Классификация модельного ракетного двигателя - Model rocket motor classification

Двигатели для ракеты^[1] и мощные ракеты^[2] (вместе, потребительские ракеты) классифицируются по общему импульс в набор обозначенных буквами диапазонов, от ⅛А вплоть до О.Общий импульс - это интеграл тяги от времени горения.

${\displaystyle P_{T}=\int \limits _{0}^{t}F_{thrust}(t^{\prime })dt^{\prime }=F_{ave}t.}$

Где ${\displaystyle t}$ время горения в секундах, ${\displaystyle F_{thrust}}$ это мгновенная тяга в ньютонах, ${\displaystyle F_{ave}}$ средняя тяга в ньютонах, а ${\displaystyle P_{T}}$ - общий импульс в ньютон-секундах. Класс A от 1,26 ньютон-секунды (коэффициент преобразования 4,448 Н на фунт силы) в 2,5 Н · с, и тогда каждый класс в два раза превышает общий импульс предыдущего класса, с классом B от 2,51 до 5,00 Н · с. Письмо (M) будет представлять собой общий импульс от 5 120,01 до 10 240,00 Н · с. Двигатели E и ниже рассматриваются маломощные ракетные двигатели. Двигатели между F и грамм считаются средней мощностью, а моторы ЧАС а выше - ракетные двигатели большой мощности. Двигатели, которые были бы классифицированы за пределами О находятся в сфере любительская ракетная техника (в данном контексте термин любитель относится к независимости ракетчика от установленной коммерческой или государственной организации). В профессиональных организациях используется номенклатура средней тяги и времени горения.

Коды ракетных двигателей

Обозначение конкретного мотора выглядит так: C6-3. В этом примере буква (C) представляет собой общую импульс диапазон мотора, количество (6) перед чертой обозначает среднее толкать в ньютоны, а число (3) после тире представляет собой задержку в секундах от выгорания метательного заряда до срабатывания выброса заряда ( газогенератор композиция, обычно черный порошок, предназначенный для развертывания системы восстановления). Двигатель C6-3 будет иметь импульс от 5,01 до 10 Н · с, производя 6 N средняя тяга, и выстрелить катапультным зарядом через 3 секунды после перегорания.

В 1982 году производителями двигателей была сделана попытка уточнить код двигателя, записав перед кодом полный импульс в Ньютон-секундах. Это позволило вычислить продолжительность горения по предоставленным числам. Кроме того, за кодом двигателя следовало буквенное обозначение, обозначающее тип топлива.^[3] Обозначения пороха зависят от производителя. Этот стандарт до сих пор не принят полностью, некоторые производители применяют его части или всю дополнительную номенклатуру.

Моторный импульс по классам

Учебный класс (База 26)	Общий импульс (Н · с)	Общий импульс (фунт-сила · с)	Аэрокосмический аппарат или ракета (ы)	Требования США
Микро	0–0.3125	0–0.07
1 / 4A	0.3126–0.625	0.071–0.14
1 / 2А	0.626–1.25	0.141–0.28
А	1.26–2.50	0.281–0.56
B	2.51–5.00	0.561–1.12
C	5.01–10.0	1.121–2.25
D	10.01–20.0	2.251–4.5
E	20.01–40.0	4.51–8.99
F	40.01–80.0	8.991–18.0
грамм	80.01–160	18.01–36.0		Самая большая модель ракетного двигателя по версии TRA и NAR.
ЧАС	160.01–320	36.01–71.9		Для покупки требуется сертификат уровня 1, доступный в Триполи или же НАР. Топливо менее 125 г освобождено от уплаты Федерального управления гражданской авиации.
я	320.01–640	71.9–144
J	640.01–1,280	144.01–288		Для покупки требуется сертификат уровня 2, доступный в Триполи или же НАР.
K	1,280.01–2,560	288.01–576
L	2,560.01–5,120	576.01–1,151
M	5,120.01–10,240	1,151.01–2,302		Для покупки требуется сертификат уровня 3, доступный в Триполи или же НАР.
N	10,240.01–20,480	2,302.01–4,604
О	20,480.01–40,960	4,604.01–9,208
п	40,960–81,920	9,210–18,400		FAA / AST Требуется отказ класса 3. [4]
Q	81,920–163,840	18,400–36,800
р	163,840–327,680	36,800–73,700	Путешественник USCRPL IV[5]
S	327,680–655,360	73,700–147,000	WAC капрал CSXT GoFast[6] Стратос III из DARE[7]	Самый большой мотор, используемый любителями.[8]
Следующие ниже двигатели классифицируют профессиональные силовые установки с использованием любительских кодов двигателей, которые не используются в промышленности.
Т	655,360–1,310,000	147,000–295,000		200 000 фунт-сила-сила - это предел для определения FAA "любительской" ракеты. [9]
U	1,310,000–2,620,000	295,000–589,000	Твердотельные ускорители Atlas V Аполлон запустить спасательную ракету
V	2,620,000–5,240,000	589,000–1,180,000	Гибридная ракета SSC ​​Bloodhound[10]
W	5,240,000–10,500,000	1,180,000–2,360,000	SS-520[11]	Самая маленькая орбитальная ракета[12]
Икс	10,500,000–21,000,000	2,360,000–4,710,000	Лямбда 4S[11]
Y	21,000,000–41,900,000	4,710,000–9,430,000	Авангард GEM-40 SRB Электрон[11]
Z	41,900,000–83,900,000	9,430,000–18,900,000	Черная стрелка Меркурий-Редстоун[11] Пегас-XL[11]
AA	83,900,000–168,000,000	18,900,000–37,700,000	Сокол 1[11] Минотавр I[11] ВЛС-1[11]
AB	168,000,000–336,000,000	37,700,000–75,400,000	M-V[11] Минотавр-C[11] Стрела[11]
AC	336,000,000–671,000,000	75,400,000–151,000,000	Ариана 3[11] Титан II Днепр[11]
ОБЪЯВЛЕНИЕ	671,000,000–1,340,000,000	151,000,000–302,000,000	Восток Дельта II Сокол 9 v1.0 Рокетдайн Ф-1[11]
AE	1,340,000,000–2,680,000,000	302,000,000–603,000,000	Сокол 9 v1.1 Falcon 9 Полная тяга Дельта IV Тяжелый
AF	2,680,000,000–5,370,000,000	603,000,000–1,210,000,000	Атлас V Тяжелый Falcon Heavy New Glenn[11]
AG	5.37*10^9–10.7*10^9	1.21*10^9–2.41*10^9	Космический шатл Сатурн V Система космического запуска
AH	10.7*10^9–21.4*10^9	2.41*10^9–4.82*10^9	Арес V 9 марта Звездолет
AI	21.4*10^9–42.8*10^9	4.82*10^9–9.64*10^9	Межпланетная транспортная система
AJ	42.8*10^9–85.6*10^9	9.64*10^9–19.3*10^9	Морской дракон УР-700М

Государственное регулирование

Во многих странах продажа, владение и использование модельных ракетных двигателей регулируется государственными правилами и положениями. Ракеты большой мощности в Соединенных Штатах регулируются только Федеральным управлением по полетам, указанным FAA. Эти правила кодифицированы в FAA FAR Part 101. Ракеты с топливом менее 125 г и взлетной массой 1500 г освобождены от большинства требований. Кроме того, от полевого офиса FAA требуется бесплатный «отказ».

Однако некоторые производители потребительских двигателей и две национальные ракетные организации США создали саморегулирующуюся промышленность и систематизировали ее в Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) «типовые» кодовые документы, которые принимаются только в определенных обстоятельствах и юрисдикциях, в основном в сочетании с пожарными и строительными нормами. Это саморегулирование отрасли предлагает пользователю пройти сертификацию для использования до того, как производитель продаст ему двигатель. В Северной Америке две признанные организации, которые предоставляют сертификаты высокой мощности: Ассоциация ракетостроителей Триполи и Национальная ассоциация ракетостроения. Обе эти организации имеют три уровня сертификации, которые включают в себя создание все более сложных и более мощных ракет и прохождение теста на соответствие правилам и нормам безопасности. С национальными ассоциациями-членами, использующими опубликованные правила техники безопасности. В Канаде Канадская ассоциация ракетной техники имеет четырехэтапный процесс сертификации, но все три организации принимают сертификаты друг друга, если летчик появляется при запуске с большой мощностью и желает летать под их санкцией. Сертификация уровня 1 от NAR или TRA дает право на покупку и использование двигателя H или I, двигателей J, K и L сертификации уровня 2 и двигателей M, N и O сертификации уровня 3. Канада добавляет еще один промежуточный уровень и имеет уровень 4, который совпадает с уровнем 3 в США.

В конце 1990-х годов США Бюро алкоголя, табака, огнестрельного оружия и взрывчатых веществ начал требовать^[13] чтобы люди получали разрешение на использование маловзрывчатых веществ (LEUP) на владение и использование двигателей большой мощности. 11 февраля 2000 г. Триполиская ассоциация ракетостроителей и Национальная ассоциация ракетной техники подали иск в Окружной суд США округа Колумбия, утверждая, что BATF применил «обременительные и запретительные гражданские правила» против любителей ракетной спорта из-за неправильного определения Бюро. из композитный пропеллент на основе перхлората аммония (APCP) как взрывчатое вещество. APCP используется в большинстве ракетных двигателей большой мощности. Комментарий сотрудников BATFE в ответ на возражения против добавления новых требований в отношении ракетных двигателей для хобби весьма поучителен.^[14] В 2009 году суд вынес решение в пользу общественных организаций и обязал BATF исключить APCP и другие медленно горящие материалы из своего списка регулируемых взрывчатых веществ.^[15] Это постановление установило скорость горения 1 метр в секунду («собственный порог скорости горения ATFE для дефлаграции составляет 1000 миллиметров (или один метр) в секунду». Tripoli Rocketry Ass'n, 437 F.3d at 81-82) в качестве порога для материал из списка взрывчатых материалов BATFE.^[16]

Продавцы

Самый крупный производитель ракетных двигателей в мире - Estes Industries. Крупнейшие производители ракетных двигателей большой мощности в мире: Cesaroni Technology Inc. и RCS Rocket Motor Components, Inc.

Самая первая сертифицированная модель ракетного двигателя была сертифицирована компанией Model Missiles Inc. (Орвилл Карслил). Примерно в 1958 году. Самый первый сертифицированный ракетный двигатель большой мощности был Ракеты США (Джерри Ирвин). Примерно в 1985 году. Самая первая модель ракетного двигателя APCP была сделана Rocket Development Corporation (Ирв Уэйт). Около 1970 г.

Крупнейший в мире производитель профессиональных твердотопливных ракет Орбитальный АТК.

Смотрите также

• Jetex (Аэродинамический лифт)
• Ракетная техника большой мощности
• Модель ракеты
• Ракета твердотопливная

внешняя ссылка

• Национальная ассоциация ракетной техники (НАР) - Сертификаты на модели ракетной техники и мощной ракетной техники
• Ассоциация ракетной техники Триполи (TRA) - Сертификаты на ракетную технику большой мощности
• Канадская ассоциация ракетостроителей (CARWeb) - Сертификация модельной ракетной техники и ракетной техники большой мощности в Канаде
• Ассоциация ракетостроителей Соединенного Королевства - Сертификация ракетной техники большой мощности

Рекомендации

1. Сайт НАР: http://www.nar.org/safety-information/model-rocket-safety-code/
2. Сайт НАР: http://www.nar.org/safety-information/high-power-rocket-safety-code/
3. Фотография ФС сайта USR: http://v-serv.com/usr/motors/images/CinerocFS5.jpg
4. «ECFR». Получено 2020-09-09.
5. "Путешественник IV". USCRPL. Получено 2019-10-16.
6. "Иди быстрее". www.astronautix.com. Получено 2017-11-24.
7. http://dare.tudelft.nl/stratos-iii-technical-overview/. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
8. «Группа исследования гражданского космоса».
9. «ECFR». Получено 2020-09-09.
10. "Falcon Project Ltd. UK Bloodhound SSC: испытательные стрельбы". Телеграф. 3 октября 2012 г.. Получено 3 июля 2015.
11. Космические ракеты-носители - Полный вакуумный импульс
12. Грэм, Уильям (3 февраля 2018 г.). «Японская звучащая ракета требует рекордного орбитального запуска». НАСА космический полет. Получено 3 февраля 2018.
13. «Торговля взрывчатыми веществами - исправленное определение порохового устройства». Федеральный регистр. 13 февраля 2009 г.. Получено 4 июля 2015.
14. "Торговля взрывчатыми веществами - исправленное определение" порохового устройства "(2004R-3P)". Федеральный регистр. 13 февраля 2009 г.. Получено 4 июля 2015.
15. «APCP не взрывчатое вещество, постановил судья Реджи Б. Уолтон» (PDF). Федеральный судья. 16 марта 2009 г.. Получено 3 июля 2015.
16. «Список взрывчатых материалов 2014 г. (официальный)». Федеральный регистр. 7 октября 2014 г.. Получено 4 июля 2015.