.jpg/1280px-A_glorious_launch_of_my_Red_Mongoose_rocket_to_Mach_1.4_(52387748282).jpg)
Ракеты высокой мощности — это хобби, похожее на ракетное моделирование . Главное отличие заключается в том, что используются двигатели с более высоким импульсным диапазоном. Согласно определению Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), ракета высокой мощности — это та, которая имеет общий вес более 1500 граммов (3,3 фунта) и содержит двигатель или двигатели, содержащие более 125 граммов (4,4 унции) топлива и/или рассчитана на более чем 160 ньютон-секунд (40,47 фунт-силы·с) общего импульса, или которая использует двигатель со средней тягой 80 ньютонов (18 фунт-силы) или более.
Ракеты большой мощности определяются как ракеты, запускаемые с использованием коммерчески доступных двигателей класса от H до O. В США стандарт NFPA1122 диктует правила для моделирования ракет, в то время как NFPA1127 относится только к ракетам большой мощности. В большинстве штатов США NFPA1122 принят как часть правового кодекса. Меньшее число штатов используют NFPA1127.
Ассоциация ракетостроения Триполи и Национальная ассоциация ракетостроения являются основными органами, санкционирующими это хобби в США, предоставляющими сертификаты членам и критерии для общих правил безопасности.
В большинстве других стран, где поддерживается HPR, правила аналогичны или вытекают из Единого кодекса безопасности Ассоциации ракет Триполи [1] и Системы сертификации высокой мощности NAR [2] .
В Австралии есть несколько префектур Ассоциации ракетостроения Триполи.
В Канаде Канадская ассоциация ракетостроения (L'Association Canadienne De Fuséologie) назначена регулятором этого хобби.
В Новой Зеландии контролирующим органом в сфере ракетной техники является Новозеландская ассоциация ракетной техники (NZRA).
В Южной Африке контролирующим органом в сфере ракетной техники является Организация ракетной техники Южной Африки (Rocketry Organization of South Africa, Rocketry SA).
В Великобритании руководящим органом является Британская ассоциация модельного летательного аппарата ( BMFA) , а Ассоциация ракетостроения Соединенного Королевства ( UKRA) действует в качестве Ассоциации высокой мощности для полетов на моторных летательных аппаратах класса H и выше.
В Германии, Австрии и Швейцарии Interessengemeinschaft Modellraketen имеет одобренную программу сертификации HPR, которая признана NAR, CAR и UKRA. [3]
В отличие от ракетного моделирования, сертификация требуется регулирующими организациями для того, чтобы отдельные лица могли управлять мощными ракетами. [4] [5] [6] Система сертификации стандартизирована для всех организаций, занимающихся хобби и регулирующих организаций. Существует три уровня сертификации, каждый из которых позволяет пользователю управлять более мощными двигателями. В США (TRA и NAR):
Уровень 1: Н, И
Уровень 2: Ж, К, Л
Уровень 3: M, N, O и далее
Примечание: В Канаде Канадская ассоциация ракетостроения [7] имеет дополнительный шаг к Уровню 4, который эквивалентен Уровню 3 США. Уровень 1 — это двигатель H, Уровень 2 — это двигатель I, а Уровни CAR 3 и 4 совпадают с Уровнями 2 и 3 США соответственно. В связи с изменением, внесенным Советом директоров по рекомендации Комитета RSO, все гибриды считаются High Power. [8]
Чтобы получить сертификацию, человеку необходимо продемонстрировать свою способность управлять ракетой в заданном диапазоне мощности того уровня, к которому он стремится. Например, если человек хочет получить сертификацию Уровня 1, он должен успешно управлять двигателем HI в ракете соответствующего размера и успешно извлечь ее в состоянии, подходящем для безопасного повторного запуска. Это также верно для сертификации Уровня 2 и 3 с дополнительными требованиями, что для Уровня 2 письменный тест должен быть успешно пройден, а для Уровня 3 сборка должна быть задокументирована и контролироваться двумя назначенными техническими органами, называемыми TAP (Техническая консультативная группа) [9] , которые сами сертифицированы по Уровню 3 и особенно искусны в ракетной технике. Технические органы уровня 3 уполномочены соответствующими национальными организациями Триполи или NAR. Эти требования немного различаются между NAR и Триполи, но очень близки в обеих организациях.
Все указанные выше уровни импульса ракетного двигателя будут классифицироваться как ракеты Класса 2 в соответствии с Федеральным кодексом федеральных правил США, Раздел 14 «Аэронавтика и космос», Часть 101, Подраздел C, 101.22 Определения:
«(b) Класс 2 — Ракета большой мощности означает любительскую ракету, за исключением модели ракеты, которая приводится в движение двигателем или двигателями, имеющими общий импульс 40 960 ньютон-секунд (9 208 фунт-секунд) или менее.
(c) Класс 3 — Усовершенствованная ракета большой мощности означает любительскую ракету, не являющуюся моделью ракеты или ракетой большой мощности.
Ассоциация ракетостроения Триполи поддерживает комитет по рассмотрению класса 3 [10] , который добровольно (не по требованию FAA) рассматривает ракеты с высотами, которые, как ожидается, достигнут или превысят 50 000 футов, а также в качестве предварительной проверки для проектов ракет, которые будут представлены в FAA как проект класса 3. Комитет по рассмотрению класса 3 выполняет следующие функции:
Согласно правилам США, ракеты с общим импульсом более 40 960 ньютон-секунд (общий импульс больше, чем у класса O) могут быть запущены, но они классифицируются как ракеты класса 3 и требуют индивидуального одобрения Федерального управления гражданской авиации. Одобрение класса 3 довольно сложно, требуя анализа дисперсии с 6 степенями свободы для возвращающейся ракеты, документирования критериев запуска/незапуска среди прочего. Ракеты с общим импульсом до S (не менее 327 680 ньютон-секунд) запускались любителями по правилам класса 3. [ необходима цитата ]
Между двумя сертифицирующими организациями США NAR и Tripoli существует взаимность сертификации. Например, сертифицированный по уровню 2 член NAR может быть признан Tripoli как уровень 2, поскольку оба сертифицирующих органа просто обеспечивают соблюдение одних и тех же правил NFPA (Национальный закон о противопожарной защите) и FAA/CFR. Получение двойной сертификации потребует уплаты взносов в обе организации. Основные различия между NAR и Tripoli заключаются в следующем: NAR, как правило, больше фокусируется на модельных скалах и конкурсах. Он привлекает детей, скаутские группы и запуски новинок, таких как зависание в воздухе и метание яиц. Tripoli больше ориентирован на более мощную, экспериментальную и передовую ракетную технику. Например, Tripoli поощряет экспериментальные (EX) или основанные на перхлорате аммония некоммерческие индивидуально изготовленные ракетные двигатели для сертифицированных летчиков уровня 2 и выше, а также гибридные двигатели (например, газообразный окислитель на основе закиси азота и твердое резиновое топливо). Tripoli также имеет активные программы наставничества со многими инженерными программами университетов США и, как указано выше, поддерживает изучение точных наук и ограничений ракетной техники образованными частными лицами, включая ракеты класса 3. Частные космические компании, не входящие в NASA, запускают то, что классифицируется как ракеты класса 3 и выше. По крайней мере один нынешний сотрудник Space-X получил свой опыт управления мощными ракетами в префектуре Триполи-Хьюстон национальной организации в качестве студента университета, зачисленного на инженерную программу местного университета. [ необходима ссылка ]
UKRA [11] предлагает в Великобритании программу сертификации, похожую на американскую, но ограниченную O. Процесс очень похож на тот, что действует в США.
Уровень 1: Н, И
Уровень 2: J, K, L
Уровень 3: М, Н, О
Сотрудник по безопасности на полигоне (RSO)
Требования для получения сертификата уровня 1 включают успешный испытательный полет с двигателем размера уровня 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 на уровень 3 должен предоставить подробный письменный отчет о своей ракете в Комитет по безопасности и техническим вопросам UKRA, который также проверит ракету перед запуском. После одобрения письменного отчета и проверки ракеты кандидат должен выполнить успешный испытательный полет, чтобы получить сертификат уровня 3.
Любой член UKRA может подать заявку на должность офицера по безопасности на полигоне. Кандидат должен сдать письменный экзамен уровня 2 и пройти собеседование. RSO может быть либо RSO по ракетным моделям, RSO уровня 1, RSO уровня 2 или RSO уровня 3, в зависимости от уровня сертификации, который он имеет. RSO может действовать только при запусках ракет его уровня сертификации или ниже.
Страхование ответственности третьих лиц предоставляется только Ассоциацией модельного полета Великобритании (BMFA) и включено в пакет членства. Пилоты High Power Rocket должны иметь соответствующий сертификат для размера двигателя, на котором они летят, и соблюдать правила безопасности UKRA, чтобы страховка была действительной.
UKRA признает сертификацию следующих национальных организаций, которые также признают сертификацию UKRA.
Может быть сделано через следующие ассоциации. Australian Rocketry Association INC и ее клубы-члены. Tripoli Rocketry Association предлагает сертификацию High Power Rocketry (HPR) всем австралийцам и признана на международном уровне. Это единственная по-настоящему международная ассоциация ракетостроения в Австралии и единственная ассоциация ракетостроения, полностью застрахованная на международном уровне. [ необходима ссылка ]
Саманта Риджуэй была первой женщиной-ракетчиком TRA Cert III в Австралии. Она управляла ракетой, которую сама спроектировала и построила, названной Lucky 7 на ракетном двигателе M1500.
Компания Rocketry SA [12] предлагает программу сертификации в Южной Африке с процессами и процедурами, аналогичными тем, что действуют в США и Великобритании.
Уровень 1: Н, И
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 того уровня, к которому он/она стремится. [ необходима цитата ]
Конструкции ракет большой мощности могут сильно различаться, как и предполагаемые высоты и производительность, но высоты в 10 000 футов (3 048 м) и скорости в сверхзвуковом диапазоне не являются редкостью. Сочетание (часто) большей массы и более высоких апогеев может потребовать сложных систем восстановления. Ракеты большой мощности часто летают со сложными электронными устройствами, используемыми для записи данных полета (высота, скорость, ускорение/замедление, перегрузки) и для развертывания методов или устройств восстановления.
Ракеты большой мощности изготавливаются из таких материалов, как фенольная смола , стекловолокно , углеродное волокно и другие композитные материалы и пластики . Корпуса двигателей обычно изготавливаются из обработанного алюминия с абляционными фенольными или бумажными вкладышами и являются перезаряжаемыми, т. е. могут использоваться многократно. [ требуется ссылка ]
Ракеты большой мощности в основном оснащаются коммерчески доступными двигателями на основе APCP или гибридными двигателями на основе закиси азота .
Двигатели для ракет высокой мощности обычно имеют индекс "H" и выше (за несколькими заметными исключениями в диапазоне "G"). Буквенная система наименования является стандартом в хобби, в котором последующие буквы удваивают передаваемый импульс предыдущей буквы. Каждая буква также имеет диапазон импульсов, в соответствии с которым данный двигатель может быть классифицирован. [ необходима цитата ]
Двигатели на черном порохе, обычно производимые такими компаниями, как Estes и Quest, классифицируются как фейерверки и имеют несколько ограничений на покупку в Великобритании, главное из которых заключается в том, что покупатель должен быть старше 18 лет. Двигатели доступны в Великобритании до класса D и подходят только для маломощных моделей ракет.
Перхлорат аммония классифицируется как взрывчатое вещество Управлением по охране труда и технике безопасности Великобритании [13] , поэтому двигатели на основе композитного ракетного топлива на основе перхлората аммония (AP) ранее требовали от покупателя наличия лицензии на взрывчатые вещества и документа о передаче получателя компетентному органу (RCA). Сертификат зарегистрированного хранилища также требовался, если покупатель хотел хранить двигатели, а не покупать их на летном мероприятии и использовать немедленно.
UKRA договорилась об освобождении, чтобы летчики-моделисты ракет могли получить некоторые двигатели AP в ограниченном количестве без необходимости получения лицензии на взрывчатые вещества. С 4 декабря 2007 года моделисты ракет могут приобретать двигатели AP с чистым весом менее 1 кг топлива без лицензии на взрывчатые вещества. Они также могут хранить двигатели общим чистым весом до 5 кг без необходимости получения лицензии на взрывчатые вещества или сертификата зарегистрированного магазина. Им по-прежнему потребуется документ RCA. Его можно получить в UK HSE, написав им соответствующее письмо с просьбой об освобождении для двигателей для моделей ракет. В настоящее время этот документ выдается бесплатно, хотя это может измениться.
Двигатель с 1 килограммом (2,2 фунта) топлива — это импульсный двигатель K, поэтому моделисты теперь могут летать на моделях уровня 2 без необходимости иметь лицензию на взрывчатые вещества, однако RCA все еще требуется. Это смягчение правил сделало ракеты средней и высокой мощности гораздо более доступными в Великобритании. [ необходима цитата ]
В ракетном моделировании парашют, стример или другое устройство или метод восстановления раскрываются в апогее, но ракеты большой мощности могут использовать более сложные системы восстановления, поскольку высоты могут быть намного выше, чем у их аналогов. В ракете большой мощности высотомер или электронный таймер могут раскрывать тормозной парашют (который стабилизирует ракету при снижении) или контролируемое свободное падение (где передняя и задняя секции просто разделены тросом или пуповиной, часто сделанной из трубчатого нейлона). Эти события восстановления могут быть вызваны небольшими взрывными зарядами ( черный порох или Pyrodex ) или сжатыми газами (например, CO2 ). На высоте, заранее определенной любителем, высотомер раскрывает основной парашют , который замедляет ракету до безопасной скорости восстановления. Наиболее распространенные разновидности высотомеров используют акселерометры , барометрические датчики или их комбинацию. [ требуется цитата ]