Создание ракеты "Проект АРМ1", том2

Хм.
Сх существенно зависит от формы головной части, удлинения цилиндрической части, Re (читай - скорости) и угла атаки.

Передо мной тут книжка - Аэродинамика транспортных космических систем.
В ней есть очень красивый график - Сх в зависимости от Маха для разных значений угла растрора конуса обтекателя (удлинение цилиндра - 7).
В частности, например, для полного угла конуса 30 градусов, при М=0,7 (меньше нету) Сх равен примерно 0,25-0,3 и при М>1,1 стабилизируется на значении 0,7.

Думаю, для хорошо вылизаной ракеты с острым носом 0,2 - вполне достижимая величина.

Постарался поточнее смоделировать проект в RockSim.
Вот что получилось.
Но штырь на носу ни одна программа из найденных моделировать не хочет.

Результаты практически совпадают с этими:
Создание ракеты "Проект АРМ1", том2 [Serge77#14.07.08 22:58]

Интересные ступеньки на кривой ускорения. При переходе через 2М (примерно) скачком меняется сопротивление воздуха.

У меня мысль возникла. Раз корпус двигателя так сильно страдает, то крепление стабилизаторов сквозь корпус наверно нельзя делать. Станут болтаться или вообще оторвутся. На сверхзвуке нагрузки на стабилизаторы очень большие.

Кое какие особенности моделирования этими программами вызывают вопросы.
В частности, и о ступеньках в сопротивлении, отличных от звукового барьера.
Кроме того играясь задержками, получал ситуацию, где при старте последней ступени на большей высоте получал ту же конечную скорость (в это можно поверить) но меньшую высоту апогея, что явный бред.

Стабилизаторы сделал очень маленькими, на границе устойчивости. Низ можно закрепить за опорное кольцо соплового блока.
А верх через корпус, ничего там не будет особенного. Ведь первые секунды, когда открылась стенка и шлак особо горячий, он будет весь вверху. А потом уже остынет. Главное , что бы не выходило на стенку раньше времени, это от культуры изготовления зависит.

Кстати, силы, которые действуют на стабилизаторы, очень легко оценить, если верить этим симуляторам.
В РокСиме есть расшифровка ссопротивления в процентах поэлементно.
Максимальное отрицательное ускорение (да и не максимальное) вызвано сопротивлением воздуха. Умножаем на массу и на проценты стабилизаторов.Или график сопротивления строим. Делим на три :), или на шесть, получаем для одного.

Только что проделал то, что предложил, и получил цифры.
Они меня поразили. Ни при каких режимах сила, действующая на один стабилизатор не превысила 35Н, а скорее меньше вдвое.
Да это вообще фигня.

На счет штыря:
Совсем не могу вспомнить где, но пару месяцев назад видел в сети расчет какихто наших оружейников про пулю со штырем. рассматривалась пуля без штыря, с маленьким и с длинным. Длинный - значит равный или или больший длине пули.
Были картинки числового моделирования и расчеты Сх
Воспроизведу вывод по памяти. Лучшие результаты были у не длинного штырька (~0,3-0,7 длины пули). Cx уменьшался процентов на 20-30. Все . Большего не достичь.

Возможно я встречал это на авиабазе (была тема про прикидки универсального ствола который был бы хорош для автоматчиков, шарпов, и снайперов.)

Нагрузку на стабилизаторы надо оценивать очень аккуратно - она очень сильно (боковая, разумеется) зависит от угла атаки. При прямом полете держаться они будут отлично, но при малейших колебаниях (если не учтено при проектировании, разумеется) - могут запросто улететь.

Если интересно - могу поднять лекции по РДТТ - там в обзоре по органам управления были какие-то формулы расчеты газовых рулей (усилий в том числе). Имхо, вполне сопоставимые случаи.
Да и сами, наверное, можете покопаться в учебниках...


По штырю, думается, надо покурить лекции по газовой динамике. Вроде там со скачками ничего смертельно сложного нет...

А ступени то, как разделять планируете?)

Вот начертил в Аэролабе верхню ступень, две уже нельзя там.
Никаких скачков кроме звукового барьера тут нет. Кто-то точно врет.
Синяя линия - с работающим движком, красная - нет.

Отличная работа .

Может лучше так. Крышка под соплом уходит вниз под действием газов, синяя шпилька уходит вправо под действием пружины.

Обычно любители используют пластиковые болтики или шпильки, которые просто рвутся(срезаются) от вышибного заряда.

А как снарядить указанную схему?
А кто держать эту крышку будет при 10Ж?, за счет трения?.
Можно, конечно, выкрутится, сделать внешние края пружинные, с небольшим зубом, цепляющимся за шляпку шпильки.
Подумаю.
Просто пластиковые штифты не хочу. Просто если сравнить усилие на срез при действующей небольшой изгибающей силе и при воспламенении запала - сравнение не в пользу этой схемы.

Да, со снаряжением у меня тоже были проблемы ;^))
Пока есть две идеи: сделать синюю шпильку разборной на резьбе, выступающую слева часть завинчивать во вторую половину шпильки после сбора ракеты. Или вот тот чёрный винт закручивать последним.

Насчёт 10Ж. Крышку сделать максимально лёгкой. Под неё поставить сминаемую подставку (не пружину). Например бумажную трубку, которая держит форму до 15Ж, а выше сминается в гармошку.

Есть еще одна проблема у такой схемы.
Сила вытаскивания штифтов определяется пружинками, и в случае какого то усилия перекоса ее может не хватить.
Дальнейшее развитие ситуации только усугубляет положение. Давление в замкнутой камере растет, штифты клинит еще сильнее.
В предыдущей схеме такого недостатка нет, достаточно сделать высоту бортиков крышки такой, при которой штифты наверняка выдергиваются.
Все таки мне кажется правильным увязать силу выдергивания с нарастанием давления под крышкой. Может быть только кинематику какую то другую.

Отверстия, заклееные снаружи, нужно сделать.
А и отношение давлений будет определяться разницей площадей.
Усилие на крышке будет большое.
Одним словом - надо делать и испытывать.

Если усилие на крышке будет большое, это может означать, что двигатель закупорен.

Тут еще один момент.
Ниже этой конструкции должен быть расположен небольшой парашют с амортизатором.
Я сначала задумал расположить ситему разделения на нижней ступени и выступающий фланец там же. Но вспомнил о парашюте.


Теперь о другом. Паралельно с бустером начинаю заниматься головной частью. Есть у меня готовая первая ступень, в двухступенчатый вариант она не пойдет, а пробный одноступенчатый запуск - вполне. Надеюсь на осень. Километров 6 должно быть.
Говорил сегодня с Бондаренко из Сузирря, договорились в августе сваять хорошее письмо в Украэрорух с запросом о разрешении запуска.
Надо постепенно сдвигать это с мертвой точки.

С парашютом проблема. Если разделение за счёт газов верхнего двигателя, значит парашют нужно хорошо прикрыть какой-нибудь шайбой. Но тогда парашют может и не выйти, ведь его ничего не толкает.

Было бы надёжней сделать выброс парашюта и разделение ступеней от вышибного заряда в нижней ступени, а запуск верхней ступени отдельно. Так и разделение надёжней, и запуску двигателя ничего не будет мешать, нет опасности закупоривания. Вышибной заряд можно сделать большой и шпильки на срез. Такое разделение легко испытывать, количество вышибного легко подобрать, ведь для этого не нужно запускать двигатель.

Стал актуальным вопрос об алгоритме работы контроллера, выдающего команду запуска 2й ступени, парашюта, второго парашюта.
Я для себя решил, запуск двигателя и выброс первого парашюта - по таймеру.
То есть - это просто.
Выброс второго - барометрический, по достижению определенной высоты при снижении.
Алгоритм, вроде, прост. По включению калибруем барометрический датчик на 0 высоты.
По контакту подъема включаем таймер. 30 сек-2яступень, 60сек - 1й парашют, спускаемся до 500м - второй парашют. Цифры условные.
Конструкция парашютных отсеков такова, что перый парашют выбрасывается при выходе парашютного контейнера из корпуса без дополнительных механизмов (т.е. выход парашютного контейнера = выбросу 1го парашюта),а второй дополнительным устройством. При этом, если 2й выброшен ранее (прошел сигнал на выход второго) выхода контейнера, то он будет выброшен одновременно с первым при выходе контейнера.
Поэтому при старте нужна блокировка от выброса второго.
Но заблокировать второй до выхода первого считаю нецелесообразным, так как возможно он может выполнять функцию аварийной защиты при ненормальном течении событий. То же самое можно сказать о запуске 2й ступени, при какой то ненормальной ситуации его нужно заблокировать.
Датчики - барометрический, датчик ускорения, контакт подъема.
Очень хочется услышать советы и варианты алгоритмов.

Для какой это ракеты? Двух, трёхступенчатая?

Какая высота полёта?

Для этого проекта, вестимо
Ракета 3х ступенчатая, но ступени я называю бустер, первая, вторая.
Запуск бустера и первой от контроллера не зависит.
Запуск второй - управляется контроллером.
Для отладочного варианта ступень одна. Но оборудование то же.
Запуск ступени там не будет использоваться, а все остальное должно.
Высоты соответственно условно 5 и 30км. Но какое это имеет значение?

Значение есть - как можно думать об алгоритме, не зная, что летит.

Для 5 км апогей лучше определять по датчику давления, чем по таймеру. Для 30 км датчик давления наверно не годится. Для любой высоты годится магнитный датчик, но только если ракета перевернётся в апогее.

Решение о запуске очередной ступени можно принимать по сигналу с магнитного датчика. Если отклонение от вертикали большое - ступень не запускать.

Универсальный датчик - чип GPS с контроллером. Можно постоянно мониторить скорость и направление движения, соответственно отклонение от вертикали и апогей.

RLAN> Запуск бустера и первой от контроллера не зависит.

А как запускается первая?