру в школьниках младшего возраста, а с малышами легко выучить цвета, цифры и названия геометрических фигур. Игрушка универсальна, подойдёт как для мальчиков, так и для девочек. А сложные конструкторы с большим количеством мелких деталей оценят даже взрослые.

Постройки из Magformers и его аналогов

Конструкторы Magformers или другие магнитные аналоги позволяют создавать как простые пирамиды и кубы, так и сложные геометрические фигуры или даже целые замки. Кроме того, в продаже есть отдельные наборы, которые дополняют стартовый комплект. Например, для того чтобы собирать движущиеся автомобили из магнитных деталей, необходимо докупить отдельные элементы с крутящимися колёсами.

Вне зависимости от возраста ребёнка, первый раз начать лучше всего с самых простых фигур – плоских. Это могут быть квадраты и треугольники, мост, выложенный от одного края стола до другого, или даже улыбающаяся мордочка. Чтобы малышам проще было ориентироваться, можно подложить под детали лист бумаги или картона, на котором заранее начертить вспомогательные линии. Малыши оценят красивую яркую мозаику, которую можно выложить на любой ровной поверхности, а также возможность взять любимую игрушку с собой в ванную комнату и играть в воде.

После того как плоские фигуры будут освоены, можно переходить к собиранию объёмных геометрических фигур, таких как кубы, сферы, пирамиды или колёса. Со временем их можно усложнять, добавляя количество деталей и увеличивая размер фигур. Если ребёнок легко освоил такую игровую геометрию, можно перейти на сборку фигурок животных, человечков или сказочных персонажей. Отлично будут смотреться собранные из Magformers роботы и динозавры.

Конечно, схожесть будет весьма отдалённой, но детская фантазия прекрасно справится с этим маленьким недостатком.

Транспорт и архитектура – следующий этап освоения магнитного конструктора. Маленькая избушка, круглая арена цирка или целый замковый комплекс, в котором с комфортом разместятся на постоянное место жительства другие игрушки, – всё это можно собрать из одного-двух стандартных комплектов деталей. Для сборки транспорта понадобятся колёса, которые позволят катать получившееся авто по столу или полу. Необязательно останавливаться на легковых машинах, при должной сноровке из Magformers можно собрать и грузовое авто, и трактор, и даже вертолёт. Конечно, винт такого вертолёта не будет проворачиваться, но машина получается очень узнаваемой.

При определённой сноровке и усидчивости, а также наличии большого количества разнообразных наборов и дополнений, можно сделать очень объёмные и довольно сложные композиции. Например, отличной идеей будет собрать персонажей мультиков и фильмов или движущиеся механизмы, такие как мельница или колесо обозрения. Если самому придумать такие сложные элементы у ребёнка не получается, можно найти множество различных схем, которые практически пошагово демонстрируют этапы сборки. Несколько таких схем, как правило, изначально предлагаются в комплекте конструктора в виде отдельного вкладыша или в виде изображений на боковой стороне упаковки.

Что построить из палочек и шариков?

Кроме магнитных конструкторов из пластика или дерева, таких как Magformers, существуют более сложные разновидности, состоящие из отдельных металлических трубочек и шариков. Однако сложность из-за большей детализации компенсируется большей свободой действий. Такой конструктор не ограничивает полёт фантазии и творческий размах не только ребёнка, но и взрослого.

За счёт ограниченности разнообразия деталей строить объёмные фигуры непросто. Начать стоит с плоской геометрии в виде квадратов и треугольников, постепенно усложняя фигуры и переходя к многогранным сложным изделиям. За счёт небольших размеров деталей получившиеся фигурки животных и растений будут больше напоминать свои прототипы, а транспорт или архитектура и вовсе получатся очень похожими.

Так, отличным украшением рабочего стола станет собранный из блестящих элементов лондонский мост или Эйфелева башня.

Частным вариантом таких конструкторов является неокуб, состоящий исключительно из мелких магнитных шариков. С их помощью можно создавать более детализированные фигурки и даже делать аксессуары в виде браслетов или колец. Такой конструктор обладает наибольшим образовательным потенциалом, однако подойдёт только для более взрослых пользователей. А также в отличие от деревянных и пластиковых конструкторов металлические детали малого размера не подойдут для игр в песке или воде, поэтому взять с собой такой конструктор в ванную комнату у ребёнка не получится.

Советы по созданию поделок

При выборе и покупке магнитного конструктора необходимо обращать внимание на возрастные ограничения. Чем больше в наборе мелких или металлических деталей, тем больший возраст ребёнка будет указан как минимально разрешённый. Игрушки для самых маленьких изготавливают таким образом, чтобы магнитные элементы были надёжно закрыты пластиком или деревом. А в дополнение к самому конструктору можно приобрести специальную магнитную доску, которая облегчит игру для детей в возрасте до 3-х лет. Такая доска будет удерживать на себе детали, не давая им рассыпаться по комнате.

В разных наборах от одного производителя детали могут отличаться друг от друга по виду и количеству. Главное правило – чем разнообразнее, тем лучше, поэтому необязательно приобретать все наборы одной марки, можно комбинировать. Необычно смотрятся поделки, изготовленные из разных материалов, например, с пластиком и металлом, или пластиком и деревом. Для ещё большего разнообразия можно приобрести специальные наборы, детали которых содержат в составе фосфор. Такие элементы будут светиться в темноте мягким зеленоватым светом, накапливая солнечный свет в течение дня. С их помощью даже пятилетний ребёнок с лёгкостью сможет собрать себе небольшой ночник для прикроватной тумбочки.

При сборке фигур из неокуба или других магнитных конструкторов, состоящих из мелких металлических деталей, сложные фигуры собираются путём соединения более простых. Например, сначала магнитные шарики собираются в цепочку, потом она соединяется в окружность, и только после этого окружности придаётся форма треугольника.

Из нескольких таких треугольников можно собрать уже объёмную пирамидку.

Используя готовые схемы сборки и собственную фантазию, постепенно докупая новые более сложные элементы, можно долго сохранять интерес ребёнка к игрушке. А сборка конструктора совместно с родителями позволит провести немало приятных вечеров в кругу семьи, сближая её членов.

О том, как из магнитного конструктора можно сделать разноцветный шар, расскажет следующее видео.

Собираем ракету из магнитного конструктора mag-wisdom. Развивающие игры. Магформерс.

Двигатели из патронов

Та же закономерность работала и в любительском ракетостроении — выше летала ракета, у которой был более мощный двигатель. Несмотря на то что первые ракетомодельные двигатели появились в СССР еще до войны, в 1938 году, Евгений Букш, автор вышедшей в 1972 году книги «Основы ракетного моделизма», взял за основу такого двигателя картонную гильзу охотничьего патрона. Мощность определялась калибром исходной гильзы, а производились двигатели двумя пиротехническими мастерскими ДОСААФ вплоть до 1974 года, когда было принято решение об организации в стране ракетомодельного спорта. Для участия в международных соревнованиях потребовались двигатели, подходящие по своим параметрам под требования международной федерации.

Их разработка была поручена Пермскому НИИ полимерных материалов. Вскоре была выпущена опытная партия, на основе которой и начал развиваться советский ракетомодельный спорт. С 1982 года с перебоями заработало серийное производство двигателей на государственном казенном заводе «Импульс» в украинской Шостке — в год выпускали 200−250 тысяч экземпляров. Несмотря на жесткий дефицит таких двигателей, это был период расцвета советского любительского модельного ракетостроения, который закончился в 1990 году одновременно с закрытием производства в Шостке.

Двигательный тюнинг

Качество серийных двигателей, как нетрудно догадаться, для серьезных соревнований не годилось. Поэтому рядом с заводом в 1984 году появилось мелкосерийное опытное производство, обеспечивавшее своей продукцией сборную страны. Особенно выделялись двигатели, частным образом изготовленные мастером Юрием Гапоном.

А в чем, собственно, сложность производства? По своей сути ракетомодельный двигатель — простейшее устройство: картонная трубка с запрессованным внутри дымным порохом марки ДРП-3П (дымный ружейный порох 3-й состав для прессованных изделий) с керамической заглушкой с соплом-дыркой с одной стороны и пыжом с вышибным зарядом — с другой. Первая проблема, с которой не справлялось серийное производство, — точность дозировки, от которой зависел и конечный суммарный импульс двигателя. Вторая — качество корпусов, которые часто давали трещины при прессовании под давлением в три тонны. Ну и третья — собственно, качество запрессовки. Впрочем, проблемы с качеством возникали не только в нашей стране. Не блещут им и серийные ракетомодельные двигатели другой великой космической державы — США. А лучшие модельные двигатели делают микроскопические предприятия в Чехии и Словакии, откуда их контрабандой провозят для особо важных мероприятий.

Тем не менее при социализме двигатели, пусть неважные и с дефицитом, но были. Сейчас же их нет вообще. Отдельные детские ракетомодельные студии летают на старых, еще советских запасах, закрывая глаза на то, что срок годности давно вышел. Спортсмены пользуются услугами пары мастеров-одиночек, а если повезет, то и контрабандными чешскими двигателями. Любителям же остается единственный путь — перед тем как стать Королевым, сначала стать Глушко. То есть делать двигатели самим. Чем, собственно, и занимались я и мои друзья в детстве. Слава богу, пальцы и глаза у всех остались на месте.

Из всех искусств

Из всех искусств для нас важнейшим является кино, любил поговаривать Ильич. Для ракетомоделистов-любителей середины прошлого века — тоже. Ибо кино- и фотопленка того времени делалась из целлулоида. Туго свернутая в небольшой рулончик и засунутая в бумажную трубку со стабилизаторами, она позволяла взлететь простейшей ракете на высоту пятиэтажного дома. У таких двигателей было два главных недостатка: первый — небольшая мощность и, как следствие, высота полета; второй — невозобновимость запасов целлулоидной пленки. Например, фотоархива моего отца хватило всего на пару десятков запусков. Сейчас, кстати, жалко.

Максимальная высота при фиксированном суммарном импульсе двигателя достигалась при кратковременном четырехкратном скачке мощности на старте и дальнейшем переходе на ровную среднюю тягу. Скачок тяги достигался формированием отверстия в топливном заряде.

Второй вариант двигателей собирался, так сказать, из отходов деятельности Советской армии. Дело в том, что при стрельбах на артиллерийских полигонах (а один из них как раз находился неподалеку от нас) метательный заряд при выстреле выгорает не до конца. И если хорошенько поискать в траве перед позициями, можно было найти довольно много трубчатого пороха. Самая несложная ракета получалась в результате простого заворачивания такой трубки в обычную фольгу от шоколадки и поджигания с одного конца. Летала такая ракета, правда, невысоко и непредсказуемо, зато весело. Мощный двигатель получался при собирании длинных трубок в пакет и заталкивании их в картонный корпус. Из обожженной глины изготавливалось и примитивное сопло. Работал такой двигатель очень эффектно, поднимал ракету довольно высоко, но часто взрывался. К тому же на артиллерийский полигон не особо походишь.

Третий вариант представлял собой попытку почти промышленного изготовления ракетомодельного двигателя на самодельном дымном порохе. Делали его из калиевой селитры, серы и активированного угля (он постоянно заклинивал родительскую кофемолку, на которой я его измельчал в пыль). Признаюсь честно, мои пороховые двигатели работали с перебоями, поднимая ракеты всего на пару десятков метров. Причину я узнал лишь пару дней назад — запрессовывать двигатели нужно было не молотком в квартире, а школьным прессом в лаборатории. Но кто бы, спрашивается, меня в седьмом классе пустил запрессовывать ракетные двигатели?!

Два редчайших двигателя, которые удалось достать "ПМ": МРД 2, 5-3-6 и МРД 20-10-4. Из советских запасов ракетомодельной секции в Детском доме творчества на Воробьевых горах.

Работа с ядами

Вершиной же моей двигателестроительной деятельности стал довольно ядовитый двигатель, работавший на смеси цинковой пыли и серы. Оба ингредиента я выменял у одноклассника, сына директора городской аптеки, на пару резиновых индейцев, самую конвертируемую валюту моего детства. Рецепт я почерпнул в жутко редкой переводной польской ракетомодельной книжке. И двигатели набивал в папином противогазе, который хранился у нас в кладовке, — в книжке особый упор делался на токсичность цинковой пыли. Первый пробный запуск был проведен в отсутствие родителей на кухне. Столб пламени из зажатого в тисках двигателя с ревом устремился к потолку, прокоптив на нем пятно диаметром в метр и наполнив квартиру таким вонючим дымом, с каким не сравнится и коробка выкуренных сигар. Вот эти-то двигатели и обеспечили мне рекордные запуски — метров, наверное, на пятьдесят. Каково же было мое разочарование, когда через двадцать лет я узнал, что детские ракеты нашего научного редактора Дмитрия Мамонтова летали в разы выше!

1, 2, 4) При наличии заводского ракетного двигателя с постройкой простейшей ракеты справится и школьник начальных классов. 3) Продукт самодеятельного творчества - двигатель из патронной гильзы.

На удобрениях

Двигатель Дмитрия был проще и технологичнее. Основной компонент его ракетного топлива — это натриевая селитра, которая продавалась в хозяйственных магазинах как удобрение в мешках по 3 и 5 кг. Селитра служила окислителем. А в качестве горючего выступала обычная газета, которая и пропитывалась перенасыщенным (горячим) раствором селитры, а затем высушивалась. Правда, селитра в процессе сушки начинала кристаллизоваться на поверхности бумаги, что приводило к замедлению горения (и даже гашению). Но тут вступало в действие ноу-хау — Дмитрий проглаживал газету горячим утюгом, буквально вплавляя селитру в бумагу. Это стоило ему испорченного утюга, но зато такая бумага горела очень быстро и стабильно, выделяя большое количество горячих газов. Набитые свернутой в тугой рулон селитрованной бумагой картонные трубки с импровизированными соплами из бутылочных пробок взлетали на сотню-другую метров.

Карамель

Параноидальный запрет российских властей на продажу населению разных химреактивов, из которых можно изготовить взрывчатку (а ее можно изготовить практически из всего, хоть из древесных опилок), компенсируется доступностью через интернет рецептов практически всех видов ракетного топлива, включая, например, состав горючего для ускорителей «Шаттла» (69,9% перхлората аммония, 12,04% полиуретана, 16% алюминиевой пудры, 0,07% оксида железа и 1,96% отвердителя).

Картонные или пенопластовые корпуса ракет, топливо на основе пороха кажутся не очень серьезными достижениями. Но как знать - может, это первые шаги будущего конструктора межпланетных кораблей?

Безусловным хитом любительского ракетного двигателестроения сейчас являются так называемые карамельные двигатели. Рецепт топлива прост до неприличия: 65% калиевой селитры KNO3 и 35% сахара. Селитра подсушивается на сковородке, после чего измельчается в обычной кофемолке, медленно добавляется в расплавленный сахар и застывает. Итогом творчества становятся топливные шашки, из которых можно набирать любые двигатели. В качестве корпусов двигателей и форм прекрасно подходят стреляные гильзы от охотничьих патронов — привет тридцатым! Гильзы в неограниченном количестве есть на любом стрелковом стенде. Хотя признанные мастера рекомендуют использовать не сахарную, а сорбитовую карамель в тех же пропорциях: сахарная развивает большее давление и, как следствие, раздувает и прожигает гильзы.

Ситуация, можно сказать, вернулась в 1930-е годы. В отличие от других видов модельного спорта, где недостаток отечественных двигателей и прочих комплектующих можно компенсировать импортом, в ракетомодельном спорте это не проходит. У нас ракетомодельные двигатели приравниваются к взрывчатым веществам, со всеми вытекающими условиями по хранению, транспортировке и провозе через границу. Не родился еще на земле русской человек, способный наладить импорт таких изделий.

Выход один — производство на родине, благо технология тут вовсе не космическая. Но заводы, имеющие лицензии на производство таких изделий, за них не берутся — им этот бизнес был бы интересен лишь при миллионных тиражах. Вот и вынуждены начинающие ракетомоделисты из крупнейшей космической державы летать на карамельных ракетах. Тогда как в Соединенных Штатах сейчас стали появляться уже многоразовые модельные ракетные двигатели, работающие на гибридном топливе: закись азота плюс твердое горючее. Как вы думаете, какая страна лет через тридцать полетит к Марсу?

Читайте также: