Журнал Моделист-конструктор №11, 1967 г. - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
Поэтому, прежде чем приступать к конструированию новой машины или модели, необходимо знать все, что касается этой отрасли техники, всю историю развития технической мысли в этом направлении. Ведь недаром говорят: «Не надо изобретать то, что уже давно изобрели».
Но тем не менее очень хорошо, что ребята из села Ильиицы самостоятельно построили модель такой лодки, думали над ней, эксперкментнровали н проявили настоящее техническое творчество и изобретательство.
43
Максимальная высота взлета, бесспорно, является самой объективной оценкой совершенства конструкции и аэродинамических характеристик моделей ракет. Поэтому понятен интерес моделистов-ракетостроителей к проектированию всевозможной аппаратуры и приборов для фиксации максимальной высоты полета. Юными ракетчиками Московского дворца пионеров разработана новая конструкция высотомера, регистрирующего максимальную высоту полета модели ракеты.
Высотомер представляет собой жидкостный двухтрубный v-образный манометр (рис. I), одно из колен которого состоит из капиллярной трубки, доверху заполненной жидкостью. Другое колено манометра представляет собой широкую трубку, частично заполненную жидкостью и герметически закупоренную в верхней части пробкой.
Образованный таким образом замкнутый объем газа Vo находится под давлением P0, уравновешенным барометрическим давлением окружающей среды. Численное значение этого объема выражается формулой
r;D2
V0 = H0 — [ммз),
где Нц — высота столба газа в широкой трубке манометра в мм;
D — внутренний диаметр широкой трубки манометра в мм.
При подъеме модели ракеты с прибором на борту происходит падение барометрического давления окружающей среды. Газ в приборе расширяется до величины V=V0+AV, соответствующей значению барометрического давления P на максимальной высоте полета ракеты. Жидкость выталкивается через открытый конец капиллярной трубки.
Объем вытесненной жидкости AV вычисляется по формуле
7ld2
AV = h -у- [ммз],
где h — высота вытесненного из капиллярной трубки столба жидкости в мм (замеряется после приземления прибора);
d — внутренний диаметр капиллярной трубки в мм.
Расширение газа в широкой трубке манометра подчиняется закону Бойля — Мариотта:
P0V0=PV.
Тогда
Lo__У_ Vo+ ДУ 1-LAV
P-V0- V0 -1 + V0 •
Подставляя выражения AV и V0 и произведя необходимые сокращения, получаем расчетную формулу
Po/AV JL + 1
P — ^ D ) H0 + 1-
Назовем отношение (d/D)2 = n характеристикой прибора, тогда вы-
('ОвРіН Ы M(KtCIHCnUJ
W2 да ще №8 V їх у*
РИС. 2. ЗАВИСИМОСТЬ ОТНОШЕНИИ БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИИ Р„,Р от ВЫСОТЫ ПОЛЕТА МОДЕЛИ РАКЕТЫ.
зависимость отношений
БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЙ ОТ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА МОДЕЛИ
РАКЕТЫ
L 16 850 + Z IB 850 — Z P0/Р
50,0 16 900 16 800 1,00 595
100 16 950 16 750 1,01 194
150 17 000 16 7U0 1,01 790
200 17 050 16 650 1,02 402
250 17 100 16 60) 1,03 Ul2
300 17 150 16 550 1,03 625
350 17 200 16 500 1,04 242
400 17 250 16 450 1,04 863
450 17 300 15 400 1,05 488
500 17 359 16 350 1,06 116
600 17 450 16 260 1,07 389
700 17 550 16 150 1,08669
800 17 650 16 050 1,09 969
900 17 750 15 950 1,11 285
10U0 17 850 15 850 1,12 618
1100 17 950 15 750 1,13 968
1200 18 050 15 650 1,15 335
1600 18 350 15 350 1,19 544
ражение расчетной формулы прибора примет окончательный вид: P0 h
Отношения барометрических давлений окружающей среды на разных уровнях высоты определяются из формулы международной стандартной атмосферы. Для высоты до 11 000 м она имеет вид:
P0-I 1 4430)
Эта же формула в упрощенном выражении:
P0 16 85Oi-Z P — 16 850 — Z •
где Z — высота от исходной точки расчета в м.
На рисунке 2 приведен график зависимости отношений барометриче-. Po
ских давлениеи — от высоты полета модели ракеты. Для построеняя собственного графика в нужном масштабе приводим результаты расчета по формуле международной стандартной атмосферы в таблице.
Вычислив (после приземления прибора) отношение барометрических . Po
давлении —, находим его на оси
абсцисс графика. Проводим вертимо
каль до кривой зависимости —^- .
Из точки встречи вертикали с кривой проводим горизонталь до оси ординат и на ней читаем значение высоты полета модели ракеты в метрах.
Приводим основные характеристики прибора:
габаритная высота прибора — 95 мм; максимальный габарит по диаметру — 12 мм;
D = 5,4 мм; d = l,2 мм; характеристяка прибора
П=(^4~у =0.0494.
Расчетная формула прибора, исходя из этих размеров:
P0 И
-рГ = 0.0494 -щ +1.
Замеренная перед стартом высота столба газа в приборе составляла: H0 = 76 мм.
Замеренная после спуска модели! ракеты с прибором высота вытесненного из капиллярной трубки столба жидкости составила величину h= =45 мм. Тогда
Po 45
-^0,0494^+ 1 = 1,0293.
Такому соотношению барометрических давлений в графике на рисунке 2 соответствует высота Z = 245 м.
Это высота, которой достигла одноступенчатая модель ракеты со стандартным уплотненным двигателем.
Для увеличения чувствительности прибора рекомендуем уменьшить внутренний диаметр капиллярной трубки d до 0,8 мм; при этом уменьшаются вес прибора и габаритный диаметр.
