CATS Prize: частное суборбитальное ракетопускание

А вот кто сумеет поднять 2кг на 200км на самодельной ракете? До 8 ноября 2000г?


Дааа! Узнал бы о существовании этого приза, скажем, год назад... ПОДУМАЛ бы о том, чтобы сорганизовать группу компетентных товарищей, скучающих по прежней работе. После некоторого обдумывания, пришел к выводу, что есть реальная возможность показать американцам, как надо рулить (менеджерить) такие проекты и вообще, что у нас техника хитрее ихней и летает лучше...
В частности - здесь в Красноярске нет проблем со штучным производством в частном порядке самых наихитрейших железок из самого редкого материала. Конечно, не точно на том производстве, где, собственно, оружейные ракеты мелкосерийно делают, но не хуже... Да и много где, наверное, так же дело обстоит.
Пускать, опять же, вроде как есть где.
Пожалуй, оно бы и окупилось, однако - $250Кх30... минус налоги

varban, Diadia Sidor, и др., КАК НАСЧЕТ ПОСПЕКУЛИРОВАТЬ НА ЭТУ ТЕМУ?
Интересно же...

Самая крупная проблема, на мой взгляд, не техническая, а юридическая, что ли.
Как в Росии регулируется частное ракетопускание?
Так же, как радиотелефоны? Без лицензии можно эксплуатировать 0.15мВт с распределенным спектром на 830, чтоли, МГц. Точка. (Так что канал телеметрии пришлось бы делать на 27МГц, где лицензируют хоть 5W в явочном порядке .

Естественно, за CATS призом надо лететь на аппарате с вытеснительным ЖРД на плотном, доступном, малотоксичном топливе. Размер оптимально обсчитанной ракеты, я думаю, будет порядка 3 метров.
Одной ступени должно хватить, если конструкция и бортовое оборудование будут легкими.

Действительно ли есть необходимость лететь с высоким g? Типа 100 м/с2?
Целесеобразно ли максимально высокое давление в камере сгорания?
Была ли у кого такая конструкция: ступенчатое нагнетание топлива через три бака, один большой и некрепкий, слабонаддутый, для хранения, а два других, используемых по очереди, маленькие и крепкие, наддуты как следует, так сказать, расходные. Переключать их по очереди электроклапанами.
Впрочем, зачем нужна постоянная тяга?
Можно использовать один расходный бак, и газовать "порциями" - залил "расходник", изолировал его от "хранилища", подал давление, израсходовал, снял давление (или само снялось по мере расхода), подключил к основному баку и т.д. несколько раз. С переходными процессами возникнет проблема?

Или все-таки проще бак сочинить хитрый, который будет рабочее давление держать при метровых размерах и никаком весе? Например, взять две коаксиальные тонкостенные трубы, а пространство между стенками заполнить какой-нибудь очень жесткой крупноячеистой пеной. Типа сотовая панель...
Или просто намотать жесткую нить на трубу.

Имейте ввиду - речь идет о дешевом, практически самодельном изделии, в котором нельзя применять не только ТНА, но и гораздо более простые вещи, например, углеродные композиты.

Похоже, есть проблема с серийными бытовыми GPS приемниками - не выдерживают вибрации под перегрузкой, не могут словить сигнал при движении со значительным ускорением.
И вообше, наверное, "авионика" для такой летающей штуки сертифицироваться должна?

Ну и т.д. Может, у них там никто толком слетать не успеет, и конкурс продлят еще на год...

Обязательно отвечу, но попозже. Сохраняю место:)
Только об одном ме удержусь:

>varban, Diadia Sidor, и др., КАК НАСЧЕТ ПОСПЕКУЛИРОВАТЬ НА ЭТУ ТЕМУ?
Интересно же...

>Самая крупная проблема, на мой взгляд, не техническая, а юридическая, что ли.


С таким личным составом - политическая. Представляеш, что могут написать в газетах: русские и болгары собрались вместе делать ракету с ЯРД. Частную. С фейерверочной головкой мегатонн на 20.
И файлы опубликуют. Из форума - наисекретнейшие:))))))))))))

А если всерьез - на следующей недельке поговорим.

Как мне кажется, задача вполне решабельна. Только не надо наступать на грабли, по которым уже ходили. А не проще ли всё это сделать на твёрдом топливе. Вытеснительная подача, как бы мы не извращались, ничего хорошего не даст. Это будут либо перетяжелённые баки, либо куча ненадёжной автоматики для предложенной Вами схемы, в работоспособности которой я, типа, сумлеваюсь. Опять же в любом учебнике по ракетным моторам можно найти выкладки и результирующий график, где нарисованы области использования вытеснительной и насосной подачи.

Далее. Чой то не припомню нетоксичных высококипящих окислителей, а о низкокипящих здесь и речи быть не может.

По "авионике". По моему достаточно поставить элементарный барограф с парашютом, коей и будет являться полезной нагрузкой.

По правовым вопросам. Очень интересно. А может мы просто ракетомоделисты из дворца пионеров. Правда пока твёрдое топливо мешать будем, могут чеченцами обозвать с непредсказуемыми последствиями.

Самый нетоксичный высококипящий окислитель - перекись водорода. Но зато - самый взрывоопасный. Э, есть еще и экзотика, она еще хуже.
Но дядя Сидор прав - ЖРД в любительских условиях не сделать. В лучшем случае получится как у первых гирдовских.
Твердое топливо вполне можно сделать во дворе, если не задаваться импульсом выше 200. Например, бетономешалкой из асфальта и аммонийной селитрой. Серьезно, не шучу. Не надо только перевозить - где отольем заряд, там и запустим изделие.
Насчет одноступенчатой конструкции - разве только для контраста на время проработки по сравнению с двухступенчатой.
Размеры/массу не буду прикидывать на глазок, зависит от массового совершенства.
Насчет работоспособности схемы расходного бака с пульсирующим давлениям дядя Сидор еще мягко выразился. Более неэффективную схему подачи я даже затрудняюсь придумать.
Сотовые конструкции жёсткие, а не прочные. Баки делают из тонкого металла, посколку стенки работают на разрыв.
Жесткая нить на трубу - это стеклопластик? Он годится для корпуса РДТТ. Не из газовых же труб его делать (хотя это идея!).
100 m*s*s не высокое ускорение. Не яйца же возим.
В безвоздушном пространстве (на Луну) чем короче работает двигатель, тем выше летит ракета. В атмосферу сложнее - есть оптимальный профиль тяги. Сначала высокая, потом низкая, и потом максимальная, если нет ограничения по перегрузкам.
По деньгам. $250000 вполне может не хватить. Если сдалать ракету по габаритам градовских - может быть хватят.
По "авионике" согласен с дядей Сидором.

Начинает формироваться облик изделия. Считать лень, но имеется ощущение, что эта штука должна быть многоступенчатой, тем более, что тому есть исторические примеры. Первый японский носитель (по-моему серии "Ламбда") был твёрдой четырёхступенчатой ракетой с примитивной системой управления.
У немцев в войну без особого успеха использовалась 4-х ступенчатая неуправляемая ракета "РейнБоте". Точную дальность не помню (больше сотни км), зато голова у неё весила аж 40 кг и пускалась она с транспортной телеги от Фау-2.

Вот чё-нить похожее и надо делать.

А перикисью связываться не надо. Дрянь редкая. Взрывается при контакте с любой органикой.

Не думаю, что вся эта затея потребует много денежек.

Интересная затея!
А какие требоваия к авионике?

Думаю, термин авионика тут малоприменим
Скорее - БРЭО

Исторически сложилось, такая терминология у ракетчиков не используется. Но ни это главное. Главное - подтвердить достижение заданной высоты. То есть вполне достаточно еинственного барографа, и прашюта, чтоб эта железяка на обратной дороге не сильно хряпнулась об землю

ОГО!
Думал, ночью написал - завтра постну очередную порцию "спекуляции", а тут уже 7 ответов!
Придется переписать, с учетом изменившейся обстановки...

На всякий случай НАПОМИНАЮ:
"проектируем" ракету для доставки 2кг полезной нагрузки на высоту 200км.
Всего-то и только-то.
Это ее единственная задача, как спортивного интвентаря.
Соответственно, изделие должно: стартануть, газануть, прилететь на 200км, зафиксировать приборно и авторитетно, что оно туда прилетело, ВСЕ.
В процессе проектирования, изготовления и отладки, а так же при выполнении полетов, не должна создаваться угроза жизни, здоровью и легальному статусу участников проекта, а так же любых других лиц. Обратите на это внимание!
Изделие не должно использовать технологии, применение которых лежит за пределами финансовых и прочих возможностей группы частных лиц, принадлежащих к среднему классу.

Полезная нагрузка, по определению, для самой ракеты должна быть
бесполезной. В случае CATS Prize это красивая металлическая болванка с
эмблемами CATS и Space Frontier Foundation и надписью: 2kg, мол. В
общем, гиря. Которую надо поднять... љ:-)

Наиболее продвинутая конкурирующая контора использует вытеснительный ЖРД на азотной кислоте и спирте с переменной тягой от 0.6 до 2 кН.
См. http://www.interorbital.com/iossounding1.htm
Другой продвинутый конкурент, JP aerospace (http://www.jpaerocpace.com) - известные рактопускатели, использующие в качестве первой ступени платформу легче воздуха из метеобаллонов. ВОЗДУШНЫЙ СТАРТ! У них РДТТ. Я думаю, что такая схема с двухступенчатой ракетой - единственно верный способ запустить наноспутник посредством самодельного ракетоносителя.
JP aerospace получили правительственный грант $67K и поэтому, надо полагать, выбывают из конкурса.

По поводу ступенчатости. Мы сочиняем несерийное, рекордное изделие с умеренными показателями надежности, небольшого размера, из приличных материалов (можно Ti применить и стеклопластик), сугубо суборбитальное. Что весьма отличается от "исторических" ракет, имевших приличный размер и практические цели, построенных чуть ли не из стали, с громоздким БРЭО. Поэтому наша ракета может оказатся достаточно масс-эффективной, чтобы быть одноступенчатой. К тому же это а) увеличивает шанс успешного запуска и б) круче, чем двухступенчатая - мы же "спортсмены"...

"Авионика" должна обеспечить управление полетом, если в ракете будет чем управлять, и зарегистрировать полетный профиль (высота с марками времени). Данные свалить по радио (так как поиск упавшей ракеты проблематичен) и записать в энергонезависимую память.
Остальное - опции. Например, управление спуском, который сам - опция.

Из "авионики" микроконтроллер+ГПС+downlink самая способная и надежная комбинация, на мой взгляд. Барометр для регистрации высоты не подходит по условиям конкурса, так как не дает достоверной информации о высоте (см. официальный текст). К тому же, покажите-ка мне барометрический альтиметр, расчитанный на 200км? Способный выдержать 20g на старте? Чистая электроника на батарейке проще, даже если придется переделать бытовой ГПС для увеличения его виброустойчивости под перегрузкой.

Готовый турбонасос промышленного изготовления можно применить только в том случае, если это серийное, коммерчески доступное изделие. Это следует из условий конкурса. Такие бывают? Приходят на ум фиговины, которые в дорогих машинах ремни натягивают при аварии - турбина с пиропатронным газогенератором.
Но это, конечно, слишком круто выглядит.

Вытеснительный ЖРД, по моему, находится в переделах досягаемости по сложности и стоимости для самопального изготовления. Как утверждает эксперт varban, РДТТ - тоже.
Прошу насчет невозможности реализации ЖРД прокомментировать подробнее.

> Более неэффективную схему подачи я даже затрудняюсь придумать (varban).
Суть изложенной в первом постинге идеи с двухступенчатой подачей состоит в разгрузке и облегчении больших основных баков.

Что безопаснее - емкость с азотной кислотой
(с HF успокоителем, или деактиватором, или как там его?)
или шашка РДТТ?
Мы же не для военки работаем, а для собственного удовольствия!
Риск должен быть минимизирован.

Мой отец в конце 60х работал на производстве шашек для РДТТ зенитных
ракет, так он такого рассказывал - ну просто волосы дыбом...
Что согласуется с репликой varbana: "Не надо только перевозить - где отольем заряд,
там и запустим изделие".
Безопасный заряд РДТТ мне представляется как некая всесторонне высокостабильная штуковина с температурой возгорания 1000К, плюс термитный запал для запуска мотора.
Такое бывает?

Каков характерный профиль работы двигателей рассматриваемого масштаба?
Меня интересуют давление в камере сгорания и время работы.
Похоже, что большие самодельные ракеты ходят с ускорением от 10 до 25g.
Много ли эффективности добавляет применение оптимального для атмосферы профиля тяги?
В каких единицах американцы указывают уд. импульс?

Про РДТТ.

Как я понимаю, он выдерживает наддутие собственным выхлопом с температурой типа 3000К за счет малого времени работы - менее 10с, да?
Каково соотношение плотности твердого и жидкого топлива?
Применяется ли в твердом топливе "пассивный" компонент - негорючий, только для увеличения плотности?
(кажется, да, если можно отгрохать летающий телеграфный столб на уселитренном асфальте посредством бетономешалки...)

Про спекуляцию в целом.
Самый трудный вопрос.
Все-таки, высотная ракета - это ЛА. Со всеми вытекающими юридическими последствиями.
Или это не так?

Вот. Куча вопросов, требующих прояснения. Реагируйте!
Искренне ваш,
lbs



[Edited by LBS (01-07-2000 at 01:22).]

Дорогой, я тебе одын вещ скажу, ты только не обижайся:) (Мимино)

>В процессе проектирования, изготовления и отладки, а так же при выполнении полетов, не должна создаваться угроза жизни, здоровью и легальному статусу участников проекта, а так же любых других лиц. Обратите на это внимание!

Читал на сайте. Ерунда. Это они пишут, как Ivanopolu на сайте - чтобы их не привлекли к ответственноси после аварии в качестве подстрекателей. (Не думайте, что к Ivanopolu и подобным плохо отношусь - люблю и уважаю.)

Из вышеперечисленных стадии только проектирование безопасно. И изготовление, и отладка, и запуск, и полет будут создавать угрозу особенно участникам, да и другим лицам тоже:( Причем опасность аварии, пожара, взрыва весьма трудно оценить предварительно. На любой из стадии производства заряда и снаряжения ракеты есть риск. Даже на стадии хранение компонентов. Поверьте моему печальному опыту и посмотрите реалистично на вещи. Другое дело риск минимизировать. Навскидку в отработке баллистической ракеты среднего радиуса действия (давайте послушаемся Diadia_Sidor-а и будем называть вещи своими именами) вероятность возникновения взрыва, пожара и т.д. - за 0.9. Вероятность поражения людей я бы оценил на 0.1 (без аргументов и не пытайтесь спорить - экспертная оценка). Ну, как вам, друзья? Еще не испугались?

>Изделие не должно использовать технологии, применение которых лежит за пределами финансовых и прочих возможностей группы частных лиц, принадлежащих к среднему классу.

Ну, равноправие будет только при коммунизме. Нынче я не могу сравнивать себя с американцем. Если он построит и запустит ракету, при этом никого не угробив, в газеты напишут. Меня посадят за нарушение закона производство, хранения и продажи продукцией военного и специального назначения - по определение этого закона ракета - специзделие, а ТРТ - взрывчатое вещество.

>Наиболее продвинутая конкурирующая контора использует вытеснительный ЖРД на азотной кислоте и спирте с переменной тягой от 0.6 до 2 кН.

Ну, тут не так. Все ты перепутал. Это первая ракета, она забирается на 48 km. Вторая, естествено, двухступенчата, тяга 1,6 тонн-силы и стартовой массы 200 kg. И не просто спирт, а фурфуроловый.
В свое время в некоторых штатах сажали за попытку к самоубийству (источник - О'Генри:)). Так вот - этих товарищей надо туда. Представляете себе, как безопасен бак na 100 kg с азоткой? Да еще и наддутый!!! Атмосфер никак не меньше, чем на 50, а? Да если эта штука грохнется, радиус поражения - несколько сот метров. А вероятность "попадания" в старт - самая высокая. И потом это экология? Мы с Diadia_Sidor, когда материли твердые и высококипящие топлива в космонавтику, именно это имели ввиду. Учти, что хуже азотки из окислителей - только тетраоксид азота, и то не намного.

>Другой продвинутый конкурент, JP aerospace (http://www.jpaerocpace.com) - известные рактопускатели, использующие в качестве первой ступени платформу легче воздуха из метеобаллонов. ВОЗДУШНЫЙ СТАРТ!

Еще более неприемлемый с точки зрения безопасности. Да, риск для стартовой команды уменьшается, зато увеличивается для окружающих. Это же аэростат! Куда его занесет, пока наберет высоту - черт его знает. И телеуправление не спасет. Если ракета с неотработавшим двигателем упадет с километр - другой - это бомба. А самоликвидация любительского изделия еще более увеличивает опасность. Потому что может отказать или нештатно сработать.

Потом, это не по правилам. Взять МиГ-25 - тоже воздушный старт. Интересно сколько будет динамический потолок облекченной до предела машины с двумя ракетами на подвесках, аналогичных по габаритам и массы штатным? Дальше, думаю, продолжать не надо...
Нет, стартовать с воздуха - нечестно. Да и забираться с ракетой на Эверест - тоже. Иначе получается воздухоплавание или там альпинизм.

>По поводу ступенчатости.

Прорисуется на стадии проектирования. Только учти, сложно достигнуть высокое массовое совершенство в любительских условии.

О БРЭО. Нужно, чтобы ракета и без него летала. Система стабилизации - только аэродинамическая. А рассчитывать на регистрацию высоты только телеметрией - риск. Да и эту телеметрию испытывать придется. Как? Приехать в Байконур: Дяденьки, суньте под обтекатель, пожалуйста:) Надо привлекать радиолокацию.

О ЖРД. Штуку эту легко нарисовать и объяснить, но отработать? Если уж жеердешник Diadia_Sidor за РДТТ, то я ему оставлю критику жидкостного двигателя.
Кстати, РДТТ тоже малой крови не дастся. Тем более с капризным толивом на NH4NO3 (гигроскопичен).

О неэффективной подачи. В первом постинге ты предлагаеш по сути насосную схему, только насос у тебя с пневматическим приводом, однокамерный, периодического действия. Он-то и самый неэффективный из всех насосов. Это я имел ввиду. О пульсации ЖРД пусть говорит жеердешник. Мне кажется весьма нежелательно.

О ёмкости с азоткой. HF - фтористый водород, другими словами - плавиковая кислота. (Как вам экологичность? Ведь фреоновые баллончики запрещают. А тут HF) Значить, бак из нержавейки будет.
Я уже говорил и повторяю - нежелательно подходить к ней близко. Особенно после наддува. В этом плане заряд РДТТ - лучше. Даже если сдетонирует (а это в случае нитрата аммония-битума невозможно), радиус поражения небольшой - десятки метров. В случае загорания достаточно полно сгорает и окислы азота не выделяются так чтобы слышком. Сам не раз находился метров в 30-40, когда уничтожали брак, и ничего.

Где отольем заряд, там и запустим... Имел совсем не опасность ввиду, кстати, мешать и лить на полигоне опаснее, чем на заводе. Дело в очень плохой физико-механике заряда. Он ползет и боится тряской и перемены температур. Если вместо асфальта/битума использовать нормальную связку, то возить можно. Но я не знаю, можно ли достать, к примеру, полиэфир типа П-9, ПФ или тиокол типа НВТ. Если можно, то здорово.

>Безопасный заряд РДТТ мне представляется как некая всесторонне высокостабильная штуковина с температурой возгорания 1000К, плюс термитный запал для запуска мотора.
Такое бывает?

Нет, конечно же:))))))) Суди сам: смесевое твердое топливо (СТТ) состоит из окислителя, горюче-связуюшего и металлическое горючее, иногда добавляют мощные взрывчатые вещества - октоген, гексоген. Порошок алюминия (металлическое горючее) и то не выдержит 1000 К.
Самые термостойкие топлива - для авиационных ракет - держат около 100 С час-другой. Стандартный баллистит при 160...180 C вспыхивает за несколько секунд. С СТТ дело неск. лучше, но 300 С ни одно твердое топливо не выдержит - загорится сразу.

>Каков характерный профиль работы двигателей рассматриваемого масштаба?
Меня интересуют давление в камере сгорания и время работы.

Скорость горения топлив на нитрате аммония - одна из самых низких - в серии МГТ - менее 1.5 mm/s (правда, это генераторные топлива с Тк 1300...1070 К). Время работы зависит от свода - чем толще, тем больше. Давления в любительской конструкции - низкие, порядка 30...40 kgf/cm^2.

>В каких единицах американцы указывают уд. импульс?

О, наступил на мозоль. Сами не знают - часто в секундах или безразмерно:)) По определению, единичный импульс - тяга, развиваемая в эталонных условиях в пересчете на 1 kg/s расход компонентов (или компонента). Тяга - сила => или N, или kgf. Вот и получается N*s/kg или kgf*s/kg. А если мерить тягу килограммами, а не килограмм-силами, то некоторые кадры храбро сокращают и получают секунды. А другие так и пишут - kg*s/kg )) Если сократить N*s/kg, получается m/s. Стандартные давления везде разные - СССР - 40 kgf/cm², в СЩА - 1000 psi (70.1 kgf/cm²), в Болгарии - 10 MPa. Единны только по поводу давления на срезе сопла - атмосферное, но цифры тоже не сильно одинаковые (у нас и в Союзе одни, в США - другие)
Если увидиш цифру 180...500 - kgf*s/kg, если в 10 раз больше - N*s/kg или m/s. Это если хим.топливо. У Diadia_Sidor и ЯРД порядки другие и я тоже путаюсь. Часто говорят "единицы" - имеется ввиду kgf*s/kg, по старинке. А если увидиш другие цифры, кот. и близко не лезут - какой нибудь фунт-сила на секунду за черт знает что. (Кто-то из физиков говорил, что британская денежная системе была бы самая нелепая система в мире, если не существовала британская система мер)

>Как я понимаю, он выдерживает наддутие собственным выхлопом с температурой типа 3000К за счет малого времени работы - менее 10с, да?

Не совсем. Во первых, невыгодно "подставлять" продуктам горения (а не выхлопом, как ты выразился) обечайку двигателя. Ее защищает ... топливо. Да, лучший термоизолятор - горящий порох - глубина прогрева - десятые миллиметра. А потом защищают аблятором днище и вход в сопло. Самое страшное - сопло. Лучше делать из материала с нормируемым уносом. Пластики такие есть, типа АГ.

Плотность твердого топлива 1.5 ... 1.8. У жидкого - окислители - около 1.5 и ниже, горючие - от 0.01 до около 1. Ни в твердом, ни в жидком топливе инетрный компонент не применяется - невыгодно со всех точек зрения.

>если можно отгрохать летающий телеграфный столб на уселитренном асфальте посредством бетономешалки

Здорово сказано. Но:
1. У телеграфного столба калибр не тот - при длине 10 м более подходят метровые калибры
2. Уселитренный асфальт - скорее черная селитра - соотношение селитра:асфальт = 80:20.
3. Бетономешалка - для красного словца. Хотя мешать можно. Но лучше пьяная бочка. Или по-научному: контейнерный смеситель гравитационного типа со смещенной оси:)


>Мой отец в конце 60х работал на производстве шашек для РДТТ зенитных ракет
Надеюсь, что он жив и здоров. Передай ему горячий привет от меня.

[Edited by varban (02-07-2000 at 02:35).]

Даже не знаю с чего начать.
Сначала подвергнем критике ЖРД домашнего изготовления.
Как справедливо заметл Varban, принцип работы этого мотора прост и понятен, но реализовать его весьма и весьма технологически сложно. Про мотор с насосной подачей даже объяснять нечего. ТНА - это сложнейший агрегат, включающий в себя, как минимум одну турбину и два насоса, со сложнейшей системой уплотнений. Отработка такого агрегата - годы, на нормальной стендовой базе (в продажу ТНА ещё не поступали).
Весьма не проста система регулирования, это вообще отдельная песня.

Вытеснительная подача. Штука простая, но весьма тяжёлая для нормальных уровней тяг. Опять же Varban, справедтиво отписал что предложенная LBS схема, на самом деле, является насосной,с насосом объёмного действия, типа мембранного, только работающего с очень маленькой частотой. При этом получится не ЖРД, а один сплошной переходный процесс, то пуск, то останов.
Отсюда вопрос: а когда нормально работать будем ?

Тяжёлый вопрос для ЖРД - выбор компонентов, а они либо криогенные, либо токсичные. Пара фурфуриловый спирт - азотка самовоспламеняется, не дай Бог, где-нибудь течь, и привет. Кстати говоря, в РД используется не просто азотка, от неё проку мало, а так называемая красная дымящаяся азотная кислота. Это концентрированная азотка с растворёнными в ней окислами азота, которые собственно, и образуют над её поверхностью бурое дымление.

Ну никакого желания с этой дрянью общаться. Видел людей учавствовавших в испытаниях ранних Глушковских азотнокислых моторов и ожоги, которые они получили.

Мне кажется, надо максимально использовать накопленный опыт. Например, упомянутая мной "РейнБоте" имела именно аэродинамическую стабилизацию и чудно стабилизировалась. Имел место случай когда она при старте за что то зацепилась и полетела вертикально вверх. Все четыре ступени упали рядом со стартом. А км на 100 она подскочила.

Далее, были у нас такие исследовательские и метеорологические ракеты МР на твёрдом топливе. А у америкосов ВАК-Капрал и Аэроби, причём у них первая ступень - твёрдая, вторая азотнокислая, вытеснительная. Ну не было тогда хороших тв.топлив.

Про авионику.
Если нельзя барограф, ставьте GPS+передатчик, ради Бога. Только не надо делать никакой системы управления.

Давление в баках вытеснительного ЖРД выше, чем в камере сгорания на величину перепада давления в магистрали - гл. образом в форсунках. Это может быть и 10...20 атмосфер. Так что баки вытеснительного ЖРД могут быть тяжелее камеры РДТТ с тем же давлением в камере. А если маленький перепад, большого расхода не будет.
Остается более высокий импульс ЖРД. Опять же, пара азотка:фурфуриловый спирт не блещет особо, а если использовать металлизированное твердое топливо, то более высокая плотность скомпенсирует более низкий импульс твердого топлива. Да и металлизация весьма благотворно скажется на ВЧ колебания - их просто можно забыть.
Двигатель на твердом топливе проще сделать, но само топливо придется отрабатывать. Сотни расчетов, десятки рецептур, огневые испытания, физико-механика. Как в военке. Иначе ничего не выдет. Можно не формализировать разработку, как принято с представителями заказчика, но невыполнение необходимого объема работ приведет к гарантированному неуспеху (статистически, с вычислимой наперед вероятности, зависящей от объема выполненных работ). Лучшее, что создали советские ракетчики - это методика разработки, другими словами - стандарты. Если снять слой шелухи бумаг, останется чистое золото.

[Edited by varban (03-07-2000 at 13:06).]

Читайте и Развитие РД. И пишите, а то монолог получается.

Оппс...
varban несколько неправильно воспринял мой statement насчет
безопасности и финансовых возможностей. Ха! Очень уж у меня
по-американски получилось. На самом деле, я НЕ цитировал условия
конкурса. Меня в свмом деле волнует, как бы:
а) не взорваться
б) не сесть
в) не раззориться
Varban внёс полную ясность по первому пункту и частичную по второму...
Насчет третьего я что-то не понял... какое "равноправие"?

По поводу "воздушного страрта" JP aerospace.
Они в пустыне пускают, в зоне, официально считающейся "ракетным
полигоном" - rocket range. С разрешения FAA.

Про МиГ-25 как воздушный старт. Есть такой! МиГ-31Д "изделие 07" -
носитель ASAT ракеты, две штуки построили. Действительно облегченный и
всё такое.
Только, вроде бы, ракету со статического потолка пускают (он у 25/31 и
так немалый),
из гор. полета.

Про регистрацию высоты посредством РЛС. Значит, надо уголковый
отражатель куда-нибудь вовнуть засунуть...
Метеорадар аэродромный (тако й шар полосатый верхом на домике) в 100км
от старта годится для такой задачи?

Про стабилизацию. Согласен. Естественно аэродинамическая!
Но! А ее достаточно, чтобы держать вертикаль? В пределах, скажем, 4 градусов?
Меня смущает сложность точного изготовления и точной настройки
стабилизаторов, для компенсации всех аэродинамических моментов.
Это ж продувки нужны, а? (над автомобилем закрепить за ЦМ и возить по
ровной бетонке, например, по неиспользуемой ВПП - ВОТ ЗРЕЛИЩЕ-ТО! а на
сверхзвуке никак..)
Достаточно небольшой асимметрии, чтобы под тягой зарулить под 60 гр. к
горизонту вместо 90 при проходе плотных слоев. А если еще и выхлоп
двигателя "косит"?
Относительно чего стабилизатор летящую ракету стабилизирует -
относительно центра масс, верно?
Поэтому от "не-управляемого вектора тяги" аэростабилизация
малоэффективна, я думаю.
Для компенсации ассиметрии тяги и аэродинамич. моментов ракету надо
ЗАКРУТИТЬ вокруг продольной оси. А так как плотность среды при подъеме
на сверхзвуке быстро меняется, то крутить надо сравнительно быстро,
чтобы успевать компенсировать отклонения.
Но! Вращающиеся твердые тела - замысловатое дело. Что с крутящейся
ракетой в рязряженной среде будет, при нехватке момента от
стабилизаторов, на вскидку не скажешь. Её может закрутить вокруг оси с
мах моментом инерции => начнет тормозить или даже
разрушится. Тут нам нужна С.В. Ковалевская в консультанты...
Но в целом, конечно, как справедливо и неоднократно указывает D.Didor,
учебники надо бы почитать... вот бы какой добрый человек PDFов из них набацал!
Листал я как-то классную, не стесняющуюся математики книженцию для
продвинутых ракетомоделистов, с анализом исторических примеров (!) - не
помню ни автора, ни названия, мне тогда лет 14 было. Была там глава
страниц на 50-100 по аэродинамической стабилизации и устойчивости.
Удивительно, но примерно 99.999% населения находят любой учебник
скучнейшей литературой!

Про двигатель.
Как сказал сегодня мой коллега (по другому поводу) "убедили, черти
полосатые"!
ЖРД переводится в раздел чисто-для-трепа, да?
Кстати, я убежден, что хотя "ТНА - это сложнейший агрегат", его все
равно можно сделать просто и хитро. У амов какя-то частная контора
сочинила нечто эдакое турбонасосное попроще, на основе которого
собираются делать "дешевые" движки Fastrack для NASA и всех желающих,
например, для Ротона, который, всвязи с этим, уже только на спуске будет
Ротон...

Очередные воросы.
Varban, что такое свод - горящая поверхность? ее площадь? или кривизна
стенок заряда?
Форма заряда будет - толстостенная труба? Про изоляцию корпуса порохом и
абляционное сопло - так я себе это и представлял, но вот что будет при
догорании заряда, когда пламя доходит до корпуса? Топливо ведь не
100-проц однородно, где-то уже догорит, а где-то нет,
зональный нагрев => напряжения и деформация?
Зависит ли скорость горения от давления?
Какими факторами лимитируется скорость горения?
Можно ли ее запрофилировать при изготовлении заряда?

"Металлизированое топливо" - это типа где Al пудра есть в составе или
что-то иное, касающееся структуры, а не только состава?

Кстати, требования по долговечности и хранимости заряда в нашем случае -
так себе...
Существует ли процедура не-огневой ликвидации заряда?

Да! Про импульс уд. в секундах!
В "Технике-молодежи", в "историческом вернисаже" по ракетам тоже kgf/kg
кое где сократили... Хотя там даже в 100% спекулятивных статьях,
обоснованиях НФ сюжетов, с размерностью всегда ОК было... И в бумагах МО
США по перспективным технологиям тоже секунды...

Diadia Sidor, про состав АК ракетной я знаю, можно не так популярно....
хотя, каков там счетчик читателей? 12 раз... Частный клуб!
Кстати, мы как будем - на ты или на вы? Разница в возрасте у нас надо
полагать лет 5, однако, мне весьма импонирует академический стиль, ныне
почти нигде не практикуемый
(разве что у медиков).
Varban, "монолог" про историю РД весьма интересен, не беспокойтесь!
Контейнерный смеситель гравитационного типа - ого!!!
Видел я как-то, как юная американка смесь для выпекания яичницы делала
(яйца, молоко, соль). Засунула компоненты, лишенные упаковки, в ПЭТФ
пакет на фрикционной застежке с красной полоской (в такие в старом
свете, так сказать, мелочь электронную упаковывают), подняла над головой
двумя руками и ну трясти, напеваючи! Очень мило. Полное доверие технике...

Отвечаю:

>Насчет третьего я что-то не понял... какое "равноправие"?

Простое. У нас в Болгарии и у вас в России частным лицам не разрешено строить ракеты. А для ракетомоделизма делают исключение, но там правила ФАИ. Наша баллистическая ну никак там не вписывается.

>По поводу "воздушного страрта" JP aerospace.
Они в пустыне пускают, в зоне, официально считающейся "ракетным
полигоном" - rocket range. С разрешения FAA.

Согласен, безопасность может быть и улучшит. Но только это уже не ракета.

>Только, вроде бы, ракету со статического потолка пускают (он у 25/31 и
так немалый), из гор. полета.

Так она управляемая, а НУР как заставиш вверх пойти, если начало траектории - горизонталь (статпотолок)?

>Про регистрацию высоты посредством РЛС.
Можно и так, мне кажется, металлизированный корпус будет достаточен.

>Про стабилизацию.
.......
>Достаточно небольшой асимметрии, чтобы под тягой зарулить под 60 гр. к
горизонту вместо 90 при проходе плотных слоев. А если еще и выхлоп
двигателя "косит"?

Всегда и стабилизаторы кривые, и сопло (сопла) косит:)) Как ты правильно подмечаешь, уход от расчетной траектории разменивают на прецессию вокруг нее проворачиванием.

>Поэтому от "не-управляемого вектора тяги" аэростабилизация
малоэффективна, я думаю.

Очень даже эффективна, БМ-21 видел?

>...то крутить надо сравнительно быстро...

Важна и скорость вращения, но более - успеет ли ракета сделать десяток оборот в первой половине работы двигателя. Раскрутив однажды, все будет проще - она-то не остановится.
чтобы успевать компенсировать отклонения.

Что будет в разряженной среде? А ничего! Скорость-то большая > 3000 m/s. И скоростной напор ой-ой-ой какой. Да и выше несколько десятков колометров двигатели уже отработают. В общем так - если правильно спроектированную ракету с запасом устойчивости процентов 10 на дозвуке разогнать, до любой скорости она будет стабильна. А по поводу кувыркания - если сможет - пожалуйста! Значит, атмосфера кончилась.

>Тут нам нужна С.В. Ковалевская в консультанты...

Э, конечно, не отказался бы, но она баллистикой вроде не занималась:))
Балёк, где ты? Предстань перед людей, или хотя бы напиши мне или KRoN-у. Делается просто - тыкаешь кнопку mail и всё.

>Но в целом, конечно, как справедливо и неоднократно указывает D.Didor,
учебники надо бы почитать... вот бы какой добрый человек PDFов из них набацал!

Ну это врядь ли:( В инете можно найти массу конкретики, но по такой теме. Это только студент может сделать:)) Предлагаю компромисс - откроем с Diadia_Sidor-ом постинг - лит. обзор. Но только ссылки с коротким указанием. Одна-две фразы. Да и приятнее бумажную книжку почитать, хотя бы и библиотечной.

>Удивительно, но примерно 99.999% населения находят любой учебник скучнейшей литературой!

Да, и зря. Может, поэтому посещаемость убавилась:( Хотя получил я два письма, из-за которых и продолжаю. Но не понимаю авторов - пишите в форуме, все прочитают. Нет, Ball-у (ник я придумал) видите ли, эпистолярный жанр приглянулся. Балёк, тебе не стыдно?

>У амов какя-то частная контора сочинила нечто эдакое турбонасосное попроще, на основе которого собираются делать дешевые" движки Fastrack для NASA и всех желающих, например, для Ротона, который, всвязи с этим, уже только на спуске будет Ротон...

Где это?

Очередные ответы:

Свод, или горящий свод - самый короткий путь фронта горения. У пластинки - половинная толщина. У трубки - тоже. У трубки, покрытой бронировкой, вся толщина стенок. Дальше и сам можеш.

Форма заряда будет скорее всего или цилиндр с каналом в форме 5...7 лучевой звезды, или, что проще - цилиндрический канал с четыремя щелями в последней четверти. Размер и форма канала определяют режим газоприхода и тяги - по идее, можно хоть синусоидой сделать, но зачем?

>При догорании заряда, когда пламя доходит до корпуса? Топливо ведь не 100-проц однородно, где-то уже догорит, а где-то нет, зональный нагрев => напряжения и деформация?

Это ты в точку попал - если топливо не однородно, это еще мягко сказано. Может разорвать двигатель. Поэтому мешают тщетельно, дефектоскопия и т.д. А насчет догорания - когда разгорается цилиндрический канал - ничего страшного. Он, как я заметил обязательно ассиметричен, и вроде должен прогореть корпус. Но не успевает - при приемлемом эксцентриситете. А если недопустим...:(((

>Зависит ли скорость горения от давления?

Обязательно, не зависит только у пиротехнических малогазовых составов. А у нас - никак не малогазовый. Скорость горения аппроксимируется уравнением u = a*p^n, где 0.2 < n < 0.8 . Для разных топлив n - разное. Это в области давлении примерно до 1000 kgf/cm^2. Потом u = a*p, т.е n = 1. Но это уже артиллерия.

>Какими факторами лимитируется скорость горения?

Характером окислителя, связки, наличием катализаторов и особо отмечаю - гранулометрическим составом того же окислителя.

>Можно ли ее запрофилировать при изготовлении заряда?

По идее - да, но реально очень низкая воспроизводимость. И уж никак не в любительских условии.

"Металлизированое топливо" - топливо, в составе которого входит металл, практически только Al порошок. Есть и металлогидридные, но это, как ты выражаешся, слышком круто.

>Кстати, требования по долговечности и хранимости заряда в нашем случае - так себе...

Конечно, но используя асфальт, заряд может "уползти" и за два дня.

>Существует ли процедура не-огневой ликвидации заряда?

Мне известны или сжигание, или подрыв. Соответственно - или пламя, или детонация. Если еще сможет детонировать.

>Да! Про импульс уд. в секундах!

В "Технике-молодежи", в "историческом вернисаже" по ракетам тоже kgf/kg кое где сократили... Хотя там даже в 100% спекулятивных статьях,обоснованиях НФ сюжетов, с размерностью всегда ОК было... И в бумагах МО США по перспективным технологиям тоже секунды...

Чухонцы, что я говорю:) Поэтому у них спутник немножко не туда полетел - одни считали в метры, другие - в футы. Кстати, в артиллерии до сих пор земное ускорение 98.1 dm/s²:)

>Кстати, мы как будем - на ты или на вы? Разница в возрасте у нас надо полагать лет 5...

Я уже перешел на ты, и тебе предлагаю, а мне 39.

А с монологом - тебе там все ясно? или в самый раз? не много и не мало?
Не верится как-то:(

[Edited by varban (04-07-2000 at 22:06).]

По поводу мотора из битума. А нельзя ли его заармировать чем, как автопокрышку?
Или хранить в холодильнике при -18С, или даже при -70С, если не треснет - при наличии ТХМ. И холодным же запускать.

Кстати, 20 лет назад кто-то из моих одноклассников с подачи папаши делал ракету из селитры с пластилином, примерно 1-2кг. Вроде улетала метров на 30, изрыгнув тучу черного дыму...
Стабилизировалась... тяжелой веревкой. На манер воздушного змея. Такое чудо с горящим хвостом... Свидетели экспериментов сурово прогонялись, но кто видел - были в экстазе.

Как скорость истечения зависит от давления? То есть, вопрос из учебника. Как прикинуть с точностью чуть лучше порядка величины установившееся давление в полости мотора?
Если скорость горения растет с давлением, то что этот рост остановит в реальной конструкции?

Попутно.
Не пытались ли строить РДТТ с регулируемой тягой за счет изменения сечения сопла?

Ковалевская известна тем, что занималась вращением твёрдых и не очень тел, диссер у ней был по кольцам Сатурна.

Про Ротон - rotaryrocket.com, там же наверняка есть ссылка на Fastrack.

[Edited by LBS (05-07-2000 at 00:12).]

[Edited by LBS (05-07-2000 at 00:15).]

Нет никаких возражений, против обращения на "ты", чай не графья.
Тока скажи мне, LBS, а что такое "состав АК ракетной" ? - не понял.

Про ТНА. Наладить их серийный выпуск можно. Но данный конкретный ТНА, будет выдавать только те параметры, на которые он расчитан, и не какие другие. Т.е.каждому мотору свой насос.
Ещё раз повторюсь, ТНА - штука очень хитрая и на колене не делаемя. Интересный факт, сопловую решётку турбины ТНА ФАУ-2 пилили вручную. держал в руках. И не забывайте про отработку. Пока сделаем работоспособный агрегат, спалим на стенде не один десяток.

Скорость истечения зависит от давления в камере. Сия зависимость описывается моей любимой формулкой, упомянутой в ядерно-ракетной разборке. Там есть такой множитель,в который отношение давлений в камере к давлению на срезе сопла в хитрой степени, зависящей от отношения теплоёмкостей Сp и Сv.
См. худ.кино "Операция Ы"

Про правовые аспекты. В случае успеха мероприятия "сядем усе" (С) "Бр.Рука"

Что-то выдыхается эта беседа, не находишь, varban?
Если скучно становится, то надо или сорганизоваться вокруг самого интересного, или завязать, для экономии личного времени...
Может, спец. (!) топик по технологии РДТТ запустить?

У меня тут есть еще идея, несколько более практического плана.
Берегу "на сладкое".

Раскручивать не стоит. Если с этим переборщить, то, при обычной ракетной геометрии, ось вращения может стать неустойчивой. Я хоть и не Ковалевская, но тер. мех. помню.

Рад, что вернулись:))
Тем не менее все неуправляемые ракеты раскручиваются еще на старте, во время работы двигателя. Взгляните на фоток направляющих труб установки БМ-21 - четко видны спиральные каналы на четверть оборота. Таким образом, когда снаряд выходит из трубы, он уже раскручен примерно до 10 t/s. Дальше стабилизаторы продолжают дело.

На скорую руку отвечаю LBS

Армировать - плохо. Горение уйдет в глубь по армировке и ....:(((

Стабилизация веревкой меня забавила. Уж лучше шестом!

РДТТ с регулируемой критикой пробовали строить, но отказались - сложно, ненадеждно. А и зачем менять запроектированную тягу?

Запуск охлажденного заряда - хорошая мысль. Так иногда и делают, правда до +10...+15. Дело в том, что ниже асфальт/битум - ломкий. Как стекло. Кстати, для любого полимера есть такая величина - температура стеклования. Ниже этой температуры нельзя эксплуатировать заряд. Для асфальта по памяти - около нуля.

Я имел в виду, что неконтролируемая раскрутка может больше навредить, чем помешать. Я и сам видел, как некоторые ракеты раскручивались вспомогательными двигателями. Главное - знать меру.

Тут ты прав, если закрутить в 100 раз больше, чем надо.
На практике это не удается - очень часто ракет "недокручивают". Хотя есть случаи и перекручивания - модные в 40...50-ых "турбореактивные" снаряды. Вспомагательными двигателями тоже раскручивают, но можно наклоном сопел в многосопловом блоке, или стабилизаторами, или даже поверхностями в раструбе (С-8ДМ).

Типа, сами боеголовку запрограммируете или помочь?

А как вообще смотрится на закупка заряда твердого ракетного топлива для суборбитального? По правилам четких ограничении нет. К примеру, бракованный, у военных. И не спешите возражать - надеюсь, амы не сами азотку будут синтезировать да фурфуриловый спирт:)