Klasyfikacja modelu silnika rakietowego

Silniki do modeli rakiet i rakiet o dużej mocy (razem rakiety konsumenckie) są klasyfikowane według całkowitego impulsu do zestawu zakresów oznaczonych literami, od ⅛ A do O . Całkowity impuls jest całką ciągu po czasie spalania.

{\ Displaystyle P_ {T} = \ int \ ograniczenia _ {0} ^ {t} F_ {nacisk} (t ^ {\ pierwsza}) dt ^ {\ pierwsza} = F_ {śr.} t.}

gdzie $}$ czas spalania w sekundach, $chwilowy$ $}$ v . $.$ , a to całkowity impuls w niutonach sekund Klasa A wynosi od 1,26 niutona-sekundy (współczynnik przeliczeniowy 4,448 N na funt siły) do 2,5 N·s, a każda klasa jest wówczas dwukrotnie większa od całkowitego impulsu poprzedniej klasy, przy czym klasa B wynosi od 2,51 do 5,00 N·s. Litera ( M ) oznaczałaby całkowity impuls między 5 120,01 a 10 240,00 N·s impulsu. Silniki E i poniżej są uważane za silniki rakietowe małej mocy. Silniki od F do G są uważane za silniki o średniej mocy, podczas gdy silniki H i wyższe to silniki rakietowe o dużej mocy. Silniki, które zostałyby sklasyfikowane poza O, należą do dziedziny amatorskiej rakiety (w tym kontekście termin amator odnosi się do niezależności rakietowca od ustalonej organizacji komercyjnej lub rządowej). Organizacje zawodowe używają nomenklatury średniego ciągu i czasu spalania.

Kody silników rakietowych

Oznaczenie dla konkretnego silnika wygląda jak C6-3 . W tym przykładzie litera ( C ) reprezentuje całkowity zakres impulsów silnika, liczba ( 6 ) przed kreską reprezentuje średni ciąg w niutonach , a liczba ( 3 ) po kresce reprezentuje opóźnienie w sekundach od wystrzelenia ładunku napędowego wypalenie do odpalenia ładunku wyrzutowego ( kompozycja generatora gazu , zwykle prochu czarnego , przeznaczony do wdrażania systemu odzyskiwania). Silnik C6-3 miałby impuls od 5,01 do 10 N·s, wytwarzałby przeciętny ciąg 6 N i wystrzeliwał ładunek wyrzucający 3 sekundy po przepaleniu.

W 1982 roku producenci silników podjęli próbę dalszego wyjaśnienia kodu silnika, zapisując przed kodem całkowity impuls w niutonosekundach. Pozwoliło to na obliczenie czasu palenia na podstawie podanych liczb. Dodatkowo po kodzie silnika następowało oznaczenie literowe oznaczające rodzaj paliwa. Oznaczenia propelenta są specyficzne dla producenta. Norma ta nadal nie jest w pełni przyjęta, a niektórzy producenci przyjmują część lub całość dodatkowej nomenklatury.

Impuls motoryczny według klasy

Klasa (podstawa 26)	Impuls całkowity (N·s)	Impuls całkowity (lbf·s)	Pojazd kosmiczny lub rakieta (rakiety)	Wymagania USA
Mikro	0–0,3125	0–0,07
1/4A	0,3126–0,625	0,071–0,14
1/2A	0,626–1,25	0,141–0,28
A	1,26–2,50	0,281–0,56
B	2,51–5,00	0,561–1,12
C	5,01–10,0	1,121–2,25
D	10.01–20.0	2,251–4,5
mi	20.01–40.0	4,51–8,99	Większość rakiet z butelkami wody
F	40,01–80,0	8,991–18,0
G	80.01–160	18.01–36.0		Największy model silnika rakietowego według TRA i NAR.
H	160.01–320	36.01–71.9		Do zakupu wymagany certyfikat poziomu 1, dostępny w Trypolisie lub NAR . Paliwo o masie poniżej 125 g jest zwolnione od Federalnej Administracji Lotnictwa.
I	320.01–640	71,9–144
J	640,01–1280	144.01–288		Do zakupu wymagany certyfikat poziomu 2, dostępny w Trypolisie lub NAR .
k	1280,01–2560	288.01–576
Ł	2560,01–5120	576,01–1151
M	5120,01–10240	1151,01–2302		Do zakupu wymagany certyfikat poziomu 3, dostępny w Trypolisie lub NAR .
N	10 240,01–20 480	2302,01–4604
O	20 480,01–40 960	4604,01–9208
P	40 960–81 920	9210–18400	Horyzont 1	Wymagane zwolnienie FAA/AST klasy 3.
Q	81 920–163 840	18 400–36 800
R	163 840–327 680	36 800–73 700	Podróżnik IV USCRPL
S	327 680–655 360	73 700–147 000	Kapral WAC CSXT GoFast Stratos III firmy DARE	Największy silnik używany przez amatorów.
Następujące silniki klasyfikują profesjonalne układy napędowe przy użyciu amatorskich kodów silników, które nie są używane w przemyśle.
T	655 360–1 310 000	147 000–295 000		200 000 lbf-s to granica definicji rakiety „amatorskiej” FAA
u	1 310 000–2 620 000	295 000–589 000	Apollo wystrzelił rakietę ewakuacyjną
V	2620 000–5 240 000	589 000–1 180 000	Rakieta hybrydowa Bloodhound SSC
W	5 240 000–10 500 000	1 180 000–2 360 000	SS-520	Najmniejsza rakieta orbitalna
X	10 500 000–21 000 000	2360 000–4 710 000	Lambda 4S
Y	21 000 000–41 900 000	4710 000–9 430 000	Vanguard GEM-40 SRB Electron
Z	41 900 000–83 900 000	9 430 000–18 900 000	Black Arrow Mercury-Redstone Pegasus-XL
AA	83 900 000–168 000 000	18 900 000–37 700 000	Falcon 1 Minotaur I VLS-1
AB	168 000 000–336 000 000	37 700 000–75 400 000	MV Minotaur-C Strela
AC	336 000 000–671 000 000	75 400 000–151 000 000	Ariane 3 Titan II Dniepr
OGŁOSZENIE	671 000 000–1 340 000 000	151 000 000–302 000 000	Wostok Delta II Falcon 9 v1.0
AE	1 340 000 000–2 680 000 000	302 000 000–603 000 000	Falcon 9 v1.1 Falcon 9 Full Thrust Delta IV Heavy
AF	2 680 000 000–5 370 000 000	603 000 000–1 210 000 000	Atlas V Heavy Falcon Heavy New Glenn
AG	5,3710 ⁹ –10,710 ⁹	1,2110 ⁹ –2,4110 ⁹	System startowy promu kosmicznego Saturn V
AH	10,710 ⁹ –21,410 ⁹	2,4110 ⁹ –4,8210 ⁹	Ares V Long March 9 Statek kosmiczny
sztuczna inteligencja	21,410 ⁹ –42,810 ⁹	4,8210 ⁹ –9,6410 ⁹	System transportu międzyplanetarnego
AJ	42,810 ⁹ –85,610 ⁹	9,6410 ⁹ –19,310 ⁹	Smok morski UR-700M

Regulacja rządowa

W wielu krajach sprzedaż, posiadanie i użytkowanie modeli silników rakietowych podlega przepisom i przepisom rządowym. Rakiety o dużej mocy w Stanach Zjednoczonych są regulowane przez FAA tylko na poziomie federalnym w swoich wytycznych dotyczących lotów. Przepisy te są skodyfikowane w części 101 FAA FAR. Rakiety o masie pędnej poniżej 125 g i masie startowej 1500 g są zwolnione z większości wymagań. Poza tym wymagane jest bezpłatne „Zrzeczenie się” od biura terenowego FAA.

Jednak niektórzy producenci silników konsumenckich i dwie krajowe organizacje rakietowe w USA ustanowiły samoregulujący się przemysł i skodyfikowały go w „modelowych” dokumentach kodeksowych National Fire Protection Association (NFPA), które są przyjmowane tylko w określonych okolicznościach i jurysdykcjach, głównie w w połączeniu z przepisami przeciwpożarowymi i budowlanymi. Ta samoregulacja przemysłu sugeruje użytkownikowi uzyskanie certyfikatu do użytku, zanim producent sprzeda mu silnik. W Stanach Zjednoczonych dwie uznane organizacje, które wydają certyfikaty dużej mocy, to Tripoli Rocketry Association i Narodowe Stowarzyszenie Rakiet . Obie te organizacje mają trzy poziomy certyfikacji, które obejmują stopniowe budowanie bardziej złożonych rakiet o większej mocy oraz testowanie zasad i przepisów bezpieczeństwa. Z krajowymi organami stowarzyszeń członkowskich przy użyciu opublikowanych kodeksów bezpieczeństwa. W Kanadzie Canadian Association of Rocketry ma czteroetapowy proces certyfikacji, ale wszystkie trzy organizacje akceptują certyfikaty drugiej strony, jeśli ulotka pojawi się na starcie dużej mocy i chce latać pod ich sankcją. Certyfikat poziomu 1 wydany przez NAR lub TRA kwalifikuje do zakupu i używania silnika H lub I, silników J, K i L z certyfikatem poziomu 2 oraz silników M, N i O z certyfikatem poziomu 3. Kanada dodaje kolejny krok pomiędzy i ma poziom 4, który jest taki sam jak poziom 3 w USA.

Pod koniec lat 90. Amerykańskie Biuro ds. Alkoholu, Tytoniu, Broni Palnej i Materiałów Wybuchowych zaczęło wymagać, aby osoby fizyczne uzyskały zezwolenie użytkownika materiałów wybuchowych o małej mocy (LEUP) na posiadanie i używanie silników o dużej mocy. W dniu 11 lutego 2000 r. Trypolis Rocketry Association i National Association of Rocketry złożyły pozew w Sądzie Okręgowym Stanów Zjednoczonych dla Dystryktu Kolumbii, twierdząc, że BATF zastosował „uciążliwe i zaporowe przepisy cywilne” wobec hobbystów rakiet sportowych z powodu niewłaściwego oznaczenia Biura kompozytowego propelentu nadchloranu amonu (APCP) jako materiał wybuchowy. ACPP jest używany w większości silników rakietowych dużej mocy. Komentarz personelu BATFE w odpowiedzi na sprzeciw wobec dodania nowych przepisów przeciwko hobbystycznym silnikom rakietowym jest dość pouczający. W 2009 roku sąd orzekł na korzyść organizacji hobbystycznych i nakazał BATF usunąć APCP i inne wolno palące się materiały z listy materiałów wybuchowych podlegających przepisom. W orzeczeniu tym ustalono szybkość spalania 1 metra na sekundę („własny próg szybkości spalania ATFE dla deflagracji wynosi 1000 milimetrów (lub jeden metr) na sekundę”. Tripoli Rocketry Ass'n, 437 F.3d na 81–82) jako próg dla materiał na liście materiałów wybuchowych BATFE.

Sprzedawcy

Największym sprzedawcą modeli silników rakietowych na świecie jest Estes Industries . Najwięksi dostawcy silników rakietowych dużej mocy na świecie to Cesaroni Technology Inc. i RCS Rocket Motor Components, Inc.

Pierwszy certyfikowany model silnika rakietowego został wydany przez Model Missiles Inc. (Orville Carslile). Około 1958 r. Pierwszy certyfikowany silnik rakietowy dużej mocy został wydany przez firmę US Rockets (Jerry Irvine). Około 1985 r. Pierwszy model silnika rakietowego na paliwo APCP wyprodukowany przez firmę Rocket Development Corporation (Irv Wait). około 1970 r.

Największym sprzedawcą profesjonalnych rakiet na paliwo stałe na świecie jest firma Orbital ATK .

Zobacz też

Linki zewnętrzne