Малая метеорологическая ракета «ММР-548»
Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Астрономия и космические технологии» среди работ учащихся 7−9 классов |
Направление работы: Ракетомоделирование
Авторы работы: ГАОУ Школа № 548
Email: Написать
Предметы: Физика, Программирование, Черчение, Технология
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года
|
Актуальность
Данные о погоде получают при помощи различных измерительных приборов и собирают на региональных метеостанциях, установленных стационарно и расположенных по всей стране. Основной недостаток таких измерений в том, что все заинтересованные лица не имеют свободного и своевременного доступа к этим данным. Эти процессы занимают большое количество времени, а полученные измерения носят региональный характер. В работе представлено альтернативное авторское решение данной «проблемы», предложено использовать не стационарное устройство, а ракету-носитель с установленным метеооборудованием на борту. Запуск подобной ракеты-носителя можно производить в любой точке, метеоусловия которой необходимо узнать в данный момент времени. Необходимость локального изучения атмосферных условий так же важна, как и широкомасштабные метеорологические исследования.
Цель
Создание малой метеорологической ракеты, способной осуществлять полёты на высоты до 2 км для проведения исследований атмосферы, которые могут помочь в составлении прогнозов погоды.
Задачи
- Узнать, как устроен и как работает ракетный двигатель.
- Собрать и проанализировать информацию о существующих способах измерения метеоусловий.
- Произвести расчёты для получения тактико-технических характеристик ракеты.
- Спроектировать ракету-носитель и смоделировать её полёт.
- Спаять и запрограммировать в среде Arduino датчики для сбора показаний.
- Построить действующий образец ракеты-носителя.
- Провести лётные испытания образца.
Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
- Токарный станок Jet
- Промышленный фен Bosch
- Станок лазерной резки Trotec
- Компьютер с установленным программным обеспечением: AutoCad, CorelDraw, RockSim, OpenRocket
- Библиотеки VoltBroSensor и RadioHead для Arduino
Описание
Работа посвящена разработке и созданию малой метеорологической ракеты, способной осуществлять полёты на высоты до 2 км с целью проведения исследований атмосферы, которые могут помочь в составлении прогнозов погоды.
Основными этапами работы над проектом стали:
1. Проектирование ракеты-носителя с учётом поставленных целей;
2. Подбор и изготовление технологической оснастки для изготовления основных частей ракеты;
3. Подбор материалов для изготовления действующего образца;
4. Выбор типа и мощности двигательной установки;
5. Расчёт тактико-технических характеристик ракеты с учётом выбранных габаритов и материалов;
6. Компьютерная симуляция полёта;
7. Изготовление действующего образца;
8. Выбор и установка бортового оборудования;
9. Программирование и настройка бортового оборудования;
10. Лётные испытания ракеты-носителя на твердотопливном двигателе мощностью 100 Н. Испытательный пуск ракеты-носителя был произведён на поле совхоза им. Ленина.
Запуск показал работоспособность конструкции и оборудования, установленного на борту.
Результаты работы/выводы
Разработанная и построенная в ходе работы над проектом ракета-носитель способна выводить небольшие портативные как готовые, так и самодельные измерительные комплексы на высоты до 2 км для измерения показаний окружающей среды: давления, температуры, влажности, скорости ветра, состава воздуха.
Перспективы использования результатов работы
Представленная ракета-носитель идеально подходит для использования на частных предприятиях, таких как агрохолдинги, совхозы, небольшие спортивные аэродромы для быстрой оценки метеоусловий и оперативного принятия решений о необходимости проведения определённых технологических операций, где нет места и условий для установки стационарных метеостанций, требующих больших свободных площадей и значительных финансовых затрат.
Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы
Московский авиационный институт
Награды/достижения
Московский региональный этап V Всероссийского конкурса проектных и исследовательских работ «Транспорт будущего» – 1-е место.
VI Всероссийский конкурс учебно-исследовательских работ и проектов «Наука глазами детей» – 1-е место.
Мнение автора
«Работа очень интересная и перспективная. В наших планах – продолжать работать в этом направлении, построить аналогичную ракету из композиционных материалов для увеличения возможной высоты полёта и массы выводимой полезной нагрузки»