Жидкостный датчик переворота

MIF> который после переворота ракеты

Это стандартная ошибка начинающих изобретателей: определить ориентацию ракеты датчиком, который внутри ракеты показывает направление "силы тяжести" — невозможно.

Срабатывание датчиков типа "грузик на пружинке" не зависит от ориентации ракеты в гравитационном поле Земли.
А зависит ТОЛЬКО от внешних сил, действующих на ракету. А их всего две: сила тяги двигателя и сила сопротивления воздуха.
А поэтому, как только двигатель выключился, так сразу за счёт воздуха появляется отрицательное ускорение и датчик срабатывает.

MIF> Что с ним будет, когда двигатель выключится ?

Да не отсохнет рука Отважных Изобретателей Грузика !

Как только прекратится тяга двигателя, вода начнет перемещаться туда, куда направлена сила инерции - то есть вверх. А поплавок, согласно Архимеду, вниз. Со скоростью, зависящей от вязкого просачивания воды между поплавком и стенками сосуда.

Ckona> Да не отсохнет рука Отважных Изобретателей Грузика !

Спасибо!

Про "грузик" в чистом виде я в курсе. А вот про силу Архимеда при отрицательном ускорении - не совсем. Значит, она изменит своё направление на противоположное, вместе с направлением силы инерции... Понятно.
Но ведь при торможении поплавок будет стремиться улететь вперёд. Он, конечно, лёгкий, и силу Архмеда не победит, но всё же отрицательное ускорение будет мешать ему выталкиваться вниз до конца (туда, где находятся контакты).
?
P.S. ... а меняя размеры поплавка и регулируя таким образом скорость просачивания, можно получить "гидравлический таймер"

MIF> Про "грузик" в чистом виде я в курсе. А вот про силу Архимеда при отрицательном ускорении - не совсем. Значит, она изменит своё направление на противоположное, вместе с направлением силы тяжести... Понятно.

Угу, именно так.

MIF> Но ведь при торможении поплавок будет стремиться улететь вперёд. Он, конечно, лёгкий, и силу Архмеда не победит, но всё же отрицательное ускорение будет мешать ему выталкиваться вниз до конца (туда, где находятся контакты).
MIF> ?

Не победит. Не будет. До конца.

MIF> P.S. ... а меняя размеры поплавка и регулируя таким образом скорость просачивания, можно получить "гидравлический таймер"

Где-то было про поршень (грузик) на пружинке в вязкой жидкости.
Такая штука может работать интегратором ускорения, то есть, показывать скорость.
Вначале скорость нулевая, потом ракета разгоняется, грузик смещается, к апогею скорость уменьшается до нуля, грузик возвращается обратно - чик!

Xan> Не победит. Не будет. До конца.

Потому что сила Архимеда слишком велика или я чего-то не учитываю во взаимодействии сил?

MIF> Потому что сила Архимеда слишком велика или я чего-то не учитываю во взаимодействии сил?

Эйнштейн даже придумал принцип эквивалентности - гравитация и ускорение действуют совершенно одинаково.

То есть, если держать ракету головой вниз, то поведение поплавка будет точно таким же, как и при торможении ракеты воздухом.

Xan> Эйнштейн даже придумал принцип эквивалентности - гравитация и ускорение действуют совершенно одинаково.

Одинаково по направлению силы, это понятно. А по величине?
По моему, при расчёте Архимедовой силы учитывается ускорение свободного падения. Но у ракеты-то совсем другие значения положительного и отрицательного ускорения.

MIF> По моему, при расчёте Архимедовой силы учитывается ускорение свободного падения. Но у ракеты-то совсем другие значения положительного и отрицательного ускорения.

Величина ускорения влияет только на скорость перемещения деталей датчика, но не на конечное положение.

Xan> Величина ускорения влияет только на скорость перемещения деталей датчика, но не на конечное положение.

На скорость понятно, а почему не влияет на положение?
Я как-то собрал предварительный пробный экземпляр такой конструкции - просто шприц с водой и пенопластовый поплавок, без всяких контактов. Пробовал резко поднимать её вверх - поплавок при этом немного притапливался. Естественно, если поднимать плавно, он останется на месте. Разве это не есть влияние ускорения на положение поплавка?

MIF> По моему, при расчёте Архимедовой силы учитывается ускорение свободного падения.
Не ускорение свободного падения, а просто - ускорение.
Модуль силы Архимеда равен ρ*a*V, а направлена она в сторону, противоположную направлению вектора ускорения или другого силового поля.
При работе двигателя на поплавок действует ускорение а=Wр=(тяга двигателя-вес ракеты)/(текущая масса ракеты), по завершении работы двигателя и после перетекания воды - на поплавок действует ускорение противоположного знака а=(сила аэродинамич.сопротивления)/(масса пустой ракеты).
При уяснении ситуации полезно мысленно попасть в невесомость и там крутить шприц с грузиком в центрифуге. Как ни крути (медленно, быстро) - поплавок всплывет в стороу центра вращения.

В твоем эксперименте с подъемом шприца поплавок притапливался не потому, что уменьшилась сила Архимеда, а потому, что поплавок по инерции переместился в несжимаемую воду.
Если все время поднимать его с ускорением, он займет то же положение, что и в поле притяжения Земли. При ускорении поплавок сильнее давит на воду, но и сила гидростатического давления воды на поплавок тоже увеличивается пропорционально ускорению.

Ckona> В твоем эксперименте с подъемом шприца поплавок притапливался не потому, что уменьшилась сила Архимеда, а потому, что поплавок по инерции переместился в несжимаемую воду.

Сила Архимеда, конечно не уменьшилась, наоборот. Но, раз поплавок слегка погрузился, значит сила инерции оказалась больше силы Архимеда.

Ckona> Если все время поднимать его с ускорением, он займет то же положение, что и в поле притяжения Земли. При ускорении поплавок сильнее давит на воду, но и сила гидростатического давления воды на поплавок тоже увеличивается пропорционально ускорению.

А когда он его займёт?
Получается, что сначала поплавок по инерции перемещается, а потом вернётся в прежнее положение, несмотря на продолжающееся ускорение. Непонятно, почему в это время сила инерции, так хорошо притопившая поплавок на старте, вдруг перестаёт действовать?


P.S. Спасибо за терпение

Ckona, силы инерции не существует. Раз уж взялся растолковывать, делай это правильно, а то человек уже начал думать не туда с твоей подачи ;^))

MIF> Пробовал резко поднимать её вверх - поплавок при этом немного притапливался.

Скорее всего обычная ошибка эксперимента.

Как вариант:
На поплавок действует ещё и сила поверхностного натяжения.
Если она тянет его вверх, то он находится несколько выше, чем по Архимеду.
При увеличении ускорения доля силы поверхностного натяжения в сумме сил уменьшается и поплавок смещается вниз.

Пример: в невесомости смачиваемый поплавок будет утоплен вообще "по самые уши". А несмачиваемый будет торчать на поверхности жмдкости не погружаясь.

Xan> Как вариант:
Xan> На поплавок действует ещё и сила поверхностного натяжения.

Как говорил Агроном из "Властелина колец" в гоблиновском переводе: "Блин, только этих нам еще не хватало!"

Похоже, надо продолжить эксперименты. Посмотрим, как поплавок поведёт себя на ободе горизонтально вращающегося колеса... Господа, делайте ваши ставки

Будет типа старинная русская народная забава, верчение над головой ведра с водой на верёвке. Еще помнится Константин Эдуардович пугал тихих обывателей Калуги сим дивным опытом.
Естественно поплавок будет плавать на поверхности воды, как и вода подчиняясь сумме действующих на него сил, среди коих (при должном старании опытующего) гравитационные будут пренебрежимо малы.

Serge77> силы инерции не существует
Да, я увлекся жагронным изъяснением.

Ну, понятие инерции есть - свойство тел сохранять прямолинейное движение с неизменной скоростью, при отсутствии внешних сил.
По этой самой инерции продолжает взлетать ракета, у которой только что отключился двигатель.
Внутри ракеты - грузик. При торможении ракеты об воздух грузик (ясное дело - "по инерции") переместится к носу ракеты и будет давить на "потолок" с силой... как ее назвать ? ... равной произведению массы грузика на ускорение, вызванное аэродинамическим торможением.
Это сила, с которой пассажиры метрополитена давят на поручни при торможении состава, эта сила уменьшает наш вес при останавливании скоростного лифта, это сила ...
увы - я затрудняюсь ее назвать, не прибегая к жаргонной терминологии.

Ckona, всё наоборот: не шарик давит на "потолок", а потолок давит на шарик и тормозит его.
И не пассажиры давят на вагон, а вагон на пассажиров, тормозя их.

Serge77> Ckona, всё наоборот: не шарик давит на "потолок", а потолок давит на шарик
Зависит от выбранной системы координат, вот хрестоматийный пример:
"Асфальт поднялся и больно ударил меня по лицу".

Ckona> Да, я увлекся жагронным изъяснением. .... вот хрестоматийный пример:))

Заморочили парню голову:)) - без стакана не разобраться.
А суть дела в том, что состояние покоя (V=0) в гравитационном поле земли для системы двух тел (масс) связанных пружиной является лишь частным случаем движения под действием ускорения свободного падения. И покуда к одному из тел не приложена "третья" сила, взаимное положение тел (растяжение-сжатие пружины) не меняется.
А ХРЕСТОМАТИЙНЫЙ ПРИМЕР: кидание отцами основателями (Архимедами-Ньютонами-Галилеями) всякого рода хлама с Пизанской башни.
В идеальных условиях (отсутствие торможения-вакуум) подушка и пушечное ядро грохнуться на землю вместе, ибо их скорость в каждый момент времени будет одинаковой, не зависящей от массы (ускорение с/п = константа).

MIF> Похоже, надо продолжить эксперименты... Господа, делайте ваши ставки

Умозрительно:
Бросаем плавать в ж. (пиво не подойдёт - пузырьки!!!) параллелепипед весом m*g, который погружается на глубину h. Сила реакции-Архимедова сила (Po*g*h)*S (где Po*g*h -давление на глубине h; S -площадь дна нашего параллелепипедного тела) уравновешивает m*g. Откуда h=m/(Po*S).
Вывод: h не зависит от g. А вот давление - зависит, его можно измерить.

Ckona>> Да не отсохнет рука Отважных Изобретателей Грузика !

MIF> P.S. ... а меняя размеры поплавка и регулируя таким образом скорость просачивания, можно получить "гидравлический таймер"

Про поведение инерциальных систем тебе уже все рассказали... В любой идее нужно искать позитив. По крайней мере ты сам частично предполагал другую роль для своего устройства. Гидротаймеры довольно широко применяются в бортовых системах. Когда-то описывал устройства гидротаймера на этиленгликоле использованное в конструкции ГРД на NOh/HTPB Биллом Колбурном со товарищи. На его основе был выполнен коцепт простого гидротаймера для ракеты. Чтобы такой т. функционировал в условиях невесомости, необходимо к жидкости (поплавку) приложить противодействующую силу упругости пружины или скоростного напора воздуха. Только я использовал геркон и магнит.Над твоим эскизом можно поработать в плане поиска решения на жидкости с высокой вязкостью и рассчитать сечение перепускных каналов в поршне. Очевидно, что ему вовсе не обязательно быть "поплавком". Наооборот, массивный грузик после останова двигателя и смене знака ускорения будет "всплывать" более эффективно, вытесняя жидкость по боковой поверхности за счёт сил поверхностного натяжения. Подбирая вязкость, можно оптимизировать время задержки.
Кроме того можешь попробовать с комбинацией механического замедлителя (архимедов винт) и вязкого демпфера. Были когда-то такие игрушки гироскопного эффекта (юла), волчок которого раскручивался нажатием на рычаг такого винта. Короче, попробуй реализовать модель и посмотреть на её поведение. Падение грузика с перетеканием можно хорошо изучить при одном - g (переворачивая шприц), а потом пересчитать на 20-30 g реальных перегрузок в экспериментальной ракете.Есть также простые конструкции опто-электронных пар с использованием эффекта разности полного внутреннего отражения в жидкости и на воздухе. Успехов.

вариант 2. Пружинный г.таймер нейтральном, боковом положении.

Ckona> Да не отсохнет рука Отважных Изобретателей Грузика !

Французская Академия отказалась рассматривать проекты вечных двигателей. Может в правила форума внести соответствующую поправку относительно "инерционного" датчика апогея?