ناموجود
تلاش شده است که این سایت به عنوان اولین مرجع تخصصی فارسی زبان در حوزه طراحی و ساخت راکت مدل خدمت دوستان و علاقه مندان در این زمینه قرار گرفته و با دانش و تجربیات خود که نتیجه تلاش های شبانه روزی و شکست های متوالی در طول ها سالها به دست آمده مسیر پیش رو را برای شما روشن کرده و مسیر رسیدن به قله های ترقی را برای شما هموارتر کنیم.
معرفی بخش های مختلف سایت:
در صفحه اصلی سایت تعاریف کلی،دانش عمومی و توضیحات تخصصی برای شما آورده شده است که پیشنهاد می شود برای درک بهتر و شناخت مسیر پیش رو ابتدا این صفحه را مطالعه کرده و نسبت به آن آگاهی پیدا کنید و سپس با مراجعه بخش های مختلف سایت آموزش های لازم هر بخش را دریافت کنید.
صفحه ساخت موتور: آموزش نکات و شیوه ساخت سوخت و موتور راکت سوخت جامد
صفحه ساخت بدنه: آموزش نکات و شیوه ساخت بدنه آیرودینامیکی و متعلقات آن
در صفحه خدمات سایت امکاناتی فراهم شده است تا نیاز دوستان به استفاده از قطعات پرینت سه بعدی و همچینی قطعات کامپوزیتی پوشش داده شود لذا جهت استفاد از این خدمات می توان با مراجه به این بخش ها و یا به صورت مستقیم با ما ارتباط بگیرید.
جهت آسایش و رفاه دوستان عزیز در بخش فروشگاهی سایت نیز تلاش شده است تمامی امکانات و تجهیزات تخصصی مورد نیاز این حوزه به آسانی در اختیار شما قرار گیرد.
امیدوار است با استقبال شما دوستان عزیز از سایت و معرفی آن به دوستان خود (با حفظ حق نشر مطالب این سایت) به گسترش افراد علاقه مند به این زمینه کمک کرده و جهت برگزاری پرشورتر مسابقات راکت مدل ما را یاری دهید.
با تشکر از توجه شما عزیزان.
باید گفت راکت هر نوع دستگاه پیشرانه جت حامل پیشرانه‌های جامد یا مایع است که هم سوخت و هم اکسید کننده مورد نیاز برای احتراق را تأمین می‌کند. این اصطلاح معمولاً برای هر یک از وسایل نقلیه مختلف از جمله راکت‌های آتش بازی، موشک‌های هدایت شونده و تمام ابزاری که در پروازهای فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرند و پرتاب می‌شوند و توسط هر وسیله پیشران مستقل از جو اداره می‌شوند به کار می‌رود.
بطور خلاصه می توان تفاوت راکت ها و موشک ها را بدین شکل بیان کرد:
در این بخش واژگان تخصصی استفاده شده در این سایت توضیح داده خواهد شد و در ادامه بر اساس این تعاریف واژگان روند سایت ادامه خواهد یافت.
ایمپالس: به مقدار نیروی تولید شده توسط موتور در واحد زمان به ازای مصرف 1 کیلوگرم پیشرانه
مثال>> یک راکت دارای 5 کیلوگرم سوخت طی زمان 2.5 ثانیه 1000 نیتون نیرو تولید می کند ایمپالس برابر—>
نیرو(N) / ( زمان(s) * جرم(Kg) ) = ایمپالس(I)
1000(N) / ( 2.5(s) * 5(Kg) ) = 80(Ns)
سوخت/پیشرانه: گرچه استفاده از کلمه سوخت بجای کلمه پیشرانه صحیح نمی باشد اما به دلیل اشتباه رایج از کلمه سوخت به منظور مجموع سوخت و اکسنده استفاده می گردد.
گرین: سوخت جامد قالب ریزی شده
تراست: به مقدار نیروی تولید شده توسط موتور که معمولا برحسب کیلوگرم بیان می شود.
مثال>> مقدار نیروی پیشران یک موتور راکت 981 نیوتون می باشد مقدار تراست آن برحسب کیلوگرم —>
نیرو(N)/شتاب جاذبه(m/s^2) = تراست
981(N) /9.81(m/s^2)=100kg
نرخ پسروی سوخت: به سرعت عقب رفت سوخت در واحد زمان
نازل: یک قطعه مکانیکی سلب که در انتهای موتور موشک نصب شده و وظیفه آن تبدیل انرژی حرارتی گاز های خروجی به سرعت خروجی گاز ها می باشد.
گلوگاه نازل: کمترین سطح مقطع نازل که تاثیر مهمی در تعیین حد نهایی فشار موتور دارد.
پایداری استاتیکی: به پایداری ذاتی راکت در هنگام حرکت که در برابر اغتشاشات وارده مقاومت می کند و باعث حفظ راستای طولی راکت در جهت سرعت نسبی راکت می شود(سرعت نسبی=سرعت حرکت راکت+سرعت و جهت جریان باد).
دسته بندی راکت ها را می توان به دو صورت تقسیم بندی کرد.
1- بر حسب نوع سوخت مصرفی:
در این راکت ها سوخت و اکسنده هر دو به صورت مایع و یا ژل موجود است که این مولفه ها با رسیدن به یک پمپ با فشار بالا به درون محفظه تزریق می شوند جهت شروع فرایند احتراق نیاز است که این دو مولفه با گذر از انژکتور های موجود درون محفظه احتراق به صورت پودری با مولفه دیگر ترکیب شده تا واکنش صورت گیرد.
اکسنده معمولا از خانواده اسید های بسیار قوی بوده و سوخت آن معمولا بر پایه ترکیبات نفتی می باشد همچنین از هیدروژن مایع/اکسیژن مایع و ترکیبات بر پایه هیدرازین نیز استفاده می شود.
مزایا:
1- این پیشرانه ها ایپالس بالاتری نسبت به سایر پیشرانه ها دارد که مناسب حمل محموله های سنگین است.
2- این موتور ها قابلیت خاموش و روشن کردن مجدد را دارند.
3- میتوان تراست موتور را تغییر داد.
معایب:
1- پیچیدگی و هزینه بالای ساخت.
2- سرعت آماده سازی طولانی.
3- خطرات نگهداری سوخت و اکسید.
در این راکت ها سوخت و اکسنده در دو فاز متفاوت جامد/مایع و یا حتی جامد/گاز و یا مایع/ گاز قرار دارند اما استفاده از مولفه گازی در راکت ها مقرون به صرفه نبوده و خطرات و تکنولوژی خاص خود را به همراه دارد.
مزایا:
1- هزینه پایین تر نسبت راکت های سوخت مایع.
2- قابلیت کنترل احتراق و تراست.
3- ایمنی و سرعت آماده سازی بالاتر نسبت به راکت های سوخت مایع
معایب:
1- تکنولوژی بالای ساخت.
2- ایمپالس کمتر نسبت به سایر راکت ها
در این پیشرانه دو مولفه سوخت و اکسنده اغلب به طور همگن با یکدیگر ترکیب شده بطوری که مولفه های سوخت و اکسید در کنار یکدیگر درون گرین قرار گرفته اند.
مزایا:
1- ایمنی و نگهداری آسانتر
2- هزینه ساخت پایین
3- آماده سازی سریع
معایب:
1- عدم توانایی خاموش کردن موتور
2- عدم امکان تغییر تراست در طول پرواز
3- افزایش شتاب شدید در طول پرواز(آسیب رساندن به قطعات الکتریکی حساس ماهواره ها)
2- مقدار نیروی تولید شده:
معمولا راکت ها را برحسب نیروی تولیدی به سری های مختلفی تقسیم بندی کرده که این تقسیم بندی در زیر آورده شده است.
نازل یک قطعه مکانیکی بوده که به شکل زیر بوده و وطیفه آن تبدیل انرژی حرارتی بالای گاز های تولید شده از واکنش پیشرانه درون موتور موشک به افزایش سرعت خروجی این گاز ها هنگام خروج از نازل می باشد. به طور خلاصه یعنی: نازل با کاهش دمای گاز های احتراق سرعت خروجی آنها را بیشتر می کند. افزایش سرعت گاز های خروجی بیشترین تاثیر را بر میزان تراست راکت ما دارد لذا افزایش این مقدار در طراحی های موتور پارامتر مهمی است.
معادلات و محاسبات به دست آوردن تراست موتور را می توان در بخش معادلات حاکم مطالعه کنید.
سوخت های استفاده شده در راکت ها اغلب بر پایه خانواده ترکیبات نیترات ها و پرکلرات هستند.
همانطور که گفته شد راکت ها سوخت و اکسید کننده خود را با خود حمل می کنند و در راکت های سوخت جامد این دو مولفه بطور کامل در کنار یک دیگر جایگرفته اند و با فعال شدن واکنش، این دو مولفه با یکدیگر واکنش داده و تولید نیروی حرارتی و حجم گاز زیادی می کنند.
در راکت های سوخت جامد معمولا سوخت را ترکیباتی مانند سوربیتول، شکر ، قند، عسل، قندهای طبیعی و رزین ها و …. تشکیل میدهد.
ترکیبات مورد استفاده به عنوان سوخت راکت مدل اغلب شامل یکی از ترکیبات زیر می شود:
توضیحات تعدادی از این سوخت ها در صفحه ساخت موتور و در بخش ساخت سوخت آورده شده است.
1- Potassium Nitrate/Sucrose (KNSU)
2- Potassium Nitrate/Sorbitol (KNSB)
3- Potassium Nitrate/Dextrose (KNDX)
4- Potassium Nitrate/Fructose (KNFR)
5- Potassium Nitrate/Erythritol (KNER)
6- Potassium Nitrate/Mannitol (KNMN)
7- Potassium Nitrate/Xylitol (KNXY)
8- Potassium Nitrate/Epoxy (RNX)
9- Potassium Nitrate/Sorbitol/Aluminum
10- Potassium Nitrate/ Potassium Perchlorate/Sorbitol
11- Potassium Nitrate/Aluminum/Polyurethane
12- Potassium Perchlorate/Sucrose
13- Potassium Perchlorate/Epoxy
14- Potassium Perchlorate/Polyester
15- Potassium Perchlorate/Silicone
16- Ammonium Nitrate/Aluminum/Neoprene (A24)
17- Ammonium Nitrate/HTPB/Magnesium (Wickman)
18- Ammonium Nitrate/Urethane
19- Ammonium Nitrate/Aluminum/Stearic Acid
20- Ammonium Nitrate/Ammonium Perchlorate/Silicone
21- Ammonium Nitrate/Ammonium Perchlorate/Silicone
22- Ammonium Perchlorate/Silicone II
23- Ammonium Perchlorate/PBAN/Epoxy
24- Ammonium Perchlorate/PBAN/Epoxy/Aluminum
25- Ammonium Perchlorate/HTPB/Aluminum
26- Ammonium Perchlorate/Epoxy/Iron
27- Ammonium Perchlorate/PVC
28- Ammonium Perchlorate/Silicone
29- Ammonium Perchlorate/Epoxy/Aluminum
30- Ammonium Perchlorate/Silicone II/Aluminum
31- Ammonium Perchlorate/HTPB/Aluminum/Cr2O3
32- Sodium Nitrate/Sucrose/Iron Oxide
33- Sodium Nitrate/Sucrose/Iron Oxide/Aluminum
34- Sodium Nitrate/Sorbitol/Iron Oxide/Aluminum
35- Zinc/sulfur (or Micrograin)
36- Blackpowder
گرین ها بر اساس شکل خود تقسیم بندی های متفاوتی دارند و تفاوت در شکل آنها منجر به تغییر سطح سوزش سوخت می شود و این باعث تغیراتی در نحوه سوزش آنها در طول زمان روشن بودن موتور ایجاد می شود که با توجه به خواسته و نیاز خود شکل مناسب آن را بکارگیری می کنیم.
– تقسیم بندی و ویژگی گرین ها بر اساس شکل به صورت زیر است:
همان گونه که مشاهد می شود با تغییر شکل گرین نمودار تراست ما به طور کامل تغییر می کند. جهت بررسی این تغییرات شکل و تاثیر آن بر تراست می توان در نرم افزار open motor این شبیه سازی ها را انجام داد و بر اساس ماموریت خود شکل گرین را انتخاب کرد.
توضیحات و آموزش کامل این نرم افزار در فیلم های آموزشی طراحی موتور موجود است.
اجزاء کلی موجود در راکت های مدل تفاوت خاصی با راکت های واقعی نداشته با این تفاوت که در راکت های واقعی به دلیل دقت در انجام ماموریت خود لازم است یکسری اقدامات خاص صورت گیرد که این مساله در راکت های مدل تاحد زیادی محدود کننده نمی باشد.
اجراء کلی:
طبیعتا هدف ما از شلیک یک راکت وجود یک مسیر پروازی پایدار و مستقیم است. ابتدا باید توضیح داد پایداری به چه معنا بوده و در راکت چند نوع پایداری وجود دارد؟
در پاسخ به سوال اول باید اینگونه بیان کرد پرواز راکت در یک مسیر مستقیم و قابل پیش بینی بگونه ای که در صورت وارد شدن اغتشاش به راکت باعث تغییر مسیر ناگهانی، غیر قابل پیش بینی و غیر قابل کنترلی نشود.
و اما سوال دوم چند نوع پایداری داریم؟
در راکت دو نوع پایداری مورد بررسی قرار می گیرد:1- پایداری استاتیکی 2- پایداری دینامیکی
– پایداری استاتیکی به این معناست که راکت بدون نیز به سیستم هدایت و کنترل پایدار بوده و در برابر اغتشاش مقاومت نشان میدهد(موشک های بالستیک و راکت ها و پرتابه های منحنی زن و…).
– پایداری دینامیکی به این معناست که راکت برای پایدار بودن نیاز به سیستم هدایت و کنترل دارد( موشک های پدافندی).
پارامتر پایداری:
جهت بیان پایداری راکت از یک کمیت استفاده می شود که با عنوان استاتیک مارجین(مشخصه پایداری) نامیده می شود. مثبت بودن این شاخص به معنای ناپایداری ذاتی و صفر بودن آن به معنای خنثی بودن پایداری استاتیکی و منفی بودن آن به معنای پایداری راکت می باشد. هرچه این مقدار منفی تر باشد میزان پایداری راکت بیشتر خواهد بود. مقدار این مشخصه بر اساس محل قرار گیری مرکز فشار و مرکز جرم راکت نسبت به هم تعیین میشود به طور خلاصه عقبتر بودن مرکز فشار نسبت به مرکز جرم باعث ایجاد پایداری ذاتی در راکت ما خواهد شد.
در فایل زیر توضیحات بیشتری خدمت دوستان قرار گرفته است که بر اساس این فایل می توان موارد زیر را برداشت کرد:
1- فاصله مناسب مرکز جرم و مرکز فشار حداقل 8% طول راکت باشد.
2- راکتی که پایدار باشد در جهت سرعت جریان جهت می گیرد( علت انحراف اندک راکت پس از شلیک به سمت خلاف جهت باد).
3- راکت جهت پایداری نیاز دارد جریان هوا به میزان کافی روی آن شکل گرفته باشد(نیاز به ریل در لحظه اولیه شلیک).
4- و …
جهت دسترسی و مطالعه بیشتر معادلات حاکم بر آیرودینامیک سازه و معادلات مکانیک گازهای درون موتور موشک می توانید به این فایل pdf مراجعه کنید.
بر اساس معادلاتی که در بخش قبلی آورده ایم نرم افزار هایی فراهم آورد شده است که این معادلات را پوشش داده اند و کار طراحی وتحلیل راکت ها را بسیار تا بسیار راحت کرده است. در خصوص طراحی و تحلیل موتور چندین نرم افزار موجود است که عبارتند از:
1- SRM
2- OPEN MOTOR
3- casing
4- …
با استفاده از این نرم افزار ها می توان به سرعت یک راکت را طراحی و تحلیل کرد.
***جهت دانلود این نرم افزار ها به بخش بانک نرم افزاری سایت و جهت دریافت فیلم های آموزشی این نرم افزارها به بخش فروشگاه مراجعه کنید.
همانگونه که در بخش طراحی موتور یکسری نرم افزار ها بر اساس معادلات دینامیک گاز آورده ایم در این بخش نیز بر اساس معادلات حاکم در آیرودینامیک نیز نرم افزار هایی جهت تحلیل و طراحی بدنه آیرودینامیکی راکت ها آورده شده است تا بتوان شبیه سازی قابل قبولی از عملکرد راکت در حین پرواز دردست داشت وجود این داده ها کمک می کند تا بتوان یک سازه پایدار طراحی کرد تا در هنگام شلیک، راکت یک مسیر مستقیم و پایدار را طی کند. نرم افزار های موجود در این زمینه عبارتند از:
1- OPEN ROCKET
2- AEROLAB
3- SPACE CAD
4- RAS AERO
5- ….
***جهت دانلود این نرم افزار ها به بخش بانک نرم افزاری سایت و جهت دریافت فیلم های آموزشی این نرم افزارها به بخش فروشگاه مراجعه کنید.
