[image]

Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

 
1 2 3 4 5 6 7 225

killik

опытный

Bain> А какова она должна быть по времени? И нужна ли она вообще? :/

Про время не скажу, не считал. Но при нашем-то аэродинамическом сопротивлении чувствую нужна :)
   3.0.113.0.11
AR a_centaurus #12.06.2009 19:14  @killik#12.06.2009 17:02
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

killik> По теме - про баллистическую паузу никто не думал? То есть не сразу запускать вторую ступень после отстыковки первой, а когда нужно.
А когда нужно?
killik> Наверное, можно придумать схему, у которой будет источником давления сама ступень, приводы из шприцов, а датчик (пропускающий давление к шприцам поворотный клапан)- аэродинамический флажок или таймер...
Так придумай. Не надо: "А пусть они....!".
killik> P.S Это я пытаюсь остаться в рамках отсутствия электроники.
Это ты пытаешься остаться в рамках реально имеющихся на борту сил. Похвально. Электроника должна использовать там, где она нужна. Грамотный конструктор всегда должен искать решение с наименьшими затратами по габаритам, массе и энергии.
   3.0.103.0.10
Это сообщение редактировалось 12.06.2009 в 19:48
RU killik #13.06.2009 16:11  @a_centaurus#12.06.2009 19:14
+
-
edit
 

killik

опытный

a_centaurus> Так придумай. Не надо: "А пусть они....!".

точнее - "так сделай" :) я вовсе не требую выполнить за меня работу, но пытаюсь озвучить идею, может быть кто-то ее обдумает, переработает и реализует быстрее. Нет - так нет, я буду сам реализовывать, но это может затянуться...

killik>> P.S Это я пытаюсь остаться в рамках отсутствия электроники.
a_centaurus> Это ты пытаешься остаться в рамках реально имеющихся на борту сил. Похвально. Электроника должна использовать там, где она нужна. Грамотный конструктор всегда должен искать решение с наименьшими затратами по габаритам, массе и энергии.

Спасибо, но первоначально я имел в виду соревнования по Water Rockets, где одним из принципов является отсутствие электричества на борту. А уже потом меня увлекла идея пневмоавтоматики (не гидро-, у нас каждый грамм на счету). Чем клеить шприцы?

Собственно по обычным водяным ракетам - я только что приехал с дачи, где мы пытались запускать с моего "водопроводного" станка разные ракеты, изготовленные по месту из подручных материалов. Стандартная ракета (я их уже десятками могу делать, похоже) из полторашки с водонаполненным грузовым отсеком, изготовленным из другой полторашки (соединенных скотчем), достигла стандартной высоты метров 30. При попытке повторного запуска оказалось, что вышел из строя шланг велосипедного насоса (за отсутствием манометра качали "до опупения", предполагаю около 5 атм)
   3.0.113.0.11

Ckona

опытный
★☆
Ckona> Запуски планируются на 14-е июня.

Все по плану !

Ожидается публикация видеоролика (конвертируется) и подробного отчета о запусках.

В целом - удачно. Устранены все недоработки.
Во всех восьми запусках система спасения ракеты срабатывала безотказно.
 
   

Serge77

модератор

Одна секунда - полет нормальный.jpg - отличные кадры! Интересно, по ним можно посчитать тягу? Особенно интересует разница в тяге в начальные моменты, пока стержень ещё внутри ракеты и когда уже вышел.
   3.03.0

Ckona

опытный
★☆
Serge77> интересует разница в тяге в начальные моменты, пока стержень ещё внутри ракеты и когда уже вышел.

Подсчитать можно запросто, но не очень точно.

Интервал между кадрами - 1/30 секунды.
Длина ракеты примерно полтора метра.
Момент схода ракеты с разгонной трубки "маркирован" брызгами -
это 11-й кадр разгона, первые два кадра в раскадровке отсутствуют.
Нужно построить график ускорения - должен быть скачок после схода с разгонной трубки.

Основная погрешность: диаметр сопла 9 мм, диаметр трубки 8 мм., так что какая-то реактивная тяга все равно имеется.

Пока что сразу видно: разгонную трубку ракета "пыхтела" 11 кадров, а потом такое же расстояние пролетела за 4 кадра.
   

Ckona

опытный
★☆
Serge77> отличные кадры!

Краткий сюжет о полетах водяной ракеты "Кряква-2"

Видео 7 МБ

Желательно смотреть с "хорошим звуком".

Многие нюансы "пропали" из-за перехода на 320-пиксельный формат,
постараюсь отобразить в отчете о ракетоиспусканиях.
   
Это сообщение редактировалось 15.06.2009 в 20:13

Serge77

модератор

А почему ракеты не торопятся переворачиваться? Одна пролетела хвостом вниз почти полпути до земли.
   3.03.0

RocKI

опытный

Ckona> Краткий сюжет о полетах водяной ракеты "Кряква-2"

Браво, ckona! Впечатляет. Но, как всегда, не могу удержаться от замечаний. По мне бы пусковую помощнее и парашют побольше. Не столько в плане обеспечения полета, сколько смотрелось бы еще эффектнее.
   3.0.113.0.11
+
+1
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
Отчет об испытаниях ракеты "Кряква-2".

Всего было произведено 6 испытательных запусков и два экспериментальных - с прототипом разгонной ступени.
Все испытания прошли успешно.
Система выбрасывания парашюта с оптическим датчиком ориентации срабатывала безупречно.
Высота полета во всех запусках, кроме первого, была достаточной для погашения скорости парашютом.
Конструкцию узла БРЭО считаю пригодной для повторения.

Высота полетов оценивалась визуально с вершины 80-метрового бугра и составляла 70...120 метров.

При запусках обнаружилась утечка в пусковой установке, которая препятствовала достижению давления более чем 3,5 атм в запусках номер 1 и 2.
Утечку удалось ликвидировать в полевых условиях, запуски с номерами 3...6 выполнялись с давлением 5-6 атм.

По сравнению с предыдущими полетами, были выполнены следующие изменения.

- объем ракеты увеличен с трех до 4,5 литров, габаритная высота изделия составила 1350 мм.
- переработан отсек БРЭО, с уменьшением веса на 80 граммов, переходом на этажерочную конструкцию из капроновых стоек, жестким отсеком для фотоаппарата и энергопоглощающим объемом над ним.
- вместо одного неподвижного зацепа на корпусе и двух на откидном люке использованы два неподвижных зацепа и один на откидном люке. При этом отключение привода чеки происходит не в момент откидывания люка, а после полного вытягивания чеки.
- тросик чеки выведен через круглое отверстие с оплавленной кромкой.
- установлена скоба-фиксатор сопла, предотвращающая продавливание сопла внутрь.

Первый запуск производился с разгонной трубкой длиной 1 метр, остальные - с разгонной трубкой длиной 0,7 м.

Первый запуск.
Вследствие недостаточного давления (3,1 атм - травил шланг) и избыточного количества заправленной воды (1,5 л вместо 1 л),
тяжелая ракета медленно сходила с направляющей, не набрав аэродинамически устойчивой скорости.
После схода с направляющей от сильного порыва ветра ракета получила вращающий момент и разгонялась под углом 30 градусов к горизонту. Апогей составил не более 35 метров, дальность полета - порядка 100 метров.
Система спасения сработала штатно, но парашют размотался и раскрылся всего в 4-х метрах от земли.
При ударе об землю деформировались энергопоглощающие элементы и треснул верхний шпангоут - без ущерба для функционирования ССР.

Второй запуск.
Была заменена разгонная трубка и изменена процедура заправки - заливалось точно отмеренное количество воды.
Несмотря на недостаточное давление (3,5 атм), ракета взлетела вертикально на высоту примерно 60 метров.
Система спасения сработала штатно, парашют раскрылся на высоте не менее 15 метров и погасил скорость.

Третий запуск.
При заряжании удалось локализовать утечку. Сброс давления осуществлялся не саперной лопаткой, а специально предусмотренным разъединением. После устранения утечки в полевых условиях был произведен пуск с давлением 5 атмосфер. Наблюдатель с 80-метрового бугра доложил, что ракета поднялась несколько выше. Система спасения сработала штатно, парашют раскрылся на высоте не менее 50 метров.

Запуск 4.
Выполнялся с давлением 6 атмосфер. Отмечен быстрый старт. Ракета поднялась заметно выше бугра, парашют раскрылся выше бугра.

Запуски 5 и 6.
Выполнялись с давлением 6 и 5,5 атмосфер. Съемка велась со штатива.
Наблюдатель спустился с бугра и пил коньяк.
Во время пятого запуска ракета "зависла" в апогее точно над испытателями - после раскрытия парашюта раздался нервный смех и вздохи облегчения (микрофон работал и все записал).
На шестой запуск не хватало воды, использовали остатки кофе из термоса.


Итоги.
И1. Достигнута статистическая надежность срабатывания ССР с механизмом выброса парашюта через боковой откидной люк.
И2. Схема крепления парашюта к ракете проявила себя удачно.
И3. Оценены особенности полета водяной ракеты с малым запасом по тяге - плавный старт и высокая чувствительность к перегрузам.
И4. Получен богатый видеоматериал по полетам с "тонким" соплом - подлежит обработке.
И5. Визуально наблюдался процесс разматывания клубка с парашютом длительностью до одной секунды.
И6. Опробована пусковая установка с промышленным шланговым захватом.
И7. Разработана технология установки ракеты на пусковую без потерь точно отмеренной заправленной воды.


Выводы.
1) Доработать пусковую установку, исключив утечки давления.
2) Необходимо доводить стартовое давление до 7 атмосфер.
3) Желательно изучить способы упаковки парашюта, уменьшающие время его разворачивания.
4) Плату датчика ориентации можно тиражировать.
5) Ракету можно запускать с бортовым фотоаппаратом.
6) Следует как можно быстрее изготовить бортовой высотомер. Бугорный метод дает большую погрешность.
7) Можно приступать к постройке двухступенчатой ракеты "Пеликан".
   
Это сообщение редактировалось 15.06.2009 в 22:59
+
-
edit
 

termostat

аксакал

Ckona> Отчет об испытаниях ракеты "Кряква-2".

Спасибо ! Мне очень понравилось.
   7.07.0
AR a_centaurus #16.06.2009 21:27  @Ckona#15.06.2009 22:53
+
+1
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> Наблюдатель спустился с бугра и пил коньяк.
Skona> На шестой запуск не хватало воды, использовали остатки кофе из термоса.
Ckona> Можно приступать к постройке двухступенчатой ракеты "Пеликан".

Коньяк залить, конечно предложения не последовало.... Хорошие результаты, Scona. И отчёт вполне научный. Кстати, "Пеликан" думаешь делать с генератором давления на второй ступени? Было бы интересно увидеть в полёте подобную схему. Удачи и хорошего отдыха.
   3.0.113.0.11

Ckona

опытный
★☆
Очень признателен за теплые отзывы.

Во время этой серии запусков повезло - некоторые я наблюдал не через видоискатель, а непосредственно. Вид длинной бутылочной связки, неторопливо взлетающей на несколько десятков метров - сильное зрелище. Главное отличие водяных ракет от пиротехнических - отсутствие расходных или одноразовых элементов, "ракетоиспускание" можно повторять много-много раз.

Я на собственном опыте убедился в известном ракетомодельном правиле - "не прыгать", повторять ранее опробованные решения - с постепенными своими доработками. Насколько мне известно, оптический датчик ориентации Serge-77 на водяных ракетах никто ранее не применял - большинство самодельщиков используют таймеры или магнитные датчики. Технологию склеивания бутылок и науку надежного их соединения постигал самостоятельно, тщательно изучив все доступные сведения. С конструкцией "головной части" пришлось повозиться, несмотря на копирование общих принципов - все мелочи пришлось делать с чистого листа.

В данном случае - худо-бедно повторены результаты лидеров, с отставанием на два года.

У нас есть три с половиной приоритетных идеи, которые желательно не упускать.
Самая крупная - водяные ракеты с пиротехническим генератором давления.
Такого еще не было.
Следующая по значимости - вертикально-поршневой узел разделения ступеней.
Есть аналоги различных модификаций - но предложенная идея отличается лаконичностью и компактностью.
Также есть предложение по пакетной компоновке воздушных емкостей,
снимающее проблемы с вертикальными габаритами.
Ну и последнее - инерциальный механизм разделения ступеней.

Прописная истина - нельзя одновременно бежать в две разные стороны.
Программа дальнейших действий должна нанизывать эти приоритетные предложения, как бусы - на одну нитку.

"Пеликан" - это скорее разгонная ступень, с тягой в 400 Ньютон на протяжении 0,6...0,8 секунды. Значит, стыковочный узел должен обеспечивать возможности разгона разных вторых ступеней.

Друзья принесли три поломанных считывателя компакт-дисков, на приводы выдергивания чеки - водяных ракет должно быть много !

Serge-77> Почему ракеты не торопятся переворачиваться?
Долго думал. Залез на гараж, пробовал прыгать головой вниз.
Неудобно так прыгать. Наверное, ракеты тоже так считают.

RocKI> По мне бы пусковую помощнее и парашют побольше.
Парашют переделывать буду, ищу подходящую ткань.
Что значит "пусковая помощнее" ? Повысить стартовое давление ?

a_centaurus>
"Пеликан" думаешь делать с генератором давления на второй ступени?
Да.
Для приобретения пиротехнического опыта решил сначала использовать самодельный ТТГГ вместо воздушного компрессора. Один раз пиропшикнул - есть сжатый воздух в баллоне. Вот такая идея - из сообщающихся огнетушителей, с водяным затвором.
   

RocKI

опытный

Ckona> Что значит "пусковая помощнее" ? Повысить стартовое давление ?

Да, неее. Ракета солидная и будет еще лучше смотреться с хорошей фермой или направляющей рельсой подлиннее. Чисто из эстетических (на мой вкус :) ) соображений. Для стабилизации тоже полезно.
А парашют, конечно, надо посолидней. Во-первых, высота позволяет, во-вторых, при таком величественном взлете нужен плавный несуетливый спуск. Может два парашюта? :):)
   7.07.0

Ckona

опытный
★☆
RocKI> ...будет лучше смотреться с направляющей рельсой подлиннее.

Есть такое. Наружная направляющая, а на ракете - ползуны.

Мне нравится "экономный" стиль - с разгонной трубкой.
Ракета стартует без расхода массы, и "бесплатно" кое-какая скорость набирается.
Для стабилизации полета на начальном участке служит угловой момент инерции. (считаю, учитываю)

Но "в уме" наружную направляющую - держу.
   

Ckona

опытный
★☆
Serge77>> кадры... по ним можно посчитать тягу? Особенно интересует разница в тяге в начальные моменты, пока стержень ещё внутри ракеты и когда уже вышел.
Ckona> Подсчитать можно, но не очень точно.

Ну и задачка - как раз для самых тупых и упрямых ! :-)

Пусть по раскадровке необходимо измерить ускорение (пока только ускорение !) величиной 30 м/с2
с погрешностью 10 м/с2.
Располагая отсчетами с шагом 0,033 с - получаем погрешность измерения в приросте скорости на один отсчет 10 (м/с2) х 0,033 (с) = 0,33 (м/с).
Для достижения такой точности координату надо измерять с погрешностью 0,33 (м/с) х 0,033 (с) = 0,01 м. - при интервале отсчетов 0,033 с, разумеется.

Простые "тыканья" в приведенную картинку дают погрешность измерения координаты 5...8 сантиметров,
отчего результирующая кривая ускорения прыгает даже до отрицательных величин.

Не на того напали !!!

Пришлось на каждый кадр сотворять специальную картинку (для учета параллакса),
совмещать ее с изображением и с помощью АвтоКада получать пятизначные отсчеты.
И вот я, в силу то ли упрямста, то ли тупости - каждое божие утро делаю совмещения и накапливаю статистику. Для выхода на приемлемую точность осталось две серии. Девять я уже одолел.
Прикреплённые файлы:
 
   
Это сообщение редактировалось 19.06.2009 в 19:54

Serge77

модератор

Для того, чтобы получить удовольствие от результата, он не должен достигаться слишком легко ;^))
   3.03.0

umbriel

опытный

Можно получить ускорение, а тягу все равно не получишь.
   
+
-
edit
 

Bain

новичок
umbriel> Можно получить ускорение, а тягу все равно не получишь.

F=m*a - уже не работает? :)
   3.0.13.0.1

Ckona

опытный
★☆
Serge77> кадры... по ним можно посчитать тягу?

Ckona> Пришлось на каждый кадр сотворять... совмещать... накапливать статистику.

И вот, наконец, после обработки с усреднением по 14-ти сериям, получились вот такие графики.

Теоретические расчетные данные.
Разгон по трубке - на ракету действует гидравлическая сила 37,5 Ньютон и реактивная 6...10 Ньютон (неизвестны потери давления в кольцевой щели между трубкой и соплом). Ускорение должно быть порядка 24 м/с2.

После схода с трубки (в первый момент, пока не израсходовалась вода и не упало давление !)
На ракету действует реактивная сила 58...65 Ньютон. Ускорение должно быть 40 м/с2 и возрастать по мере расхода воды.

Экспериментальные измерения соответствуют расчетным (см.прилагаемую картинку).
Но больше я так "измерять" не буду ! :-)

Интересный вывод: поскольку ракета разгоняется быстрее БЕЗ разгонной трубки - не факт, что длинная разгонная трубка есть хорошо. Предложения PocKI по внешней направляющей - небезосновательны.
Прикреплённые файлы:
 
   
RU Атмосфера #21.06.2009 21:05  @Ckona#21.06.2009 11:56
+
+1
-
edit
 

Атмосфера

опытный

Ckona> Интересный вывод: поскольку ракета разгоняется быстрее БЕЗ разгонной трубки - не факт, что длинная разгонная трубка есть хорошо. Предложения PocKI по внешней направляющей - небезосновательны.
Пока ракета движется по разгонной трубке, вода не сильно расходуется? Если да, то можно считать что она начинает стартовать водой по сходу с трубки, с уже имеющейся скоростью. (Если что, не бейте сильно, в водяных я не силён, вчера только первый раз из сопла обдало :) )
   2.0.0.142.0.0.14

Serge77

модератор

Ckona> И вот, наконец, после обработки с усреднением по 14-ти сериям, получились вот такие графики.

Каков результат! Совершенно определённо видно, что ускорение с водой в два раза больше, чем со стержнем.
Правда я так и не понимаю, почему. Не ощущаю, так сказать, физического смысла.
   3.03.0
+
-
edit
 

SashaPro

аксакал

Ckona>> И вот, наконец, после обработки с усреднением по 14-ти сериям, получились вот такие графики.
Serge77> Каков результат! Совершенно определённо видно, что ускорение с водой в два раза больше, чем со стержнем.
Serge77> Правда я так и не понимаю, почему. Не ощущаю, так сказать, физического смысла.

Всё очень просто, увеличено противодавление на выходе из сопла из за собственного веса ракеты.
   7.07.0

Ckona

опытный
★☆
Атмосфера - совершенно верно! разгонная трубка - это дармовой разгон, в рассматриваемом примере - "всего за 50 куб.см.". И она же является стартовой направляющей !
Но - при длинной и тонкой стартовой трубке, особенно если она "протыкает" не две, а три стыковочных муфты, сила трения (все-таки есть несоосность порядка 0,15 мм) соизмерима с силой тяги, разгон медленный - а потом трубка заканчивается...

Serge77 - я объясняю (примитивно, для себя) разницу в газовой и водяной тяге тем обстоятельством, что внутри камеры сгорания (вне критического сечения) давление газа может меняться как угодно - в зависимости от его плотности, а внутри воды - не может, вплоть до самого сопла. Вода не сжимается, от сопла "вверх" никакой зоны разряжения нет. А газ сжимается и расширяется, поэтому критическое сечение не только формирует струю газа "вниз", но и влияет на газ "вверх". Воображение рисует область с высоким давлением в КС по сторонам от оси критич.сечения, и "столб" с пониженным давлением по оси сопла, на некотором расстоянии "выше" критики.
   

Serge77

модератор

Ckona> Serge77 - я объясняю (примитивно, для себя) разницу в газовой и водяной тяге

Я не об этой разнице. Я о разнице тяг в тот момент, пока ракета едет по трубке и когда ракета летит, выливая воду. На твоём графике после седьмой секунды тяга скачком выросла вдвое - вот это мне непонятно.
   3.03.0
1 2 3 4 5 6 7 225

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru