Проекты

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
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

  1. Узнать, как устроен и как работает ракетный двигатель.
  2. Собрать и проанализировать информацию о существующих способах измерения метеоусловий.
  3. Произвести расчёты для получения тактико-технических характеристик ракеты.
  4. Спроектировать ракету-носитель и смоделировать её полёт.
  5. Спаять и запрограммировать в среде Arduino датчики для сбора показаний.
  6. Построить действующий образец ракеты-носителя.
  7. 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»