Что такое «решетчатые стабилизаторы» (шестой запуск РП-649)

Невнятный пятый запуск РП-649А объяснил себе «хлипкостью» стабилизаторов и их крепления.

Ракета уже основательно «потрепана». Крепеж стабилизаторов уже не раз подвергался ремонту (склейка). Сами стабилизаторы потеряли «плоскость» — стали «изогнутыми». Да и корпус ракеты (бутылки) после нескольких падений  стал далек от идеала…

По «намеку» зрителей канала, решил посмотреть — что такое «решетчатые стабилизаторы». А за одно и испытать «новое» топливо — сахар.

Для шестого запуска «юморной» ракеты РП-649 сделал следующие изменения:

  • заменил пару «уж очень сильно покореженных» бутылок корпуса ракеты;
  • сделал новый двигатель на две шашки с разным топливом;
  • заменил стабилизаторы на решетчатые.

Подробнее о шагах снял отдельный ролик.

Двигатель

От предыдущего полета осталась одна карамельная шашка (не влезла в обрезанный корпус двигателя и пришлось пятый запуск делать на трех шашках вместо четырех). В дополнение к ней сделал аналогичную по размерам (длина 50 мм, диаметр 18 мм, канал 6 мм) шашку с топливом селитра+сахар. Компоненты измельчены в кофемолке. Смесь просто трамбуется в оправке (молотком) из ПП трубы нужной длины и диаметра. Шашка получилась вполне крепкой.

Карамельная (сорбит) шашка три недели лежала в пакете практически «на улице». Внешне она производила совсем не благоприятное впечатление — набухла, поверх бронировки появились белые наросты. Карамель явно «набрала влаги». Очень не хотелось такую ставить в двигатель, но выходные заканчивались, времени делать новую — не было.

Массы шашек — 14,6 г (сахарная) + 18,3 г (сорбитовая; после изготовления три недели назад, ее масса была 17,8 г) + 5,6 г (глухая сорбитовая шашка). После упаковки скотчем в «колбаску», ее масса составила 39,6 грамма.

Подрезал летавший в пятом запуске корпус двигателя (ПП труба 25 мм) до 165 мм. Длина внутри — 145 мм (есть выступ со стороны заглушки). «Впихнул» в корпус «колбаску» из шашек и запаял «сопловую» заглушку. Общая длина двигателя составила 182 мм, масса (с хомутами крепежа) — 103,4 грамма.

Рассчитать параметры такого двигателя проблематично, примерно это что-то посередине между «чисто карамелью на сорбите»
rdp18-2x50d55
и «сахарной карамелью»
rdp18-2x50d55sug
т.е. если бы шашки были «сухими», примерные параметры двигателя были бы «недалеко» от летавшего в пятом запуске: F42, 40 H*c.

Стабилизаторы.

Показалась забавной — идея заменить стабилизаторы на решетчатые.
fin4-12x39x52

Такие широко применяются в ракетной технике. В основном в качестве «рулей», т.к. компактны и удобнее для управления. Перебрал несколько вариантов. Остановился на «вышепоказанном», тут высота 12 мм, «ширина» 39 мм, вылет 52 мм. Ячейки квадратные размером 9 х 9 мм. Для достижения минимального сопротивления, толщина элементов решетки выбрана минимальной: рамка — 0,8 мм, решетка — 0,4 мм.

Не смог найти в OpenRocket методику расчета элементов решетки. Воспользовался ИИ (Deep Seek) — неудачно: в грамотном, выверенном тексте ИИ привел расчеты, выкладки, рекомендации… но, совершенно не соответствующие действительности. Даже в примерах ссылок на существующие решения ошибки — указанные ИИ  ракеты вообще не имеют решетчатых стабилизаторов.

Показанная выше решетка по общей площади поверхностей примерно соответствует трехстабилизаторной схеме РП-649 (без индексов).

Печать такой конструкции довольно длительна и даже при толщине слоя 0,3 мм и скорости печати 40 мм/сек, составляет 2 часа. STL файл — в конце страницы.

Ракета.

В итоге — дал обновленной ракете индекс «Б». В общем, ракета повторяет предыдущие конструкции: система спасения — «рогатка», как в РП-649А; контроллер — такой же как во всех стартах «сорокдевятой»; модуль LoRa-GPS — тот же, как в предыдущий запусках.

РП-649Б для шестого старта имеет массу 411,5 грамма. Длину 80 см. Положение центра тяжести 49 см от носа.

В OpenRocket попытался изобразить решетчатые стабилизаторы
21-12571647-649-6or
Программа дает «очень хорошее» положение центра давления. Запас устойчивости — чуть ли не более двух калибров. Хотя практическая попытка определить устойчивость ракеты показывала прямо противоположный результат.


20 июля 2025. Раннее утро. Решил запустить ракету «как есть». По росе выбрался в поле на свободный от посева участок.

Не смог «поймать» спутники, так же как и в пятом запуске… Видимо что-то с питанием. Но передатчик LoRa работал отлично. Решил использовать систему как радиомаяк в поиске.

Видео о шестом запуске РП-649Б

Полет не получился…
21-12571609-vlcsnap-2025-07-21-09h14m15s411
Не было координат — это не сильно «напрягало», т.к. полет предполагался и прошел в пределах видимости. При включении, контроллер сразу переходил в режим «полет». Почти 30 минут разбирался — оказалось, что виновата перемычка, слетающая в момент начала движения — окисление и плохой контакт. Заменил.

Двигатель «заводился» довольно нехотя и очень долго. Не верилось, что такой «выхлоп» может сдвинуть ракету с места… Но, ракета пошла медленно вверх, сошла с направляющей (по кадрам посчитал скорость — всего 4 м/с). Удивительно, но с такой скоростью ракета сохраняла вертикальной положение и даже поднялась на несколько метров…

Сработала система спасения, раскрылся парашют и ракета упала рядом с местом старта. Долго «догорало» топливо. Сигнал в приемнике был с хорошим уровнем. На месте ракета была цела, электроника работала, регистрация еще продолжалась.

Двигатель (сопло) от долгого медленного горения отсыревшей карамели разгорелся довольно сильно (примерно до 15-17 мм с исходных 5,5 мм).

Считал данные — можно посмотреть графики.

Screenshot-2025-07-20-09-48-39-857-appinventor-ai-pakhom2-Flight-View-9 Screenshot-2025-07-20-09-50-56-089-appinventor-ai-pakhom2-Flight-View-9 Screenshot-2025-07-20-09-46-21-202-appinventor-ai-pakhom2-Flight-View-9
Screenshot-2025-07-20-09-47-16-512-appinventor-ai-pakhom2-Flight-View-9 Screenshot-2025-07-20-09-47-16-512-appinventor-ai-pakhom2-Flight-View-9 Screenshot-2025-07-20-09-47-42-759-appinventor-ai-pakhom2-Flight-View-9

В итоге: высота по барометру и акселерометру примерно одинакова — 12 м. Максимальная скорость 10 м/с. Максимальное ускорение 2 g. На предпоследнем графике — провал питания при срабатывании электромагнита ССР. На последнем — смена состояний — 300 — это срабатывание ССР по замедлению скорости подъема.

По двигателю: если переводить ускорение в тягу, то получается едва 5-7Н, что значительно ниже теории. Странно, но такой тяги хватило на подъем ракеты. Виной всему — отсыревшая карамель…

По системе спасения: «рогатка» сработала отлично.


Файлы STL  (общий архив)

  • Трехлепестковое распорное кольцо для двигательной секции
  • Полукольцо для крепления двигателя (для трубы ПП 20 мм)
  • Наружное кольцо двигательного отсека с крепежом для трех стабилизаторов
  • Такое же, с бугелем
  • Шестилепестковое распорное кольцо крепления секций
  • Тоже с крепежом для БРЭО
  • Наружное кольцо крепления секций
  • Такое же, с бугелем
  • STL файл решетчатых стабилизаторов — 66ring-bug-4resh12x52x39

IMG-20250720-134058