Конструкция ракет

CaRRibeaN>Насчет Гироскопа - самодельный гироскоп - это как-то сомнительно.
Механический - да, электронный - вполне, только дорого.
CaRRibeaN>Процессор + АЦП +
т.е. МК действительно остаеться лидером...

Ник

Мне кажется, есть смысл систематизировать данное обсуждение.
Во-первых, что мы хотим получить?
Данные о верхней точке траектории или (и) момент раскрытия парашюта?
Для полетов на малые высоты (единицы км) это может быть одним и тем же, а для десятков км это явно разные вещи.
Во-вторых, на каких физических принципах могут основываться соответствующие датчики?
Схемные решения – важная и нужная часть, но это вторично.
Рассматривались датчики: абсолютного давления; скоростного напора (флажковый, трубка Пито); невесомости; переворота (магнитный поля Земли, оптический небо-земля, гироскопический, механический типа ртутного переключателя); шумовой.
Все они для полета в атмосфере ощутимой плотности и аэродинамической стабилизации.
Лично мое мнение – для малых ракет лучше и проще системы с временной задержкой придумать трудно. Этим решается и проблема невертикального полета.
Кстати, в моем ракетомодельном детстве я использовал датчик переворота в виде относительно тяжелого обтекателя на ракете с большими стабилизаторами, который выпадал при перевороте ракеты и вытаскивал свободно вложенный парашют. Но устойчиво срабатывало это только при вертикальном полете, что бывало не часто (центр тяжести высоко).
Если уж делать микропроцессорную электронику, то есть смысл ставить по полной программе трехосевой акселерометр, трехосевой же датчик угловых скоростей. С точностью этих устройств можно в любой момент времени получить вектор скорости, координату.
Тут уж и до системы управления и телеметрии недалеко.
А при полете на высоту , например, 50 км, без gподобной системы или внешней РЛС, определить эту высоту… ???
Такая схема (без СУ и телеметрии) может стоить около 100 уе.
Это , конечно, не 20 , но для большой ракеты наверно не дорого.

[ 25-12-2002: Message edited by: RLAN ]

Интересные данные:

Завершая описание акселерометров компании Analog Devices, приведем несколько интересных цифр, характеризующих конструкцию и уровень технологии производства этих микросхем [4].

-Масса инерционного грузика — 0,1 мкг.
-Емкость каждой части дифференциального конденсатора — 0,1 пФ.
-Минимальное обнаруживаемое отклонение емкости — 20 aФ (10^–18 Ф).
-Изменение емкости, соответствующее ускорению полной шкалы — 0,01 пФ.
-Расстояние между обкладками конденсатора — 1,3 мкм.
-Минимальное обнаруживаемое отклонение подвижных обкладок конденсатора — 0,2 ангстрема (пятая часть диаметра атома!)
Стоимость $7

Ник

>Минимальное обнаруживаемое отклонение емкости — 20 aФ (10^–18 Ф).
>-Изменение емкости, соответствующее ускорению полной шкалы — 0,01 пФ.

Пико - это 10 в -12. Значит разрешение - 0,002 от полной величины. Значит акселерометр на 50 g нас по точности удолетворять должен (надо смотреть что там в реалькости).

>Механический - да, электронный - вполне, только дорого.

Ты берешься сделать электронный гироскоп сам? Круто.

>Во-первых, что мы хотим получить?
>Данные о верхней точке траектории или (и) момент раскрытия парашюта?

Да.

>Для полетов на малые высоты (единицы км) это может быть одним и тем же, а для десятков км это явно разные вещи.

Стоп, ты хочешь сам четко определить, и тут же начинаешь путать. И для 1 и для 10 и для 100 км определить апогей означает одно и то же. Логика работы паращютов - вторична.

>Лично мое мнение – для малых ракет лучше и проще системы с временной задержкой придумать трудно.

И ошибившись во времени горения открыть парашут на скорости метров 100 в секунду?

>Если уж делать микропроцессорную электронику, то есть смысл ставить по полной программе трехосевой акселерометр, трехосевой же датчик угловых скоростей. С точностью этих устройств можно в любой момент времени получить вектор скорости, координату.

Т.е. для ракеты в полкило топлива воротить электронику в 200-300 баксов ценой (с разработкой и оборудованием для изготовления)... Сильно...

>Такая схема (без СУ и телеметрии) может стоить около 100 уе.

Помоему это пальцем в небо. Один трехосевой гироскоп в 150 примерно выйдет.

>Это , конечно, не 20 , но для большой ракеты наверно не дорого.

Опять на те же грабли. Для большой ракеты проблем не возникает. Чего для маленькой-то делать? Пока тут нету помоему ни одного проекта, кроме Духовского, который предусматривает больше полукило карамели(!).

Wyvern>Но такая схема - не УНИВЕРСАЛЬНАЯ. А к МК MSP430 потом можно чего хошь прилепить -и тот же TRF6900(а он именно на 850-950МГц диапазон) использовать как МОДЕМ - и для телеметрии и для телеуправления. И датчиков еще штук восемь -каких хошь, и управление чем хошь -хоть рулевыми машинами хоть...

Понятно, в космос значит полетим, а зачем там датчик апогея?

Не представляю как это реализуемо на 900 МГц диаппазоне.

>Компиляторы и программаторы для популярных чипов - это как воздух, т.е. доступны всем и бесплатно, так что с этим проблемы нет.

Да ну? А мне программатор и штук 10 чипов типа MSP430F14x не пришлете? А то я и за реальные деньги не могу добится чтоб их мне доставили в Экибастуз.

>я както писал в начале темы, сейчас напомню. Можно определить переворачивание ракеты при помощи поляризованной антенны.

Мне кажется это ненадежно. Да и не просто. Та же оптика проще.

>Универсальный, простой и без осциллографа - это значит на микроконтроллере

Сложно, дорого - те же пресловутые 200 баксов. Сам чип дешевый, а прибамбахи к нему? Правда БРЭО на ракете будет дешевым - всякие программаторы, осцилографы - запускать в космос не надо.

Wyvern>>Но такая схема - не УНИВЕРСАЛЬНАЯ.
Full-scale>Понятно, в космос значит полетим, а зачем там датчик апогея?
Почему сразу же в космос? Но стремиться к этому - неплохо. Нет?
Full-scale>Не представляю как это реализуемо на 900 МГц диаппазоне.

Радио интерфейс TRF6900.
Однокристальный RF приёмопередатчик, работающий в ISM полосе, в диапазоне частот 868 МГц - 915 МГц.
-Функционирование в диапазоне частот от 850 МГц до 950 МГц.
-Поддержка режимов частотной манипуляции (FSK) и узкополосной фазовой модуляции (FM)
-24 – бит. Прямой цифровой синтезатор частоты (DDS) с 11 – бит. ЦАП.
-Наличие встроенного генератора, управляемого напряжением (VCO), и системы фазовой автоподстройки частоты (PLL).
-Наличие встроенного опорного генератора.
-Минимум внешних компонентов.
-Низкая мощность потребления.
-Типичная выходная мощность 4.5 dBm.
-Типичное разрешение по частоте 230 Гц.
-Два полностью программируемых режима работы.
-Напряжение питания от 2.2 В до 3.6 В.
-Быстрый индикатор силы радиосигнала (RSSI)
-Гибкий последовательный интерфейс для микроконтроллера MSP430.
-48 – выводной плоский низкопрофильный пластиковый корпус.

TRF6900 - однокристальный приемопередатчик, работающий в ISM полосе (Industrial, Scientific and Medical Band), в диапазоне частот 868 - 915 МГц, обеспечивающий надежную полудуплексную двунаправленную связь со скоростью до 200 Кбит/сек. TRF6900 разработан специально для приложений критичных к потребляемой мощности. Использование TRF6900 совместно с микропотребляющим микроконтроллером MSP430 расширяет диапазон возможных приложений последнего. Для систем, не содержащих управляющего микроконтроллера, TRF6900 может использоваться автономно. Приемопередатчик, выполненный в едином корпусе, минимум внешних элементов (см. рисунок) уменьшает сложность и стоимость системы, не требует от разработчиков глубоких знаний в области приемопередающей техники.

А антенку можно ЗАЭКРАНИРОВАТЬ с верхней стороны

Ник

TEvg>А иначе никак - либо таймер, либо электроника в 200 баксов.Ну еще два датчика
>- 1) магнитное поле
>- 2) оптика, небо-земля.
>А иначе никак. Все остальное НЕ БУДЕТ РАБОТАТЬ. ЗАБУДЬТЕ И ДУМАТЬ ОБ ЭТОМ.

А чем флажковый датчик скорости плох? От него здесь отказались, даже не обсуждая. Или я чего-то пропустил?

По поводу магнитного датчика у меня большие сомнения, даже если не принимать во внимание сложности воплощения. Ведь вектор магнитного поля не вертикален. Как добиться, чтобы датчик срабатывал в верхней точке траектории? При различных направлениях полёта?

Оптический датчик ИМХО неплох, только зимой возможны проблемы.

>>>Плох совсем.

Ага. ПОДХОДЕЦ некуда не годящийся
Не надо делать для РАКЕТЫ - которая есть вЭсщь универсальная по сути - какой то один датчик(aka "взрыватель"). Надо делать: Универсальную Систему Управления.
- Микроконтроллерную
- Имеющую систему СВЯЗИ
- Способную к РАЗВИТИЮ
По своему опыту могу сказать ТОЧНО: любое электрическое АНАЛОГОВОЕ устройство - много сложнее, менее надежно -и в конце концов - дороже.
Было бы не так - не было бы МК
Если есть ОПЫТ работы с какими то МК(51, ПИКи, AT90) -делать на них. Нет опыта - плиз - TI MSP430, к вашим услугам - заодно можно набраться серьезного опыта и для работы, потому как это СЕМЕЙСТВО - вход в очень широкую область.

Ник

TEvg>Да ну? А мне программатор и штук 10 чипов типа MSP430F14x не пришлете? А то я и за реальные деньги не могу добится чтоб их мне доставили в Экибастуз.

Присылай отлаженную программу. А я тебе вышлю (бесплатно)один MSP430F133 прошитый твоей прогой.

Ник

>>>>Плох совсем.

Wyvern>Ага. ПОДХОДЕЦ некуда не годящийся
Wyvern>Не надо делать для РАКЕТЫ - которая есть вЭсщь универсальная по сути - какой то один датчик(aka "взрыватель"). Надо делать: Универсальную Систему Управления.

Ник, напоминаю первоначально обсуждалась система для малых ракет на движке 12к. А там каждый грамм на счету.

Тут до конца не определились с вопросом нужно ли что-нить сложнее таймера, а ты флайт-компьютер предлагаешь!

Флайт-компьютер вещь хорошая, но нужна ли она такой ракете????
Я как-то готов ставить на ракету стоимостью 100 руб, БРЭО за 2000 - 5000 руб. По мне проше рисковать ракетой.

А для средних ракет (от 200 гр топлива) уже требования другие!
Можно и тяжелее и дороже, но надежность спасания должна быть значительно выше (а не 50 - 60 .

>>>>>Плох совсем.
Wyvern>>Ага. ПОДХОДЕЦ некуда не годящийся

timochka>Ник, напоминаю первоначально обсуждалась система для малых ракет на движке 12к. А там каждый грамм на счету.
Т.е. подобная ракета - как бы игрушка? А на чем делают управление функциями игрушек? :cvm12:

timochka>Тут до конца не определились с вопросом нужно ли что-нить сложнее таймера, а ты флайт-компьютер предлагаешь!
timochka>Флайт-компьютер вещь хорошая, но нужна ли она такой ракете????
И таймер и датчик - все ОДИН корпус. Почему этим чипом не может быть именно МК?
timochka>Я как-то готов ставить на ракету стоимостью 100 руб, БРЭО за 2000 - 5000 руб. По мне проше рисковать ракетой.
Из прайса Санти:
MSP430F133IPM 8KB+256B FLASH, 256B RAM,ADC 12bit PQ64 $3,55
Не 2000-5000, а извини - 114 рублей

Ник

Wyvern> Из прайса Санти:
Wyvern>MSP430F133IPM 8KB+256B FLASH, 256B RAM,ADC 12bit PQ64 $3,55
А с этого места по-подробнее пожалуйста. Кто такой Санти, где этот прайс, можно ли в инете найти даташит и т. п.

timochka>>Ник, напоминаю первоначально обсуждалась система для малых ракет на движке 12к. А там каждый грамм на счету.
Wyvern>Т.е. подобная ракета - как бы игрушка? А на чем делают управление функциями игрушек? :cvm12:

Как правило не делают вообще или ставят моторчик, батарея, выключатель. Т.е. управления то нету.

timochka>>Я как-то готов ставить на ракету стоимостью 100 руб, БРЭО за 2000 - 5000 руб. По мне проше рисковать ракетой.
Wyvern>Из прайса Санти:
Wyvern>MSP430F133IPM 8KB+256B FLASH, 256B RAM,ADC 12bit PQ64 $3,55
Wyvern>Не 2000-5000, а извини - 114 рублей

Это только МК. А вся система вместе с питанием, обвязкой и стоимостью изготовления ? В 500 руб влезает ?

Я к тому что мы похоже не можем себе позволить никакую систему кроме таймера на таких ракетах.
А если делать для средних, то сначала надо пересмотреть требования. И уж там точно нужен будет МК.

Wyvern>> Из прайса Санти:
Wyvern>>MSP430F133IPM 8KB+256B FLASH, 256B RAM,ADC 12bit PQ64 $3,55
Yahen> А с этого места по-подробнее пожалуйста. Кто такой Санти, где этот прайс, можно ли в инете найти даташит и т. п.



Программный симулятор (MSP-SIM430) можно получить бесплатно на сервере Internet Texas Instruments по адресу Analog, Embedded Processing, Semiconductor Company, Texas Instruments.

Страница MSP430 на Texas Instruments

Ник

timochka>Я как-то готов ставить на ракету стоимостью 100 руб, БРЭО за 2000 - 5000 руб. По мне проше рисковать ракетой.

А я между прочим предлагал вообще на ракеты такого класса не ставить БРЭО - пусть будет одноразовой!

Wyvern>Из прайса Санти:

Ник! MSP430 вещь хорошая, не спорю, но надо же ее где-то взять! Где и как?

>Это только МК. А вся система вместе с питанием, обвязкой? В 500 руб влезает ?

Влезает. В 200 руб.

>и стоимостью изготовления?

Никак нет. Разовые вложения могут достигать 200 баксов. Правда разработав систему один раз можно штамповать ракеты как колбасы, с БРЭО стоимостью 5 баказоидов.

2 timochka:

Погода у нас такая же, как в Н-ске, часто там бываю, вчера только вернулся.
Небо и земля сильно отличаются по яркости почти всегда. Исключение только ночь, снег на земле и сильный туман. Только ночью и в туман ракеты не пускают.

Но это так, для информации. Я всё же сторонник флажкового датчика для простых ракет. Здесь объявили, что он обладает большим сопротивлением, и на этом основании перестали его обсуждать. Но ведь неверно это. Я сам видел запуски ракет именно небольшого размера, с механическим устройством выброски парашюта, имеющим два флажка шириной около сантиметра и длиной более полкорпуса ракеты. Ракеты летали высоко. Используя простейшую электронику можно сделать флажок размером в несколько миллиметров и обладающим очень маленькой упругостью. Не даст он большого сопротивления. Единственный недостаток – на настильной траектории не сработает. Так это недостаток почти всех предложенных здесь датчиков.

ED>А чем флажковый датчик скорости плох? От него здесь отказались, даже не обсуждая. Или я чего-то пропустил?

Пропустил! Да тут все это как-то подзабыли. Первоначально обсуждался датчик апогея для ракеты на двигателе 12к.

Поэтому разговор о космосе, высотах более 1 км это треп.
Флажковый датчик при таких габаритах (диаметр ракеты 20 - 30 мм)
работает плохо и имеет большое аэродинамич. сопротивление.

ED>По поводу магнитного датчика у меня большие сомнения, даже если не принимать во внимание сложности воплощения. Ведь вектор магнитного поля не вертикален. Как добиться, чтобы датчик срабатывал в верхней точке траектории? При различных направлениях полёта?

Зря сомневаешься! Эта конструкция хорошо отработана. Только дорогая, и весит многовато. Но уже для средних ракет ей нет конкурентов.

ED>Оптический датчик ИМХО неплох, только зимой возможны проблемы.

Плох совсем. Не работает вечером/утром/ночью, в туман и пасмурную погоду, и зимой.
Не знаю как у тебя, но в Н-ске это 8 дней из 10.

>Плох совсем. Не работает вечером/утром/ночью, в туман и пасмурную погоду, и зимой.

В туман, ночью понятно, зимой И в пасмурный день - тоже. В остальных случаях должен работать. Небо-то голубое - поставьте светофильтр - будет работать.

>>Плох совсем. Не работает вечером/утром/ночью, в туман и пасмурную погоду, и зимой.

TEvg>В туман, ночью понятно, зимой И в пасмурный день - тоже. В остальных случаях должен работать. Небо-то голубое - поставьте светофильтр - будет работать.

Ты предлагаешь зимой светофильтр ставить ?
А кто тебе сказал что небо зимой голубое ? Оно белесое!!! А снег белый (сияет отраженным светом). Стало - быть не поможет.
А вот ежели в Африке где небо всегда ясное тогда конечно!!!!

Я в детстве занимался в радиокружке, а за стенкой располагались ракетомоделисты. Естественно, мы часто ходили к ним в гости, а уж на все их запуски обязательно. Конструкцию с лопастями они тоже пытались делать, но падала эта штука слишком быстро и ломалась часто. Может, что-то неправильно делали.
То, что я описывал, было устроено примерно так:
Верхнюю часть ракеты занимал парашютный отсек. Сначала пружина, затем тонкий диск, над ним парашют. Сверху свободно вставлялся деревянный обтекатель. Всё это как-то соединялось толстой ниткой, чтобы не растерялось. Стропы крепились к обтекателю. В верхней части ракеты крепились два флажка, с двух сторон. Чуть ниже точек крепления от флажков внутрь ракеты входили усики, которые входили в вырезы в обтекателе, не давая парашюту выстрелить. В апогее флажки расходились, усики освобождали обтекатель, парашют выбрасывался. Интересно было сделано крепление флажков к ракете. Брали плоскую пружину от большого механического будильника. Эта пружина уже изогнутая. Отрезали от неё два куска длиной около 3-4 сантиметров. Верхнюю половинку пружины крепили к верхней части ракеты, а к нижней половине крепили флажок. Естественно, пружину прижимали к ракете той стороной, чтобы флажок стремился отклониться от ракеты. Для надёжного срабатывания такой конструкции необходимо, чтобы пружина не была слишком слабой, а чтобы флажок надёжно прижимался к ракете, пришлось делать его длинным. На старте ракету ставили между 4 направляющими, ими же и прижимались флажки. Летало всё это здорово.
Извините, если непонятно описал конструкцию. Если сильно надо, могу и нарисовать.

P.S. Кстати, электронику мы им в ракеты тоже ставили. Делали маленький передатчик и искали упавшие ракеты пеленгаторами для «Охоты на лис». Рядом был лес, ракеты без передатчика иногда терялись.

ED> Я сам видел запуски ракет именно небольшого размера, с механическим устройством выброски парашюта, имеющим два флажка шириной около сантиметра и длиной более полкорпуса ракеты.

А хоть какие-то подробности можно узнать? Зачем такие длинные? Может быть они при спуске работали как лопасти вертолёта на авторотации? Я давно кажется ещё в Юном Технике видел систему спасения: две лопасти, прижатые в полёте к корпусу потоком воздуха, в апогее поднимаются под действием резинки. Парашюта вообще не надо.