Методическая разработка "Демонстационная модель ракеты"
методическая разработка по теме

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

«ЦЕНТР ДЕТСКОГО (ЮНОШЕСКОГО) ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА №1»

Методическая разработка

"Изготовление демонстрационной модели ракеты"

                                                      Автор:  Югин А.А.,

        педагог дополнительного образования,

                                                                руководитель творческого объединения

                                                               "Ракетное моделирование"

Старый Оскол

2013

Cодержание:

1. Введение…………………………………………………………………………...3

2. Из истории создания ракет………………………………………………………...3

3. Технические характеристики демонстрационной модели ракеты……………...4

4. Основные составляющие демонстрационной модели ракеты……………….4

5. Технология изготовления модели………………………………………………….5

6. Заключение………………………………………………………………………...6

7. Список рекомендуемой литературы……………………………………………..6

8. Приложение.

Приложение 1. Фото частей демонстрационной модели.

Приложение 2. Фото демонстрационной модели в сборе.

Приложение 3. Фото запуска демонстрационной модели.

Приложение 4. Чертежи демонстрационной модели ракеты.

1. Введение.

Данная методическая разработка рекомендована для использования при проведении занятий в творческих  объединениях спортивно-технической направленности.

  Модель ракеты — модель, поднимающаяся в воздух без использования аэродинамической подъемной силы для преодоления земного тяготения. Приводится в движение двигателем, имеет устройства для безопасного возвращения на землю.

            Изготовленные модели ракет можно использовать в качестве учебного и демонстрационного пособия. Обычно данная модель ракеты изготавливается со стабилизаторами из картона, которые крепятся супер-клеем. Модель, предложенная в этой методической разработке, предусматривает изготовление стабилизаторов из тонкого (4-5мм) пенополистирола и крепление их к корпусу клеем "Титан". Модель ракеты, изготовленная таким образом, обходится в 6-8 раз дешевле обычной (со стабилизаторами из картона), что особенно актуально в современных экономических условиях. В ходе испытательных запусков эта модель показала отличные летные качества, надёжность и зрелищность.

2. Из истории создания ракет.

Своим рождением ракеты обязаны изобретению пороха.  Но сначала ракеты служили лишь для фейерверков. Потом они нашли применение и в военном деле. Это были стрелы с бумажными гильзами, заправленными порохом.

Основы полета ракет были научно обоснованы после 1687 г., когда  И. Ньютон сформулировал третий закон механики. Тогда и стал понятен принцип реактивного движения.

В России боевые ракеты стали применяться в начале 17 в., а в 1680 г. было открыто первое  "ракетное заведение", выпускавшее сигнальные ракеты. Немного позже появились проекты летательных аппаратов (ЛА) с использованием ракеты в качестве двигателя. Одним из первых идею применения ракетного двигателя для космических полетов высказал Н. И. Кибальчич (1853 - 1881). В 1881 г. он разработал "Проект воздухоплавательного прибора". В основе работы этого прибора был заложен ракетно-динамический принцип.

На рубеже 19 и 20 вв. русские ученые создали теорию реактивного движения. Весомый вклад в ее разработку внесли Н.Е. Жуковский (1847 - 1921) и И.В. Мещерский (1859 - 1935).

Неоценим вклад в развитие теории ракет и ракетного движения К.Э. Циолковского (1857- 1935). Он первым в 1883 г. высказал мысль о возможности использования реактивного движения для создания космических летательных аппаратов. А его книга "Исследование мировых пространств реактивными приборами", вышедшая в 1903 г., определила пути развития ракетостроения и космонавтики.

Пионерами развития отечественной ракетной техники по праву считаются Ф.А. Цандер (1887-1933) и Ю.В. Кондратюк (1897 - 1942).

Большую роль в развитии советского ракетостроения имели работы Газодинамической лаборатории (ГДЛ) в Ленинграде и Группы изучения реактивного движения (ГИРД) в Москве. Многие интересные работы в области ракетной техники не позволила завершить Великая Отечественная война. Однако они положили начало созданию мощных ракет для космических исследований.

Первые достижения в истории освоения космоса связаны с именем С.П. Королева, под руководством которого были созданы многие геофизические и баллистические ракеты, ракеты-носители и пилотируемые космические корабли. Серия полетов кораблей-спутников позволила приобрести достаточный опыт для осуществления полета человека в космос и его возвращения на Землю.

12 апреля 1961 г. гражданин нашей страны Юрий Алексеевич Гагарин на космическом корабле "Восток" совершил исторический полет вокруг земного шара. "Восток" был выведен на орбиту мощной ракетой-носителем.

Стремительные темпы развития космонавтики не могли не повлиять на многие стороны деятельности человека. Увлечение космонавтикой пробудило у школьников интерес к ракетному моделированию и к занятиям в творческих лабораториях. Образовательная программа объединения "Ракетное моделирование" включает изготовление демонстрационной модели ракеты.

3. Технические характеристики демонстрационной модели ракеты.

Демонстрационная модель ракеты является одноступенчатой, с одним двигателем и одной лентой (или парашютом) для возвращения на землю. Лента должна быть изготовлена из однородного, неперфорированного, гибкого материала (бумага, пленка, ткань). Форма - прямоугольная, с соотношением длины к ширине 10:1. На узкой стороне ленты допускается жесткое усиление максимального сечения 2мм. В полете лента должна быть полностью развернута. Парашют изготавливается из полиэтиленовой пленки и снабжается стропами (не менее трех штук) из синтетической нити.

Цель использования демонстрационной модели – создание и поддержание интереса к занятиям в творческом объединении, развитие творческого потенциала обучающихся.

4. Основные составляющие демонстрационной модели ракеты.

Основные части модели ракеты: головной обтекатель, лента, парашют, корпус, пыж, хвостовое оперение (стабилизаторы) и двигатель. 

К вспомогательным элементам можно отнести направляющие кольца, которые служат для удержания модели на нужной траектории при старте.

     Корпус модели ракет представляет собой тело вращения, его форма может быть различной. Основной материал для корпуса предлагаемой здесь модели — плотная бумага.

    Стабилизаторы обеспечивают необходимую устойчивость модели при полете, материал — пенополистирол.

    Лента — устройство для безопасного спуска модели на землю, материал - лавсановая пленка или бумага.

Парашют - устройство для безопасного спуска модели на землю, материал - полиэтиленовая пленка.

    Головной обтекатель — элемент модели, придающий ей обтекаемую форму, выполняют его из плотной бумаги.

       Модельный ракетный двигатель (МРД) служит для создания тяги (движущей силы) и раскрытия системы спасения модели (парашюта или тормозной ленты). Для моделей ракет применяют только двигатели твердого топлива, у которых тяга создается в результате истечения продуктов сгорания через сопло. МРД состоит из бумажного корпуса с запрессованным соплом, заряда топлива, замедлителя и вышибного заряда. После сгорания топлива происходит зажигание   замедлителя, а затем и воспламенение вышибного заряда, что и обеспечивает срабатывание системы спасения — выброс ленты или парашюта.

5. Технология изготовления модели.

     Для изготовления демонстрационной модели ракеты  потребуется: плотная бумага (ватман – 1 лист),  пенополистирол (в виде потолочной плитки, 1 лист размером 50*50мм, толщиной 4-5мм.), х/б нить, клей "Титан" (для потолочной плитки), резинка сечением 1мм, ножницы, нож канцелярский, карандаш простой, пленка лавсановая толщиной 0,23мм или бумага (для изготовления стримера), скотч шириной 1см (для крепления строп).

Изготовление корпуса модели

      Корпус и головной обтекатель выклеивается на отдельных оправках из бумаги с использованием клея. Стабилизаторы вырезаются по шаблону из тонкого пенополистирола.

1.Изготавливаем чертежи частей модели.  

2. Изготавливаем шаблоны частей модели.

3. При помощи шаблонов из плотной бумаги вырезаем части модели ракеты.

4. Развертку   цилиндрической   части корпуса модели склеиваем на оправке (металлической или деревянной).

5. Развертку конусной части корпуса склеиваем на оправке.

6. Выклеиваем двигательный отсек.

   7.  По шаблону вырезаем развертку и выклеиваем на оправке
обтекатель.

  8.  Вырезаем развертку и выклеиваем горловину кока.

Сборка корпуса модели

1. Одеваем на оправку двигательный отсек.

2. Одеваем на оправку конусную часть корпуса и приклеиваем ее к двигательному отсеку клеем.

3. Соединяем цилиндрическую  часть   корпуса с  конусной частью и двигательным отсеком клеем «Титан».

4. Изготавливаем пыж из  пенополистирола толщиной 4-5 мм. Для этого вырезаем 2 круга по диаметру корпуса модели и соединяем их между собой по центру при помощи тонкой рейки длиной 10см.

5. Оперение стабилизатора изготавливаем из пенополистирола, приклеиваем к корпусу клеем "Титан", места склейки усиливаем этим же клеем.

6. Нить подвески системы спасения приклеиваем к стабилизатору и корпусу модели клеем  и фиксируем накладкой из бумаги. Амортизатор выполняется из авиамодельной резины шириной  2мм и длиной 200мм. 

Изготовление парашюта

          Системой спасения модели является парашют с диаметром купола 100 см, который изготавливается из полиграфического лавсана толщиной 0.023 мм или полиэтилена.

Модель снабжается двигателем МРД 10, 20 Н.с, время до раскрытия системы спасения 5.7- 6 сек.

6. Заключение.

      Теоретический и практический материал в  данной методической разработке представлен в доступной форме. Решена, на мой взгляд, проблема связи теории и практики при создании  данной модели ракеты воспитанниками 1 и 2 года обучения.

      Цели и задачи, поставленные при использовании данной модели,  достигнуты полностью.

Список рекомендуемой литературы

1. Канаев В.И. Ключ на старт. М.  Молодая гвардия,1972.

2. Рожков В.С. Спортивные модели ракет. М.  ДОСААФ, 1984.

3. Рожков В.С. Космодром на столе. М.  Машиностроение, 1999.

4. Журналы "Авиация и космонавтика", "Крылья родины", "Моделист-       конструктор", "Юный техник".