200Н - Цель: Орбита

Видимо, настало время обнародовать некоторые решения, которые были приняты на заседании киевского отделения Совета Главных Конструкторов (а проще - на нашей встрече с Сергеем где-то в 20-х числах июля) .

Как можно догадаться - цель - как и у многих коллективов самодеятельных коллективов по всему миру - Орбита.

Но... В разумной перспективе.

Мы подошли к проблеме немного с другой стороны. Поскольку я не так давно закончил магистратуру по специальности "Проектный менеджмент", вот я и решил применить методы управления проектами для достижения вышеуказанной цели.

Ежели я чего напишу неправильно - надеюсь, Сергей поправит.

Формулировка цели - выведение полезной нагрузки порядка 50-100 гр. на круговую орбиту для совершения не менее 3-5 витков. Состав полезной нагрузки - радиопередатчик, передающий некоторое кол-во телеметрической информации о состоянии самой нагрузки. Короче - некоторый эквивалент ПС.

Теперь о путях достижения. Вся програма разбивается на несколько этапов, как было предложено раньше, но, скорее, не в привязке к высотам, а в привязке к техническим задачам, которые необходимо решать.

Описывать этапы мы начали снизу.

Этап 1. Высота 1-3 км.
Вопросы обязательные:
Определение апогея магнитным датчиком. Отработка системы спасения/возврата.

Вопросы расширенные:
Определение высоты полета.
Фотоаппарат на борту.
Видеокамера на борту.

Я как-то читал, что систему радиоуправления для каждой последующей ракеты Королевцы отрабатывали на предыдущей.

После отработки данной ракеты в вышеуказанной конфигурации на ней можно будет отрабатывать следующие системы (по степени приоритетности):
- Сбор некоторого кол-ва телеметрических данных (ускорение, воздушная скорость,температура наружной части корпуса, пр...).
- Запись данных на чип.
- Передача данных на землю через радиоканал.

Такой ракеты вполне достаточно для решения всего спектра вышеуказанных задач. Ракета будет проста в изготовлении и не будет перетяжелена оборудованием. При необходимости возможна установка двигателя большей мощности, с которым ракета сможет достигать большей скорости/высоты без существенных переделок.

Этап 2. Высота - 3-5 км.
Вопросы обязательные:
Двигатель большей мощности с улучшенными характеристиками.
Система определения положения и управления.
Аэродинамическое управление.
Телеметрический канал на землю.
Видеокамера.

Этап 3. Высота 10 км. Двухступенчатая ракета.
Вопросы обязательные:
Отработка системы разделения ступеней и всех связанных с этим вопросов.
Отработка двигателя с большим временем горения.

Этап 4. Высота 30 км. Двухступенчатая ракета.
Вопросы обязательные:
Первая ступень и начальный участок работы второй ступени - аэродинамическое управление. Конечный участок полета - отработка газодинамической системы управления.

Этап 5. Высота 100 км. Трехступенчатая ракета.
Вопросы обязательные:
Отработка системы большей мощности. Динамика системы и вопросы управления.

Этап 6. Пуск ракеты со склонением. Отработка системы в целом.

В описании стадий я упускал некоторые моменты, которые само собой разумеются. Например - телеметрический канал на всех ракетах, начиная со второго этапа включительно.

Проектирование каждой последующей ракеты идет параллельно с изготовлением предыдущей. Изготовление - только после окончания испытаний и получения результатов.

Необходимо стараться отрабатывать максимальное кол-во узлов и систем на более простых дешевых ракетах. В таком случае новая ракета появится только после того, как старая исчерпает свои возможности - экономия ресурсов.
Максимальная унификация блоков. Проектирование с возможностью применения в более поздних системах. В таком случае опять таки каждая ракета будет КАЧЕСТВЕННО новым шагом.

Вышеописанный подход уже себя оправдывает - сейчас мы идем к созданию первой из вышеописанных ракет, причем отставания от сроков почти не наблюдается. Готова общая концепция ракеты, основной двигатель, тестовый двигатель, найдены все материалы для изготовления, на подходе стенд, первые пробные прожиги тестового двигателя - на следующей неделе, испытания на стенде с записью параметров - через две-три недели.

А какая максимальная высота, пока что достигнутая ракетами, сделанными участниками форума? К Варбану не относится .

Ну 1,5 км, ну и что?

Вопрос в том, хотим ли мы идти вперед или не хотим. Для того, чтобы пройти путь нужно сделать первый шаг и идти. Для того, чтобы сделать, нужно делать!

И нет смысла прямо сейчас бросаться на 500 мм калибры, поскольку пока нет системы управления на такую ракету, кроме как о вертикальном пуске с закруткой вокруг продольной оси речь идти не может.

Другое дело, если распределить работы по разным группам исполнителей. Тогда можно одновременно и двигатель большой мощности делать, и СУ, и полезную нагрузку. Отдельная группа может все это монтировать вместе и запускать. И тогда двигатель большой мощности будет готов в тот момент, когда будет система управления под него. Но последовательность работ по летающим изделиям мне видится именно такой, как я предложил.

В принципе - я бы рискнул взятся за координирование работ по такому проекту. Если уважаемое сообщество приймет соответствующее решение...

А пока, как Сергей сказал, что "... Команды пока нет, поэтому я лучше продолжу заниматься свом проектом."

Эволюционным путем, так сказать !

И не зря двигатель, что я планирую делать на торцевом горении, имеет именно такие характеристики, чтобы стать на вторую ступень той ракеты, которую готовит Сергей. И незря я, делая стенд на 50 кг. тяги, прикидываю его конструкцию таким образом, чтобы можно было ее повторить в металле на 300 кг. тяги. Вообще - многие вещи делаются незря !

Тут прозвучал вопрос о сложности перевоза через границу компонентов ракеты.
Все на самом деле не так сложно, если посмотреть шире. Отрабатывать нужно технологии, а не стремиться сделать по частям ракету. Взять к примеру РДТТ.
Правильный мотор с человеческим коэффициентом использования массы будет наверняка композитным. Наверняка будет составное сопло металл-пластик. Скорее всего и корпус двигателя тоже будет стеклопластиковым, а даже если и нет, что мешает отработать технологию, а потом воспроизвести еще один экземпляр сопла прямо на месте, привезя с собой небоходжимую оснастку? Я уже молчу про топливо. Всякие катализаторы и присадки, а также оборудование для производства ( особенно если это карамель) можно привезти с собой, основные компоненты топлива всегда можно приобрести на месте. Электронику и систему спасения всегда можно перевезти через границу. В общем на мой взгляд к месту запуска нужно везти не ракету, а технологию. Собираться не на три дня, а хотя бы на 3-4 недели и организовывать производство на месте.
Не все из нас имеют техническую возможность производить запуски ракет на 5-10 км. Я к примеру не могу. В Беларуси просто негде. И если мне припрет сделать экземпляр, летающий на такую высоту, я совершенно однозначно должн буду уехать в другую страну, где есть подходящий полигон, и взяв с собой минимум оборудования, и максимум умения, за разумный период времени осуществить постройку изделия на месте.
Так что не границы, на мой взгляд проблема, а все-таки отсутствие свободного времени.

А можно ссылку на описание полёта на 1,5 км?

Тема большого движка - отдельная серьёзная задача и самоценна.
Не на 1 пуск, а стабильного, надёжного, предсказуемого.
Причём из ширпотреба.
И включает в себя немеряно аспектов.... И не на один день.

По бортовой электронике - что необходимо - система спасения/защиты
от несанкционированного падения на голову ... , ну и простой
передатчик. А упор сделать на наземный контроль. Но это моё мнение.

Отчасти - согласен. Но такой подход можно применять очень в ограниченном кол-ве случаев.



Это, как раз, не тот случай. Отработанная одной группой технология создания РДТТ для своего воспроизведения на другом месте потребует чуть ли не столько-же времени, сколько и создание нового. Тут, скорее, вопрос в рабочей силе и производственной базе.

Короче - РДТТ должен делаться в стране запуска или официально транспортироваться через границу в готовом виде.



В другую страну можно уезжать и так . Там есть Триполи .

> ...уехать в другую страну, где есть подходящий полигон, и взяв с собой минимум оборудования, и максимум умения, за разумный период времени осуществить постройку изделия на месте.

Для успешного выведения полезной нагрузки на орбиту понадобится не один пуск. И нехватит никакого ни времени, ни денег ездить туда-сюда. Экспорт технологий возможен только в случае электроники и ПО. А это и так не сложно перевозить.

> А можно ссылку на описание полёта на 1,5 км?

Можно: "Это было клево !"


Это было давно. И фоток тогда я не делал.

На самом деле на МРД можно поднять небольшого слоника . Если есть немножко удачи в виде вовремя воспламеняющихся и невзрывающихся МРД.

Насчет места пуска - очень неплохо может подойти запад район восточнее Одессы - пос. Южный. Может - Очакова. В таком случае траектория будет пролегать над Черным морем параллельно побережью. Есть возможность наблюдать без использования кораблей и отпадает необходимость ставить систему спасения на ступени. Вот только не будет возможности оценить состояние ступени после полета. Но это и не требуется при пуске на орбиту.

Такая траектория уйдет с территории Украины только через 300 - 480 км (в зависимости от азимута пуска).

При желании - можно повернуть траекторию над берегом. Там не много населенных пунктов. Но это уже гораздо серьезней.

Guennady дело предлагает.

"У воина два скальпа - седые волосы поверх темных. Голос юнца, ум старика.
Как зовут тебя, воин? - Чинганчгук- Большой змей."

Таким образом, предлагается на 1.5 км для начала взлететь. Остальное, в том числе проблемы транспортировки 2.5 тонн карамели через финско-китайскую границу, можно пока не обсуждать.
Для решения задачи "1.5" вполне достаточно: стеклопластиковый корпус (толщина до7-8 мм)+ графитовое сопло (сойдет и композитное, керамическое, например). Бронировка топлива: бумага ватман, слоев 7 или тонкий асбестовый картон, два слоя. Горение топлива: от канала (2/3 L). Масса топлива (интуитивно) от 2 до 4 кг. Система спасения стандартная для моделей - парашют (или стриммерная лента), вышибаемая маленьким зарядом ЧП, срабатывающим после выгорания топлива.
Предлагаю для системы спасения не связываться с электроникой.
Из бортовых систем считаю обязательным звуковую сигнализацию (или комбинированную свето-звуковую), позволяющую отыскать падшие части в траве или на деревьях.

Задача "1.5" с двигателем такой толщины - это скорее задача 1.5 тонны, чем 1.5 км ;^))

На самом деле у нас планы на 0.7 км, ракета 1.5 м длиной, диаметр 70 мм (полипропиленовая канализационная труба), стальной перезаряжаемый двигатель на 500 г карамели. Стартовый вес около 2.5 кг. Дальше в эту же ракету пойдёт несколько больший двигатель для полёта на 1-2 км.



Сопло стальное.



Бумага на силикатно-крахмальном клее, толщина бронировки 0.7 мм.



Стандартные шашки BATES GRAIN.



Наша ракета как раз и предназначена для отработки электроники для более высоколетающих будущих моделей. Поэтому ставить пирозамедлитель просто не имеет смысла. Будет магнитный датчик апогея, уже готов.



Будет сирена. Может быть ещё и ракетный маяк.

Успеть бы до холодов...

Очень правильные слова!

У меня вышло так, что больше всего опыта и знаний я набрал с двигателями калибром 40...57 миллиметра, 220...1125 грамм массы заряда и 50...300 килограмм-силы тяги.

А больше всего денег, времени и рессурсов ухлопал на крупные двигатели (для меня крупные - масса заряда 4...20 килограмм).

И наверное не только у меня так было.

Ракетный двигатель, он ракетный двигатель. И нет большой разницы, какая тяга у него - 10 килограмм-силы или 10 тонн-силы.
Разница лишь во время подготовки.

Одно дело наработать полтора килограмм массы и совсем четвертое - полторы сотни.
Однако и первое, и второе дают 5 зачетных пуска.

Если я не набирался опытом, уточнял достоверность матмоделей и коэффициентов, проверял технические решения на малых двигателях, то и большие не получились бы.

Пускайте маленьких от пуза, а больших - строго по минимуму.
Но - не меньше

> У меня вышло так, что больше всего опыта и знаний я набрал с двигателями калибром 40...57 миллиметра, 220...1125 грамм масса заряда и 50...300 килограмм-силы тяги.

Вот примерно с такого я и начинаю: 38 мм, 500 г, 35 кг-с. ;^))

>>пуска - очень неплохо может подойти запад район восточнее Одессы -

На Украине зенитчики пару лет назад уже пустили С-200.... последствия до сих пор аукаются. Там же в слепую даже из рогатки стреллять нельзя... попадёш в кого-нибудь.

Кстати, предложенная мной траектория проходит где-то в 50-ти км от того района, где были те стрельбы.

Но! Когда дело дойдет до 5-10 км высоты - уже нужны будут специальные согласования и разрешения.

Если... Извините... Когда дойдет дело до пуска на орбиту - уже подразумевается наличие надежных средств определения положения ракеты и ее состояния. И наличие системы самоуничтожения в случае серьезного отклонения от запланированной траектории.

У нас есть одна небольшая поблажка - нам не обязательно супер строго соблюдать азимут пуска на средних и поздних этапах полета ракеты. Достаточно пускать "в сторону востока". Нужно только четко отследить тангенциальную скорость и высоту окончания работы двигателей - конечный импульс - чтобы ПН вышла именно на круговую, а не на баллистическую орбиту. А то тогда проблемы будут уже не с Украинскими, а с Австралийскими властями .

Только что посмотрел: такая траектория пройдет над Турцией, Ираком, может - кусочком Ирана. Проходит недалеко (западнее) от Индии и Австралии. Обратная сторона траектории - Новая Зеландия.

  Ну стал я на 2 года старше, ну узнал немного больше о ракетах, что от этого изменилось то? Амбициозный проект как был мечтой так ей и остался...
Идея орбитального запуска по тому и заманчива, так как до сих пор никто ничего подобного не делал. Конечно, в других странах запускали нано(<10кг) и пикоспутники(<1кг), целиком разработанные и изготовленные студентами (с электроникой купленной в RadioShack), но все они были вторичной ПН. Сам спутник для нас не так важен, так как цель сделать ракету, способную его вывести и единственное требование к спутнику- способность доказать что он существует.

Ну а на счет ЖРД с ТНА то это идея глухая, так как ТНА выгоден только на больших движках не говоря уже о суперсложности изготовления.
ЖРД с вытеснительной подачей я пытался когда-то сделать, но до испытаний дело так и не дошло, хотя движок почти в готовом состоянии. Я сейчас нахожусь в США, в Росию приезжаю в конце месяца, тогда наверное и выложу фотки своего движка, если кому-то интересно конечно.

zs - а США у тебя надолго, или ты все же в России остаешься? Пусть не ТНА, но вытеснительный, или даже насосный (но не турбинный и без центробежных насосов) движки - они в общем-то реальны.

Мы хотим фоток почти построенного двигателя! А также прислушайтесь к мнению специалиста: ТНА на дому построить невозможно! Лучше чего-нибудь куда-нибудь вытеснять, а там глядишь, и заработает...

В США я временно, живу я в России.

Так я об этом самом и говорю, ТНА слишком сложен и к тому же сушествует определенный порог тяги и массы топлива до которого вытеснительная подача более выгодна энергетически чем ТНА.
Я для своего движка планировал вытеснительную подачу и даже изготовил бачок для керосина, в качестве окислителя собирался подавать газообразный кислород из балона. Испытывать его я не решелся так как боюсь что он прогорит в первые же секунды в результате отсутствия какой-либо системы охлаждения.
>Пусть не ТНА, но вытеснительный, или даже насосный (но не турбинный и без центробежных насосов) движки - они в общем-то реальны .
Вполне реальные, сначала даже можно построить лабораторный образец с проточным охлаждением водопроводной водой, затем перейти на охлаждение компонентом топлива, затем нормальный бак - вот и ракета.

Именно так, у него время жизни - несколько секунд. Смысла в таком движке нету.

CaRRibeaN, 09.09.2003 16:32:13:

zs3000>Испытывать его я не решелся так как боюсь что он прогорит в первые же секунды в результате отсутствия какой-либо системы охлаждения.

Именно так, у него время жизни - несколько секунд. Смысла в таком движке нету.

 

Увлекшись верхними форумами, не заметил, что в этой теме кто-то пишет...

Смысл есть в любом движке, который что-то куда-то двигает !

А почему бы не использовать LOX в качестве окислителя? Все давно проверено, известно. Параметры самой камеры сгорания (за исключением охлаждения) посчитать можно. Да и охлаждение можно, если постараться! Запорно-регулировочную арматуру - тоже достать не проблема. Достать жидкий кислород - также абсолютно не проблема. Да, испаряется, но что-то остается !

У меня была как-то идея использовать в качестве ТНА просто насос на электромоторе. Я занимаюсь моделизмом и знаю, что существуют эл-моторы, которые при маленьких габаритах и весе развивают неслабую мощность. А в режиме кратковременной работы - вообще звери!!!! И аккумуляторы - тоже есть неслабые. При необходимом времени работы - 30 сек - вес будет небольшой.

Будучи в Москве даже купил книжку "Аэродинамика компрессоров". Да и "Расходомеры и регуляторы в ЛА" тоже. Может пригодится когда !

Однако НАМ это известно чисто теоретически. Практически опыт - очень важная штука.



Посчитать действительно относительно несложно, правда никто не даст гарантии, что расчет правилен



Опять же относительно не проблема, вспоминая про ограничения...



Ну к примеру - для кислород керосинового двигателя тягой в 250 кг нужен насос мощностью 30 кВт. При этом весить весь двигатель должен не больше 10 кг, при камере и трубах в полтора кг скажем... допустим 2 кг литийионных аккумуляторов будут иметь емкость где-то в 500-600 Вт*ч (и стоимостью под 1000 баксов), но вот отдавать мощность 30 кВт они точно не способны.

>При необходимом времени работы - 30 сек - вес будет небольшой.

и все же стоит посчитать, у меня большие сомнения в этом.

Всего пара десятков баксов и проблема жидкостного двигателя решена http://home.total.net/~launch/

Согласен. Поэтуму нужно пробовать .

Для того, чтобы что-то Сделать, нужно Делать !



Согласен. Критерием теории является практика!



Честно - я понимал, что нужно считать, но не думал, что все так трагично .

Хотя - у меня есть сомнения, что у двигателя, "мощностью" около 50 кВт должен быть "топливный насос" мощностью 30кВт !

Но я могу ошибаться в оценке !