Stabilizálás


A legelterjedtebb eljárás a rakéták stabilizálására a kormányfelületek alkalmazása. Ez a rakéta körül áramló levegőt használja arra hogy stabilan, egyenes pályán tartsa a rakétát, függetlenül a kilövés szögétől. Kivitelezés szempontjából az egyik legkönnyebb megoldás, ezért mindenképp érdemes ezt választani. Néhány hasznos információ, ha modellrakétátokat vezérsíkokkal szeretnétek stabilizálni:

A szárnyak anyagául leginkább fa jöhet szóba vagy esetleg műanyag, feltéve hogy valahonnan sikerül szerezni kellően könnyű de erős lemezeket. Ha kis rakétát építünk akkor különösen fontos a súly kérdése, ezért fából is használjuk a lehető legkönnyebbet, a balzafát! Modellező boltokban hozzá lehet jutni, de ha nem sikerül szerezni, akkor megteszi valami vékony fenyő, vagy más fa lemez is.

Fontos szempont a megmunkálhatóság is, A puha fát könnyen megfelelő alakúra csiszolhatjuk, vághatjuk. A műanyag hasonló okokból előnyös. Fém szárnyakkal sokkal nehezebb dolgozni, és szerkezetileg sem feltétlenül előnyösebb. Az alumínium pl könnyen meghajlik és maradandóan károsodik. A fa rugalmas és visszanyeri eredeti alakját.

Kisebb rakétáknál megengedhetjük magunknak azt a luxust, hogy felragasszuk a szárnyakat a rakéta törzsére. De ez nagyobb rakétáknál nem kivitelezhető, a fellépő nagy erőhatások miatt. Ha nagy szilárdságra van szükség, akkor kénytelenek leszük a törzset átfúrva belülről rögzíteni a szárnyakat.

Milyen méretűek legyenek a szárnyak?

Ez egy fontos kérdés, a következő képlet segítségével könnyen ki tudjuk számolni.

Ezzel a módszerrel a szárnyak területét lehet meghatározni négyzet in -ben (incs). Négyzet cm hez meg kell szorozni a kapott eredményt 6,4516-dal Egy kicsit érthetőbben kevesebb képlettelí: a szárny területe (négyzet In) = 0,13 vagy 0,17 szorozva a törzsátmérő +0,5 szorozva a rakéta hosszával (orrkúp nélkül)

Első lépés tehát ha tudjuk hány szárnyal akarjuk megoldani a stabilitást, hogy a képlet segítségével kiszámoljuk a szükséges kormányfelületet.

a kapott eredményt szárnyanként kell érteni!

PL négy vezérsíkos a rakétám, aminek törzs átmérője 3,5cm és hossza 26cm. Ezeket az értékeket először is át kell számolni incs be! Egy incs 2,54cm Tehát az átmérő: d=3,5/2,54=1,377In és a hossz L=26/2,54=10,236In. Behelyettesítjük a képletbe: A=0,13*((1,377+0,5)*10,236) A=2,4976In De még nem vagyunk kész, ha csak nem tudunk incsben területet. Ezt megszorozzuk 6,4516-al és megkapjuk hogy a rakétámhoz 16,11cm2 szárnyfelület szükséges, szárnyanként!!

Ha kiszámoltuk mekkora terület szükséges a szárnyakhoz akkor tervezzük meg milyen szárnyprofilt szeretnénk a rakétánkra, ezután a terület alapján meghatározhatjuk a méreteit. A különböző szárnyprofilok hatással vannak rakétánk stabilitására azáltal, hogy alakjuk miatt hátrébb vagy előrébb kerülhet a rakéta CP -je. A hátranyilazott szárny CP je is hátrébb van mint az előre nyilazotté. De stabilitás szemszögéből más különbség igazából nincs közöttük. Hússzú, tömzsi, széles, keskeny, előre, hátra nyilazott teljesen mindegy, csak a területük stimmeljen. Ha pl. hosszú szárnyat építünk, gondoljunk arra hogy annak belépőéle is hosszabb tehát nagyobb a légellenállása! Ezért a szárnyak hosszát nem kéne túl nagyra növelni, mert nagyobb sebességeknél az ebből eredő erő is megnő és a szárnyak letörhetnek! Nem beszélve a jelentős fékezőerőről.

A rakéták vezérsíkjai nem keverendőek a repülőgépek szárnyaival. Szerepük és működésük is eltér azokétól! A kormányfelületek akkor lépnek működésbe, mikor a rakéta megdől, és ez miatt a vezérsíkok nagyobb felületet mutatnak a szembeáramló levegőhöz képest. A megnövekedett légellenállás arra kényszerít a lapokat, hogy visszatérjenek alap helyzetbe, amikor a legkisebb a légellenállásuk. Tanácsos olyan vezérsíkokat készíteni, amiknek kicsi a belépőélük, de nagy a kormányfelületük. A hosszú téglalap alakú szárnyak nagyon előnyösek, bár esztétikai szempontból kétségtelenül nem a legjobb választás.

Szárnyprofilok

A szárnyak elkészítésekor dolgozzunk pontosan! Ha egyik szárny akár egy kicsivel is eltér a többitől az befolyással van a rakétánk röppályájára. De nem csak a méretekre ügyeljünk, a szárnyaknak megfelelő helyen és szögben kell állniuk! Ehhez pontosan ki kell mérni azok helyét mielőtt elkezdjük felragasztani őket. A mérést mindenki úgy csinálja ahogy neki tetszik, használhat sablont is vagy egy hajlékony mérőszalaggal is felmérheti a pontos helyet.

A szárnyak rögzítése:

Ennek a módszernek az előnye, a sablonnal szemben, hogy nem kell ismernünk az üres törzs középpontját. Ha nem okoz problémát a törzs középpontjának meghatározása, akkor a sablonnal gyorsabban és egyszerűbben tudunk dolgozni. Inkább egy kép mint 100 szó: A folyamatról Itt tölthetitek le a képeket.

Meg kell említsem még ennél a résznél a megvezető gyűrűket ami elengedhetetlen a rakétánk biztonságos kilövéséhez! Ezeken a gyűrűkön fut végig a rakéta a kilövőálvány rúdján. Ha nem lenne ez a rúd akkor a rakéta sose menne egyenesen, sőt lehet hogy épp titeket vesz célba! Ugyanis amíg a rakéta el nem éri a biztonságos 20m/s sebességet addig a vezérsíkok nem fognak elég kormányerőt kifejteni és a rakéta az induláskor megdől, vagy gyakorlatilag vízszintesbe is fordulhat

A kilövőálvány stabilizálórúdját olyan hosszúra kell megépíteni, hogy azon a távolságon a rakéta elérje a vezérsíkok működéséhez szükséges sebességet. Ez általában nem jelent gondot, mert a rakéták általában 0,5-1m hosszon bőven elérik a 100-as tempót. persze ez mérettől és motortól függ.

A vezető gyűrűket úgy készítsük el, hogy azok a lehető legkisebb légellenállásúak és súlyúak legyenek, de ugyanakkor elég erősek. Kisebb rakétáknál ezt a problémát egy szívószál felragasztásával megoldottuk. Nagyobb rakétáknál a műanyag gyorskötözőt ajánlom, melyel gond nélkül odaszorítható a törzshöz bármilyen kis méretű cső a vezetőpálca számára.

Van más mód is a rakéta stabilizálására, az egyik ilyen a pálcás stabilizálás. Nem túl igényes megoldás, tűzijáték rakéták stabilizálására szokás használni. Ez két módon segít a rakétát pályán tartani:

Az egyik, hogy kormányfelületként működik mint a vezérsíkos megoldás. Egy hosszú pálcának jelentős kormányfelülete lehet. A rúd végén fellépő erőhatás hosszú áttételen keresztül képes elég komoly kormányerőt létrehozni.

Bár önmagában ez nem elégséges a megfelelő stabilitáshoz. Jelentősebb hatása a tömegközéppontra van. Mely így jócskán hátra tolható. A rakéta ekkor kelj-fel Jancsiként viselkedik. Vagyis egy támasztási ponton úgy billen, hogy a nehezebbik fele a föld felé mutat. Történetesen ez a támasztási pont a fúvókatorok lesz, ahol a tolóerő hat a rakétára. Ekkor a rakéta, tűzijáték szempontjából egy igen előnyös tulajdonságra tesz szert. Mégpedig arra hogy nem lehet vízszintesen kilőni, hiszen a gravitációnak engedve a pálca mindenképp felfelé kormányozza majd.

További megoldás a forgásstabilizálás. Ekkor a lövedékekhez hasonlóan a rakéta forogni fog a tengelye körül. Vízszintesen kilőve érdekes ballisztikai pályán halad majd. Függőlegesen indítva tartja az egyenes vonalú pályát.

A rakéta megforgatásához további két eljárás használható: Gázsugár kormány. Mely a gázsugár utólagos eltérítésével hozza forgásba a rakétát. Ilyenkor egy két részes kormányfelület egyszerre két eltérő irányba téríti el a gázsugarat. Nem túl hatékony eljárás, mert a forgásközépponthoz közel húzódnak az erővonalak.

A másik megoldás a tolóerő vektoros megoldás, amikor több fúvóka van, és azok egymással ellentétes irányba is tolóerőt hoznak létre. A két fúvóka a forgásközépponttól messzebb helyezkedhet el, ezért sokkal hatékonyabb mint a kormánylapos eljárás.

A tolóerő vektoros eljárás a mozgatható fúvókák bevezetésével használható a legjobban A fúvókák mozgatásával korrigálható egy esetleges kitérés. Így nincs is szükség a rakéta megforgatására. Az összes modern rakétán tolóerő vektoros irányítást használnak. Mivel ha épp egyenesen halad a rakéta, megfelelő pályán, a motoroknak nem szükséges energiát fordítani a stabilizálásra ezért ez a leghatékonyabb stabilizálás az összes közül. Sajnos a modellrakétázásban nehezen kivitelezhető megoldás. Nincs gyakorlati jelentősége.

© 2009 pyromaster.org - Minden jog fenntartva.

Köszönet | Impresszum | Pirotechnikai fórum