Классификация моделей ракетных двигателей

Двигатели для моделей ракет ^{[ 1 ]} и мощные ракеты ^{[ 2 ]} классифицируются (вместе потребительские ракеты) по общему импульсу по набору буквенных диапазонов от ⅛ A до O . Общий импульс представляет собой интеграл тяги за время горения.

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

Где $t$ время горения в секундах, $F_{thrust}$ - мгновенная тяга в ньютонах, $F_{ave}$ - средняя тяга в ньютонах, а $P_{T}$ — полный импульс в ньютон-секундах. Класс A составляет от 1,26 ньютон-секунд (коэффициент пересчета 4,448 Н на фунт силы) до 2,5 Н·с, при этом каждый класс в два раза превышает общий импульс предыдущего класса, при этом класс B составляет от 2,51 до 5,00 Н·с. Буква ( M ) будет обозначать общий импульс от 5120,01 до 10240,00 Н·с. Двигатели E и ниже считаются ракетными двигателями малой мощности. Двигатели между F и G считаются средней мощности, а двигатели H и выше — ракетными двигателями большой мощности. Двигатели, которые классифицируются выше О, относятся к сфере любительской ракетной техники (в этом контексте термин «любитель» относится к независимости ракетчика от авторитетной коммерческой или государственной организации). Профессиональные организации используют номенклатуру средней тяги и времени горения.

Коды ракетных двигателей

Обозначение конкретного мотора выглядит как С6-3 . В этом примере буква ( C ) представляет общий импульсный диапазон двигателя, число ( 6 ) перед тире представляет собой среднюю тягу в ньютонах , а число ( 3 ) после тире представляет задержку в секундах от метательного заряда. догорание до срабатывания эжекционного заряда ( газогенераторного состава, обычно черного пороха , предназначенного для развертывания системы восстановления). Двигатель C6-3 будет иметь импульс от 5,01 до 10 Н·с, производить среднюю тягу 6 Н и запускать выбросный заряд через 3 секунды после сгорания.

В 1982 году производители двигателей предприняли попытку уточнить код двигателя, записав перед кодом общий импульс в ньютон-секундах. Это позволило вычислить продолжительность горения на основе предоставленных чисел. 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, и некоторые производители принимают части или всю дополнительную номенклатуру.

Двигательный импульс по классам

Сорт (База 26)	Тотальный импульс (Н·с)	Тотальный импульс (фунт-сила·с)	Аэрокосмический автомобиль или ракета(ы)	Требования США
Микро	0–0.3125	0–0.07
1/4А	0.3126–0.625	0.071–0.14
1/2А	0.626–1.25	0.141–0.28	Космический спидстер
А	1.26–2.50	0.281–0.56	Ускоренный планер
Б	2.51–5.00	0.561–1.12
С	5.01–10.0	1.121–2.25	Паукообразный
Д	10.01–20.0	2.251–4.5	Истребитель ледяной бури
И	20.01–40.0	4.51–8.99	Большинство ракет из бутылок с водой
Ф	40.01–80.0	8.991–18.0
Г	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 сертификация уровня 1, которую можно приобрести в Триполи или NAR . Пропеллент массой менее 125 г не облагается налогом Федерального управления гражданской авиации.
я	320.01–640	71.9–144	ТЯГА ракеты ТУ-1 ^{[ 4 ]}
Дж	640.01–1,280	144.01–288		Для покупки требуется сертификация уровня 2, которую можно приобрести в Триполи или NAR .
К	1,280.01–2,560	288.01–576
л	2,560.01–5,120	576.01–1,151
М	5,120.01–10,240	1,151.01–2,302		Для покупки требуется сертификация уровня 3, которую можно приобрести в Триполи или НАР .
Н	10,240.01–20,480	2,302.01–4,604
ТО	20,480.01–40,960	4,604.01–9,208
П	40,960–81,920	9,210–18,400	Горизонт 1 ^{[ 5 ]} EPS11 от GTXR ^{[ 6 ]}	Требуется отказ от требований FAA/AST класса 3. ^{[ 7 ]}
вопрос	81,920–163,840	18,400–36,800	Материальная девушка GTXR ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}
Р	163,840–327,680	36,800–73,700	Путешественник IV USCRPL ^{[ 10 ]}
С	327,680–655,360	73,700–147,000	Капрал ВАК CSXT GoFast ^{[ 11 ]} Stratos III от DARE ^{[ 12 ]}	Самый большой мотор, используемый любителями. ^{[ 13 ]}
Следующие двигатели классифицируют профессиональные силовые установки по любительским кодам двигателей, которые не используются в промышленности.
Т	655–1311 тыс.	147,000–295,000		200 000 фунтов-с — это предел, по определению ФАУ «любительской» ракеты. ^{[ 14 ]}
В	1311–2621 тыс.	295,000–589,000	Аполлон запустил спасательную ракету
V	2621–5243 тыс.	589,000–1,180,000	Гибридная ракета Bloodhound SSC ^{[ 15 ]}
В	5243–10486 тыс.	1,180,000–2,360,000	СС-520 ^{[ 16 ]}	Самая маленькая орбитальная ракета ^{[ 17 ]}
Х	10 486–20 972 тыс.	2,360,000–4,710,000	Лямбда 4С ^{[ 16 ]}
И	20 972–41 943 тыс.	4,710,000–9,430,000	Авангард ГЭМ-40 СРБ Электрон ^{[ 16 ]}
С	41 943–83 886 тыс.	9,430,000–18,900,000	Черная стрела Меркурий-Редстоун ^{[ 16 ]} Пегас-40 ^{[ 16 ]}
АА	83,89–167,8 М.	18,900,000–37,700,000	Сокол 1 ^{[ 16 ]} Минотавр I ^{[ 16 ]} ВЛС-1 ^{[ 16 ]}
АБ	167,8–335,5 М	37,700,000–75,400,000	M-V ^{[ 16 ]} Минотавр-С ^{[ 16 ]} Strela ^{[ 16 ]}
переменного тока	335,5–671,1 М	75,400,000–151,000,000	Ариан 3 ^{[ 16 ]} Титан II Dnepr ^{[ 16 ]}
ОБЪЯВЛЕНИЕ	671,1–1342 млн М	151,000,000–302,000,000	Vostok Дельта II Сокол 9 v1.0
НО	1342–2684 М	302,000,000–603,000,000	Сокол 9 v1.1 Falcon 9 на полной тяге Дельта IV Тяжелый
ИЗ	2684–5369 млн млн.	603,000,000–1,210,000,000	Атлас V Хэви Сокол Хэви Нью-Гленн ^{[ 16 ]}
АГ	5.369 G–10.74 G	1.2110 ⁹–2.4110 ⁹	Космический шаттл Saturn V Система космического запуска
АХ	10.74 G–21.47 G	2.4110 ⁹–4.8210 ⁹	Ares V Длинное 9 марта Звездолет
ИИ	21.47 G–42.95 G	4.8210 ⁹–9.6410 ⁹	Звездолет ^{[ сломанный якорь ]}
Эй Джей	42.95 G–85.9 G	9.6410 ⁹–19.310 ⁹	Морской дракон УР-700М

Государственное регулирование

Во многих странах продажа, хранение и использование моделей ракетных двигателей регулируются государственными правилами и постановлениями. Ракеты большой мощности в Соединенных Штатах регулируются только на федеральном уровне в соответствии с правилами полетов Федерального управления гражданской авиации. Эти правила закреплены в Части 101 FAR FAA. Ракеты с массой пороха менее 125 г и стартовой массой 1500 г освобождаются от большинства требований. Кроме того, требуется бесплатный «Отказ» от местного офиса FAA.

Однако некоторые производители потребительских двигателей и две национальные ракетостроительные организации США создали саморегулируемую отрасль и кодифицировали ее в «типовых» кодовых документах Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), которые принимаются только в определенных обстоятельствах и юрисдикциях, в основном в в сочетании с пожарными и строительными нормами. Такое саморегулирование промышленности предполагает, что пользователь должен пройти сертификацию для использования, прежде чем производитель продаст ему двигатель. В Соединенных Штатах двумя признанными организациями, которые предоставляют сертификаты для двигателей большой мощности, являются Ассоциация ракетной техники Триполи и Национальная ассоциация ракетной техники . Обе эти организации имеют три уровня сертификации, которые включают в себя создание все более сложных и мощных ракет и проверку правил и норм безопасности. С национальными организациями-членами, использующими опубликованные нормы безопасности. В Канаде Канадская ассоциация ракетостроения имеет четырехэтапный процесс сертификации, но все три организации принимают сертификаты друг друга, если летчик появляется на мощном запуске и желает летать под их санкциями. Сертификация уровня 1 от NAR или TRA дает право приобретать и использовать двигатель H или I, сертификацию уровня 2 двигателей J, K и L и сертификацию уровня 3 двигателей M, N и O. Канада добавляет еще один промежуточный шаг и имеет уровень 4, который аналогичен уровню 3 в США.

В конце 1990-х годов Бюро по контролю за алкоголем, табаком, огнестрельным оружием и взрывчатыми веществами США начало требовать ^{[ 18 ]} что люди получают разрешение на использование маловзрывоопасных веществ (LEUP) для владения и использования мощных двигателей. 11 февраля 2000 года Ассоциация ракетной техники Триполи и Национальная ассоциация ракетной техники подали иск в Окружной суд США округа Колумбия, утверждая, что BATF применила «обременительные и запретительные гражданские правила» против любителей спортивной ракетной техники из-за неправильного определения Бюро. композиционного топлива на основе перхлората аммония (APCP) в качестве взрывчатого вещества. APCP используется в большинстве ракетных двигателей большой мощности. Комментарий сотрудников BATFE в ответ на возражения против принятия новых мер в отношении любительских ракетных двигателей весьма поучителен. ^{[ 19 ]} В 2009 году суд вынес решение в пользу любительских организаций и обязал BATF исключить APCP и другие медленногорящие материалы из списка регулируемых взрывчатых веществ. ^{[ 20 ]} Это решение 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 материала, включенного в список взрывчатых материалов BATFE. ^{[ 21 ]}

Продавцы

Крупнейшим поставщиком моделей ракетных двигателей в мире является Estes Industries . Крупнейшими поставщиками мощных ракетных двигателей в мире являются Cesaroni Technology Inc. и RCS Rocket Motor Components, Inc.

Самой первой сертифицированной моделью ракетного двигателя была компания Model Missiles Inc. (Орвилл Карслайл). Примерно 1958 год. Самый первый сертифицированный ракетный двигатель большой мощности был произведен компанией US Rockets (Джерри Ирвин). Примерно 1985 год. Самый первый ракетный двигатель модели APCP был изготовлен компанией Rocket Development Corporation (Irv Wait). Примерно 1970 год.

Крупнейшим поставщиком профессиональных твердотопливных ракет в мире является компания Orbital ATK .

См. также

Ссылки

^ Веб-сайт НАР: http://www.nar.org/safety-information/model-rocket-safety-code/
^ Веб-сайт НАР: http://www.nar.org/safety-information/high-power-rocket-safety-code/
^ Фотография FS на веб-сайте USR: http://v-serv.com/usr/motors/images/CinerocFS5.jpg
^ «ТУ-1 Девелопмент» . Проверено 1 марта 2024 г.
^ «Годдард 2021-2022 — Полет» . сайты.google.com . Проверено 21 сентября 2022 г.
^ «Наши моторы» . ГТСР . Проверено 4 декабря 2023 г.
^ «ЭКФР» . Проверено 9 сентября 2020 г.
^ «Ракетный клуб Ramblin' поднимает ракетостроение на новую высоту | Школа аэрокосмической техники Дэниела Гуггенхайма» . ae.gatech.edu . Проверено 22 сентября 2023 г.
^ «Наши ракеты» . ГТСР . Проверено 22 сентября 2023 г.
^ «Путешественник IV» . USCRPL . Проверено 16 октября 2019 г.
^ «GoFast» . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 года . Проверено 24 ноября 2017 г.
^ http://dare.tudelft.nl/stratos-iii-technical-overview/ . {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )
^ «Гражданская группа космических исследований» .
^ «ЭКФР» . Проверено 9 сентября 2020 г.
^ «Испытательные стрельбы Falcon Project Ltd. UK Bloodhound SSC» . Телеграф. 3 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2021 г. Проверено 3 июля 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н Космические ракеты-носители - Импульс полного вакуума
^ Грэм, Уильям (3 февраля 2018 г.). «Японская зондирующая ракета заявляет о рекордном орбитальном запуске» . Космический полет НАСА . Проверено 3 февраля 2018 г.
^ «Торговля взрывчатыми веществами - измененное определение устройства, приводимого в действие порохом» . Федеральный реестр. 13 февраля 2009 года . Проверено 4 июля 2015 г.
^ «Торговля взрывчатыми веществами – измененное определение термина «устройство, приводимое в действие метательным топливом» (2004R-3P)» . Федеральный реестр. 13 февраля 2009 года . Проверено 4 июля 2015 г.
^ «APCP не является взрывчатым веществом, - постановил судья Реджи Б. Уолтон» (PDF) . Федеральный судья. 16 марта 2009 года . Проверено 3 июля 2015 г.
^ «Перечень взрывчатых материалов на 2014 год (Официальный)» . Федеральный реестр. 7 октября 2014 года . Проверено 4 июля 2015 г.

Внешние ссылки

[1] Веб-сайт НАР: http://www.nar.org/safety-information/model-rocket-safety-code/

[2] Веб-сайт НАР: http://www.nar.org/safety-information/high-power-rocket-safety-code/

[3] Фотография FS на веб-сайте USR: http://v-serv.com/usr/motors/images/CinerocFS5.jpg

[4] «ТУ-1 Девелопмент» . Проверено 1 марта 2024 г.

[5] «Годдард 2021-2022 — Полет» . сайты.google.com . Проверено 21 сентября 2022 г.

[6] «Наши моторы» . ГТСР . Проверено 4 декабря 2023 г.

[7] «ЭКФР» . Проверено 9 сентября 2020 г.

[8] «Ракетный клуб Ramblin' поднимает ракетостроение на новую высоту | Школа аэрокосмической техники Дэниела Гуггенхайма» . ae.gatech.edu . Проверено 22 сентября 2023 г.

[9] «Наши ракеты» . ГТСР . Проверено 22 сентября 2023 г.

[10] «Путешественник IV» . USCRPL . Проверено 16 октября 2019 г.

[11] «GoFast» . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 года . Проверено 24 ноября 2017 г.

[DARE-12] ttp://dare.tudelft.nl/stratos-iii-technical-overview/ . {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title= ( помощь )

[CSXT-13] «Гражданская группа космических исследований» .

[14] «ЭКФР» . Проверено 9 сентября 2020 г.

[15] «Испытательные стрельбы Falcon Project Ltd. UK Bloodhound SSC» . Телеграф. 3 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2021 г. Проверено 3 июля 2015 г.

[Total_vacuum_impulse-16] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н Космические ракеты-носители - Импульс полного вакуума

[nasaspaceflights520sc-17] Грэм, Уильям (3 февраля 2018 г.). «Японская зондирующая ракета заявляет о рекордном орбитальном запуске» . Космический полет НАСА . Проверено 3 февраля 2018 г.

[18] «Торговля взрывчатыми веществами - измененное определение устройства, приводимого в действие порохом» . Федеральный реестр. 13 февраля 2009 года . Проверено 4 июля 2015 г.

[19] «Торговля взрывчатыми веществами – измененное определение термина «устройство, приводимое в действие метательным топливом» (2004R-3P)» . Федеральный реестр. 13 февраля 2009 года . Проверено 4 июля 2015 г.

[20] «APCP не является взрывчатым веществом, - постановил судья Реджи Б. Уолтон» (PDF) . Федеральный судья. 16 марта 2009 года . Проверено 3 июля 2015 г.

[21] «Перечень взрывчатых материалов на 2014 год (Официальный)» . Федеральный реестр. 7 октября 2014 года . Проверено 4 июля 2015 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]