Ракетная техника большой мощности

Ракетная техника большой мощности — хобби, похожее на ракетное моделирование . Основное отличие состоит в том, что используются двигатели с более высоким импульсным диапазоном. По определению Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) ракета большой мощности — это ракета, общая масса которой превышает 1500 граммов (3,3 фунта), и содержащая двигатель или двигатели, содержащие более 125 граммов (4,4 унции) топлива и/ или рассчитанный на общий импульс более 160 ньютон-секунд (40,47 фунт-сила-с), или в котором используется двигатель со средней тягой 80 ньютонов. (18 фунтов) или больше.

Типы

Ракеты большой мощности определяются как ракеты, летающие с использованием имеющихся в продаже двигателей класса от H до O. В США стандарт NFPA1122 определяет руководящие принципы для моделей ракетной техники, а NFPA1127 предназначен только для ракет большой мощности. В большинстве штатов США NFPA1122 принят как часть правового кодекса. Меньшее количество штатов использует NFPA1127.

Ассоциации

Ассоциация ракетной техники Триполи и Национальная ассоциация ракетной техники являются основными органами, налагающими санкции на это хобби в США, предоставляющими сертификаты членов и критерии для общих правил безопасности.

В большинстве других стран, где поддерживается HPR, правила аналогичны правилам или основаны на них. Единый кодекс безопасности ракетной ассоциации Триполи ^{[ 1 ]} и система сертификации мощностей НАР. ^{[ 2 ]}

В Австралии есть несколько префектур Триполийской ракетной ассоциации.

В Канаде регулирующим органом этого хобби назначена Канадская ассоциация ракетной техники - L'Association Canadienne De Fuséologie.

В Новой Зеландии контролирующим органом ракетной техники является Новозеландская ассоциация ракетостроения или NZRA.

В Южной Африке контролирующим органом ракетной техники является Ракетная организация Южной Африки или Rocketry SA.

В Великобритании Британская ассоциация модельных полетов или BMFA является руководящим органом, а Ассоциация ракетной техники Соединенного Королевства или UKRA действует как Ассоциация большой мощности для полетов на двигателях класса H и выше.

В Германии, Австрии и Швейцарии Interessengemeinschaft Modellraketen имеет одобренную программу сертификации HPR, которая признана NAR, CAR и UKRA. ^{[ 3 ]}

Сертификация

Сертификация в США и Канаде

В отличие от ракетного моделирования, руководящие организации требуют сертификации для того, чтобы люди могли управлять ракетами большой мощности. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Система сертификации стандартизирована для хобби и руководящих организаций. Существует три уровня сертификации, каждый из которых позволяет пользователю последовательно управлять двигателями большей мощности. В США (TRA и NAR):

Уровень 1: Ч, Я

Уровень 2: J, K, L

Уровень 3: M, N, O и далее

Примечание. В Канаде Канадская ассоциация ракетной техники ^{[ 7 ]} имеет дополнительный шаг к уровню 4, который эквивалентен уровню 3 США. Уровень 1 — двигатель H, уровень 2 — двигатель I, а уровни CAR 3 и 4 аналогичны уровням 2 и 3 США соответственно. В связи с изменениями, внесенными Советом директоров по рекомендации Комитета RSO, все гибриды считаются High Power. ^{[ 8 ]}

Чтобы получить сертификат, человеку необходимо продемонстрировать свою способность управлять ракетой в заданном диапазоне мощности того уровня, который он успешно ищет. Например, если человек желает получить сертификат уровня 1, он должен успешно запустить двигатель HI в ракете соответствующего размера и успешно извлечь его в состоянии, подходящем для его повторного безопасного запуска. Это также верно для сертификации уровней 2 и 3 с дополнительными требованиями, согласно которым для уровня 2 должен быть успешно пройден письменный тест, а для уровня 3 сборка должна быть задокументирована и контролироваться двумя назначенными техническими органами, называемыми TAP (техническая консультативная группа). ^{[ 9 ]} которые сами имеют сертификат 3-го уровня и обладают значительными навыками в ракетной технике. Технические органы уровня 3 уполномочены соответствующими национальными организациями Триполи или НАР. Эти требования немного различаются между НАР и Триполи, но очень близки в обеих организациях.

Все приведенные выше уровни импульса ракетного двигателя будут классифицированы как ракеты класса 2 в соответствии с Федеральным кодексом федеральных правил США, раздел 14 «Аэронавтика и космос» CFR, часть 101, подраздел C, 101.22. Определения:

«(b) Класс 2 — ракета большой мощности означает любительскую ракету, отличную от модели ракеты, которая приводится в движение двигателем или двигателями, имеющими общий суммарный импульс 40 960 ньютон-секунд (9 208 фунт-секунд) или меньше.

(c) Класс 3 — Усовершенствованная ракета большой мощности означает любительскую ракету, отличную от модели ракеты или ракеты большой мощности».

Ассоциация ракетостроителей Триполи имеет комитет по проверке 3-го класса. ^{[ 10 ]} которые добровольно (не требуется ФАУ) проверяют ракеты, высота которых, как ожидается, достигнет или превысит 50 000 футов, а также в качестве предварительной проверки проектов ракет, которые будут представлены в ФАУ как проект класса 3. Ревизионная комиссия 3 класса выполняет следующие функции:

Выполнение дисперсионного анализа с 3 сигмами и 6 степенями свободы для представленных проектов.
Предоставление рекомендаций и проверка пакета заявления об отказе от требований класса 3 до подачи его в ФАУ.
Работа с FAA/AST над обучением заявителей и персонала FAA потребностям проектных групп класса 3 в поддержании жизнеспособности и безопасности хобби сейчас и в будущем.
Работать над созданием более эффективной и значимой возможности для участников выполнять попытки полета класса 3 и выше.

Согласно правилам США, ракеты мощностью более 40 960 ньютон-секунд (общий импульс выше О-класса) могут быть запущены, но они классифицируются как ракеты класса 3 и требуют индивидуального одобрения Федерального управления гражданской авиации. Одобрение класса 3 довольно сложно, требуя, среди прочего, анализа дисперсии с 6 степенями свободы для возвращающейся ракеты, документирования критериев запуска/незапуска. Ракеты с суммарным импульсом до S (не менее 327 680 ньютон-секунд) запускались любителями по правилам 3-го класса. ^{[ нужна ссылка ]}

Между двумя сертифицирующими организациями США, NAR и Триполи, существует принцип взаимности сертификации. Например, сертифицированный член NAR уровня 2 может быть признан Триполи членом уровня 2, поскольку обе сертифицирующие организации просто обеспечивают соблюдение одних и тех же правил NFPA (Национальный закон о противопожарной защите) и FAA/CFR. Для получения двойной сертификации потребуется уплата взносов обоим организациям. Основные различия между НАР и Триполи заключаются в следующем: НАР имеет тенденцию больше уделять внимание модельному рокерству и конкурсам. Он нравится детям, скаутским группам и запускает такие новинки, как время зависания и подбрасывание яиц. В центре внимания Триполи больше внимания уделяется более мощной, экспериментальной и современной ракетной технике. Триполи, например, поощряет экспериментальные (EX) или некоммерческие индивидуально изготовленные ракетные двигатели на основе перхлората аммония для сертифицированных летчиков уровня 2 и выше, а также гибридные двигатели (например, газообразный окислитель закиси азота и твердое резиновое топливо). Триполи также имеет активные программы наставничества со многими инженерными программами университетов США и, как указано выше, поддерживает исследование точных наук и ограничений ракетной техники образованными частными лицами, включая ракетную технику 3-го класса. Частные космические компании, не входящие в НАСА, запускают ракеты класса 3 и выше. По крайней мере, один нынешний сотрудник Space-X получил свой опыт полетов на ракетах большой мощности в префектуре Триполи-Хьюстон национальной организации, будучи студентом университета, обучаясь по инженерной программе местного университета. ^{[ нужна ссылка ]}

Сертификация в Великобритании

УКРА ^{[ 11 ]} предлагают программу сертификации в Великобритании, аналогичную программе сертификации в США, но ограниченную O. Процесс очень похож на процесс в США.

Уровень 1: Ч, Я

Уровень 2: J, K, L

Уровень 3: М, Н, О

Офицер по безопасности стрельбища (RSO)

Требованиями для сертификации уровня 1 являются успешный испытательный полет с двигателем размера 1 перед сертифицированным UKRA RSO.

Сертификат уровня 2 требует успешного испытательного полета с двигателем уровня 2, засвидетельствованного RSO. Кандидат также должен сдать письменный экзамен с несколькими вариантами ответов, установленный UKRA.

Кандидат 3-го уровня должен представить подробный письменный отчет о своей ракете в Комитет по безопасности и технике UKRA, который также проверит ракету перед запуском. После утверждения письменного отчета и проверки ракеты кандидат должен совершить успешный испытательный полет, чтобы получить сертификат уровня 3.

Любой член UKRA может подать заявку на должность инспектора по безопасности стрельбища. Кандидат должен сдать письменный экзамен 2 уровня и пройти собеседование. RSO может быть RSO модели ракеты, RSO уровня 1, RSO уровня 2 или RSO уровня 3, в зависимости от уровня сертификации, который они имеют. РСО может действовать только при пусках ракет своего уровня сертификации или ниже.

Страхование ответственности перед третьими лицами предоставляется только Британской ассоциацией модельных полетов (BMFA) и включено в пакет членства. Чтобы страхование было действительным, пилоты на ракетах большой мощности должны иметь сертификат, соответствующий размеру двигателя, на котором они летают, и соблюдать правила безопасности UKRA.

UKRA признает сертификаты следующих национальных организаций, которые также признают сертификаты UKRA.

Группа по интересам к моделям ракет (IMR)
Национальная ассоциация ракетной техники (НАР)
Триполийская ракетная ассоциация (TRA)
Канадская ассоциация ракетной техники (CAR) ^{[ нужна ссылка ]}

Сертификация в Австралии

Это можно сделать с помощью следующих ассоциаций. Австралийская ракетная ассоциация INC и ее клубы-члены. Ассоциация ракетостроения Триполи предлагает всем австралийцам сертификацию по ракетам большой мощности (HPR) и признается на международном уровне. Это единственная по-настоящему международная ассоциация ракетостроения в Австралии и единственная ассоциация ракетостроения, полностью застрахованная на международном уровне. ^{[ нужна ссылка ]}

Саманта Риджуэй была первой женщиной-ракетчиком TRA Cert III в Австралии. Она управляла ракетой, которую спроектировала и построила, под названием Lucky 7, на ракетном двигателе M1500.

Сертификация в Южной Африке

Ракетная техника СА ^{[ 12 ]} предложить программу сертификации в Южной Африке с процессами и процедурами, аналогичными программам в США и Великобритании.

Уровень 1: Ч, Я

Уровень 2: J, K, L

Уровень 3: М, Н, О

Чтобы получить сертификат, человеку необходимо продемонстрировать свою способность успешно построить, запустить и восстановить ракету в заданном диапазоне мощности и на желаемом уровне. ^{[ нужна ссылка ]}

Строительство

Ракету большой мощности настраивают перед полетом

Конструкции ракет большой мощности могут сильно различаться, как и предполагаемые высоты и характеристики, но высоты 10 000 футов (3048 м) и скорости в сверхзвуковых диапазонах не являются редкостью. Сочетание (часто) большей массы и более высоких апогеев может потребовать сложных систем восстановления. Ракеты большой мощности часто управляются со сложными электронными устройствами, используемыми для записи данных полета (высота, скорость, ускорение/замедление, перегрузки) и для применения методов или устройств восстановления.

Ракеты большой мощности изготавливаются из таких материалов, как фенольная смола , стекловолокно , углеродное волокно и другие композитные материалы и пластмассы . Корпуса двигателей обычно изготавливаются из обработанного алюминия с абляционными фенольными или бумажными вкладышами и допускают повторную загрузку, т. е. могут использоваться многократно. ^{[ нужна ссылка ]}

Движение

Ракеты большой мощности в основном оснащаются коммерчески доступными двигателями на основе APCP или гибридными двигателями на основе закиси азота .

Двигатели для ракетной техники большой мощности обычно имеют категорию «H» и выше (за некоторыми заметными исключениями в диапазоне «G»). Буквенная система именования — это стандарт в хобби, при котором последующие буквы удваивают передаваемый импульс предыдущей буквы. У каждой буквы также есть диапазон импульсов, к которому можно отнести данный двигатель. ^{[ нужна ссылка ]}

Получение ракетных двигателей в Великобритании

Двигатели на черном порохе, обычно производимые такими компаниями, как Estes и Quest, классифицируются как фейерверки, и на них распространяются некоторые ограничения на покупку в Великобритании, основное ограничение заключается в том, что покупатель должен быть старше 18 лет. Двигатели доступны в Великобритании до класса D и подходят только для моделей ракет малой мощности.

Управление здравоохранения и безопасности Великобритании классифицирует перхлорат аммония как взрывчатое вещество. ^{[ 13 ]} поэтому двигатели с композитным топливом на основе перхлората аммония (AP) раньше требовали от покупателя наличия лицензии на взрывчатые вещества и передаточного документа компетентного органа получателя (RCA). Сертификат зарегистрированного магазина также требовался, если покупатель хотел хранить двигатели, а не покупать их на летном мероприятии и немедленно использовать.

UKRA договорилась об исключении, чтобы моделисты-ракетчики могли приобретать некоторые двигатели AP в ограниченных количествах без необходимости получения лицензии на производство взрывчатых веществ. С 4 декабря 2007 года ракетчики-моделисты могут приобретать двигатели AP с массой нетто менее 1 кг топлива без лицензии на взрывчатые вещества. Они также могут хранить двигатели общим весом нетто до 5 кг без необходимости получения лицензии на взрывчатые вещества или сертификата зарегистрированного магазина. Им по-прежнему потребуется документ RCA. Его можно получить в ВШЭ Великобритании, написав им соответствующее письмо с просьбой об освобождении от налога моделей ракетных двигателей. В настоящее время этот документ выдается бесплатно, хотя ситуация может измениться.

Двигатель с 1 килограммом (2,2 фунта) топлива представляет собой импульсный двигатель K, поэтому ракетчики теперь могут управлять моделями уровня 2 без необходимости получения лицензии на взрывчатые вещества, однако RCA по-прежнему требуется. Это послабление в правилах сделало ракетную технику средней и большой мощности гораздо более доступной в Великобритании. ^{[ нужна ссылка ]}

Восстановление

Типичный развертываемый отсек с высотомером.

В ракетной технике парашют, коса или другое устройство или метод восстановления разворачивается в апогее, но в ракетах большой мощности могут использоваться более сложные системы восстановления, поскольку высоты могут быть намного выше, чем у их аналогов. В ракетах большой мощности высотомер или электронный таймер могут использовать тормозной парашют (который стабилизирует ракету при спуске) или управляемое свободное падение (когда носовая и кормовая части просто разделены тросом или пуповиной, часто изготовленной из трубчатых трубок). нейлон). Эти события восстановления могут быть вызваны небольшими зарядами взрывчатых веществ ( черный порох или пиродекс ) или газами под давлением (например, CO ₂ ). На высоте, заданной любителем, высотомер раскрывает основной парашют , который замедляет ракету до безопасной скорости восстановления. Наиболее распространенные разновидности высотомеров используют акселерометры , барометрические датчики или их комбинацию. ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Внешние ссылки

Аргентина
- Ассоциация экспериментальной и модельной ракетной техники Аргентины (официально зарегистрированное общество).
Австралия
- [1]
- Австралийская ракетостроительная ассоциация Inc.
- Австралийское ракетное общество моделей, Inc.
- Префектуры Триполийской ракетной ассоциации
  - Триполи Австралия - Виктория
  - Триполи Квинсленд - Квинсленд
  - Триполи, Западная Австралия - Западная Австралия
  - Триполи Новый Южный Уэльс - Новый Южный Уэльс
Канада
- Канадская ассоциация ракетной техники - L'Association Canadienne De Fuséonautique
Франция
- Триполи Франция
Германия/Австрия/Швейцария
- Группа по интересам к моделям ракет (IMR)
Нидерланды
- Триполи Нидерланды
Новая Зеландия
- Новозеландская ассоциация ракетостроения (NZRA)
Норвегия
- Норвежская экспериментальная любительская ракетная техника
ЮАР
- SAASA. Архивировано 12 июня 2015 г. в Wayback Machine.
Испания
- Триполи Испания
- Ракеты большой мощности. Архивировано 6 июля 2015 года в Wayback Machine.
Великобритания
- Ассоциация ракетостроения Соединенного Королевства
Соединенные Штаты Америки
- NFPA 1127 — Правила Национальной ассоциации противопожарной защиты, часть 1127 — Ракетная техника большой мощности
- Ассоциация ракетной техники Триполи (международная, включая США)
- Национальная ассоциация ракетной техники (НАР)
- Правила запуска ФАУ

Ссылки

^ Кодекс безопасности TRA
↑ Сертификация высокой мощности NAR. Архивировано 23 декабря 2008 г. в Wayback Machine.
^ «Сертификация IMR Highpower» . Архивировано из оригинала 26 июня 2015 года . Проверено 6 июля 2012 г.
^ «Единый кодекс безопасности TRA» . Триполийская ракетная ассоциация . Проверено 5 сентября 2020 г.
^ «Процедура аттестации НАР большой мощности» . Национальная ассоциация ракетной техники . Архивировано из оригинала 25 мая 2011 года . Проверено 21 ноября 2008 г.
^ «АвтоСертификация» . Канадская ассоциация ракетной техники . Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Проверено 3 апреля 2009 г.
^ «Процесс сертификации автомобилей» . Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Проверено 21 ноября 2008 г.
^ «АвтоСертификация» . Канадская ассоциация ракетной техники . Проверено 3 апреля 2009 г.
^ «Политика ТАП» . www.tripoli.org . Проверено 5 сентября 2022 г.
^ «Комиссия по проверке 3 класса» . Триполийская ракетная ассоциация . Проверено 5 сентября 2022 г.
^ «Сертификаты UKRA HPR» . УКРА . Архивировано из оригинала 26 октября 2008 года . Проверено 3 апреля 2009 г.
^ «Сертификаты по ракетной технике большой мощности» . Ракетная СА . Проверено 12 мая 2018 г.
^ «Руководство по оценке отчета о безопасности: взрывчатые вещества» . Исполнительный директор Великобритании по охране труда и технике безопасности. Архивировано из оригинала 25 марта 2010 года . Проверено 5 апреля 2009 г.

[1] Кодекс безопасности TRA

[2] Сертификация высокой мощности NAR. Архивировано 23 декабря 2008 г. в Wayback Machine.

[3] «Сертификация IMR Highpower» . Архивировано из оригинала 26 июня 2015 года . Проверено 6 июля 2012 г.

[4] «Единый кодекс безопасности TRA» . Триполийская ракетная ассоциация . Проверено 5 сентября 2020 г.

[5] «Процедура аттестации НАР большой мощности» . Национальная ассоциация ракетной техники . Архивировано из оригинала 25 мая 2011 года . Проверено 21 ноября 2008 г.

[6] «АвтоСертификация» . Канадская ассоциация ракетной техники . Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Проверено 3 апреля 2009 г.

[7] «Процесс сертификации автомобилей» . Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Проверено 21 ноября 2008 г.

[8] «АвтоСертификация» . Канадская ассоциация ракетной техники . Проверено 3 апреля 2009 г.

[9] «Политика ТАП» . www.tripoli.org . Проверено 5 сентября 2022 г.

[10] «Комиссия по проверке 3 класса» . Триполийская ракетная ассоциация . Проверено 5 сентября 2022 г.

[11] «Сертификаты UKRA HPR» . УКРА . Архивировано из оригинала 26 октября 2008 года . Проверено 3 апреля 2009 г.

[12] «Сертификаты по ракетной технике большой мощности» . Ракетная СА . Проверено 12 мая 2018 г.

[13] «Руководство по оценке отчета о безопасности: взрывчатые вещества» . Исполнительный директор Великобритании по охране труда и технике безопасности. Архивировано из оригинала 25 марта 2010 года . Проверено 5 апреля 2009 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]