Парашюты для ракет

a_centaurus> Появилась мысль об эксперименте: есть дисковый, крестовый и гибридный (a-c design) парашюты одного размера (40 см). Попробую их оттестировать по силе торможения на ветру.

Неравноплечими рычажными весами.

Serge77>> Т.е. определённо можно сделать вывод, что разрезы на куполе не могут привести к уменьшению скорости спуска?
a_centaurus> Если цель только в уменьшении скорости СПУСКА, то да.

Совсем недавно ты был противоположного мнения:
Парашюты для ракет [a_centaurus#09.03.11 18:13]
"Я уже давал ссылки на документ NASA, где приведены сравнительные данные парашютов. Из них Ribbon type parachute имеет наиболее высокие (по торможению)."

Я не специалист по аэродинамике, но на бытовом уровне мне казалось, что разрезая парашют, нельзя получить меньшую скорость спуска. Поэтому и захотелось выяснить этот вопрос.

a_centaurus> Но ведь в ракетных экспериментах это не всегда основная цель. Как я уже написал (да это из без меня давно написано и применяется) разрезной парашют можно применять для увеличения скорости, на которой происходит ВЫБРОС И РАСКРЫТИЕ парашюта.

Да, с этим я согласен, я уже писал. Скорость спуска - это безусловно не единственный параметр, по которому нужно выбирать парашют.

Но для водяных ракет, где скорости спуска не бывают высокими, а вес ракеты очень желательно минимизировать, скорее всего более эффективен парашют без разрезов. А Ckona разрезал, надеясь, как я понял, на уменьшение скорости спуска.

Ckona> По технологии Центауруса изготовил "на скорую руку" парашют для отделяемого груза. ... Сваял то, что получилось, по соображениям экономии времени и целевого назначения - уменьшить скорость падения тяжелого груза и сделать его более заметным.

Serge77> Ckona разрезал, надеясь, как я понял, на уменьшение скорости спуска.


Ну, теперь понятно, теперь все можно ставить на свои места:

1) Запуск стартового ускорителя с отделяемым грузом. Груз был без парашюта, упал в нескольких метрах то пусковой. Ракета спокойно спустилась на эллиптическом классическом парашюте со скоростью 4,8 м/с.

2) Груз ~1 кГ, в полете малозаметен. Ну его в баню, надо делать заметным и по возможности тормозить. Сперва думал тряпочку привязать. Потом решил сделать "парашют Центауруса". Для груза - самое оно: рывок растянут, тормозит на любой скорости.

3) Написал то, что процитировано.
4) надеюсь, дальнейшие пояснения не нужны.......
как раз сейчас готовлю все к запуску, может завтра утром пульну.

5) Зато как мы обогатились по части парашютов !

Ckona> Зато как мы обогатились по части парашютов !

Вот они:
Слева оранжевый, для груза. Тип - "восьмиленточный".
Справа красный, для ускорителя. Тип - эллиптический (сферический?).
Надеюсь, никто не будет спорить, что груз с парашютом будет спускаться медленнее, чем без парашюта.
Полагаю, что не будет возражений: порезанный на ленты парашют в рывке сработает эффективнее сферического.

Внутри баночки видны поршень и выталкивающая пружина.
Чтобы поршень не отвалился, он привязан.

SashaPro> Интересный коэффициент. А для чего он?
Параметър (за перегрузка) към определена форма на парашута.
И за дублиране на означенията (шутка!)

SashaPro> На этой диаграмме показана зависимость перегрузки от времени при раскрытии парашюта?
Да.

Интересно какъв коефициент на съпротивление (Drag coefficient - Cd) има парашута с конструкция а-ла a_centaurus...? (може да бъде измерен практически)
Интересно ще бъде сравнение на парашута с конструкция а-ла a_centaurus с останалите форми при еднакъв диаметър на купола Dp (не на заготовката).

Serge77> Совсем недавно ты был противоположного мнения...

Во-первых, почерпнул много нового, увлёкшись вопросом. И не считаю это зазорным, а наооборот положительным качеством исследователя. Во-вторых, нельзя говорить о преимуществах того или иного типа парашюта, без прояснения скорости эксплуатации или раскрытия. А на высоких скоростях аэродинамика торможения другая. Теперь мы это прояснили, обратившись к специальным материалам. И в связи с этим важно то, что написал ckona: "Зато сколько нового узнали". Тот же ckona, надеюсь, освоив новую технологию, только выиграл. Что же теперь сидеть век на дисковом парашюте? На то мы здесь и собрались, чтобы экспериментировать.
Кстати, ты (Serge 77) в общий котел положил меньше всех... Оно конечно, не ошибается (а поэтому критикует без ошибки показаться невеждой) тот, кто ничего не делает. Извини, если против шорсти, но так оно выглядит со стороны. Кто - то старается для общества, делая эксперименты, собирает материалы, затрачивая своё время, а кто-то приходит на готовенькое и высокомерно раздаёт оценки... Причём это делают именно те, кто в ЕR пока себя ничем экспериментальным не проявили. Здесь все равны. Нет ни рядовых, ни генераллисимусов ( тем более).

a_centaurus>> Появилась мысль об эксперименте: есть дисковый, крестовый и гибридный (a-c design) парашюты одного размера (40 см). Попробую их оттестировать по силе торможения на ветру.
Xan> Неравноплечими рычажными весами.

Вообще-то думал использовать пружинный динамометр. Парашют на сильном ветру даёт приличную нагрузку. Да и осциллирует на короткой привязи. И положение его в потоке - горизонтальное. Такие весы будет сделать непросто. Цель сделать полуколичественные измерения на тему дворовых споров: кто сильнее - кит или слон.

SashaPro>> На этой диаграмме показана зависимость перегрузки от времени при раскрытии парашюта?
-VMK-> Да.

Это очень интересно, так как это очень точно совпадает с моим численным расчётом для круглого элиптического парашюта, где я получил такие же перегрузки при торможении падающей ракеты ~20G. Даже время и продолжительность его раскрытия совпадают!
http://balancer.ru/forum/punbb/attachment.php?item=171934
Сейчас вот хочу собрать все эти алгоритмы и нормально оформить графическую оболочку для своей программы, чтобы с её помощью можно было считать, а не только через редактор...

-VMK-> Интересно какъв коефициент на съпротивление (Drag coefficient - Cd) има парашута с конструкция а-ла a_centaurus...? (може да бъде измерен практически)
-VMK-> Интересно ще бъде сравнение на парашута с конструкция а-ла a_centaurus с останалите форми при еднакъв диаметър на купола Dp (не на заготовката).

Можно также сделать обсчёт этих парашютов в Flow, только нужно точно воспроизвести их геометрию в 3D редакторе в раскрытом состоянии. Для этого было бы неплохо иметь качественные фотографии раскрытых парашютов, чтобы по ним смоделить их максимально точно.

a_centaurus> Такие весы будет сделать непросто.

Это просто лёгкая прямая палка, горизонтальная.
К концам привязаны сравниваемые парашюты.
А примерно посредине - человек, который ищет точку равновесия сил от парашютов.
Точку нашёл - сантиметром померил плечо к каждому парашюту, их отношение - это и есть готовый результат.
На который не влияют ни плотность воздуха, ни скорость.

Xan> А примерно посредине - человек...

Ну если сравнивать относительно, например, дискового, то так оно будет наглядно. Почему нет, можно и сделать. Палок хватает. Ветер вот сегодня выключили. А то бы сейчас бы и поставил excriment...

SashaPro> Можно также сделать обсчёт этих парашютов в Flow, только нужно точно воспроизвести их геометрию в 3D редакторе в раскрытом состоянии. Для этого было бы неплохо иметь качественные фотографии раскрытых парашютов, чтобы по ним смоделить их максимально точно.

Это простая геометрия. Посмотри выше по топику, там есть ссылка на док.: " Как сделать такой парашют". Там есть все размеры для 40 см. Фотографии и видео раскрытых "a_c" п. также имеются. Да и эскиз 1.2 м парашюта я также выкладывал. Если нужно что-то ещё, с удовольствием поделюсь или пришлю в виде чертежа. Мне интересно 3D моделирование аэродинамических процессов. У меня есть возможность поставить Fluent, да времени нет чтобы им серьёзно заниматься. Правда меня больше процессы в разреженной среде интересуют.

a_centaurus> Кстати, ты (Serge 77) в общий котел положил меньше всех.

Это смотря как смотреть ;^))
Если бы не я, то не прояснили бы это и ещё очень много других заблуждений.
Так бы все и резали парашюты, надеясь на уменьшение скорости спуска.

Serge77> Это смотря как смотреть ;^))

Ну а что, тоже вклад! И немалый, Serge .
На самом деле иногда "пожатие плечами" делает больше, чем долгие экспериментальные потуги или рассуждения. Начинаются поиски ответа и что-то проясняется. Это абсолютно нормальный путь в экспериментальной прикладной области знаний. Иногда хорошая ошибка даёт больше результатов, стимулируя поиск ответа, чем гладкие маленькие "победки". Уж очень они усыпляют. С другой стороны, в случае этого гибридного парашюта, изначально я искал в общем-то именно такую геометрию, которая бы мне позволила использовать парашют на больших скоростях потока при разделении ступеней и спасении бустера. Меня устраивала скорость связки по крайней мере 15 м/с (чтобы не было сваливания или рысканья), чтобы отстрелить dart и вытянуть парашют бустера. Стал искать. Нашёл "ribbon type parachute", взял его за аналог и сделал свой прототип. Это уже потом техника была перенесена на микроракеты и обросла несвойственными этому парашюту параметрами. Однако он успешно испытан и имеет право на существование. Теперь вроде стало ясно: "что, где и когда". Надо его откалибровать и идти дальше.

Serge77>> Это смотря как смотреть ;^))
a_centaurus> Ну а что, тоже вклад! И немалый, Serge .

Так о чём это я.... А а а, да... О Скептиках и о их вкладе в развитие наук и технологий.

Serge77> Я не специалист по аэродинамике, но на бытовом уровне мне казалось, что разрезая парашют, нельзя получить меньшую скорость спуска.
Не надо быть специалистом, чтобы понять, что лишняя дыра скорости не уменьшит.

Serge77>> Я не специалист по аэродинамике, но на бытовом уровне мне казалось, что разрезая парашют, нельзя получить меньшую скорость спуска.
RocKI> Не надо быть специалистом, чтобы понять, что лишняя дыра скорости не уменьшит.

При съпоставка на данните публикувани тук: Парашюты для ракет [a_centaurus#12.03.11 19:50] за кръгъл(круглы), плосък парашут и +образен, разликата за любител като мен, не е очевидна - данните са близки и съпоставими, при това +образния има предимства:

Xan>> А примерно посредине - человек...
a_centaurus> А то бы сейчас бы и поставил excriment...

Проверяй теорию экспериментом. Из-за отсутствия ветра пришёл на ум такой опыт. Три парашюта разной геометрии (8-гр.плоский, "a_c", крестовый) и типов (сплошной - разрезной) но изготовленные из одного материала (nylon), по одной технологии (выкроены паяльником) и примерно одного размера (сделаны из похожих по площади кусков) были проверены на скорость раскрытия, наполняемость и скорость снижения (на глаз, конечно). На все три п. был подвешен одинаковый груз (гайка М 12) и они были уложены в штатную форму. Заброс парашюта на высоту примерно 10-12 м производился рукой "фабриканта". Видео снималось независимым оператором (на самом деле была выполнена серия примерно из 5 бросков для каждого п.).
Результаты:
a - наиболее стабильный спуск и самое быстрое раскрытие с последующим почти мгновенным наполнением, сразу после апогея и относительно быстрым спуском показал парашют "a_c".
b - средней скорости раскрытие, быстрое наполнение, но нестабильный, хотя и медленный спуск был продемонстрирован плоским дисковым (8-гранным) парашютом.
c - медленное раскрытие, почти у самой земли наполнение с очень медленным плавным спуском показал крестовый парашют.

Xan>>> А примерно посредине - человек...
a_centaurus> Проверяй теорию экспериментом...

Обсуждение:
В общем-то результаты уже можно было предсказать, хотя совсем не в той острой градации, которая представлялась оппонентами разрезных форм. Совсем малый по площади купола (похож на миниплатье девочки)"a_c" парашют честно говоря удивил своей высокой эффективностью во всех "номинациях". Надеюсь, что он будет хорошей рабочей лошадкой для многих прототипов ракет в моём проекте (а может и в других). Теперь я могу смело рекомендовать его для повторения. Особенно говорят в его пользу малый объём и вес (наименьший из представленных), а также быстрое (но мягкое) раскрытие, стабильный и вертикальный спуск. То есть он должен применяться либо на лёгких либо на прочных ракетах, способных выдержать скорости спуска 6-8 м/с и выше. Дисковый парашют отработал "по книжке". И свой титул "obsolete" подтвердил. Его раскачка при боковом ветре может закончится схлопыванием купола.
Хотя его можно рекомендовать для ракетчиков с не очень большим опытом и умениями, а также в случае каких-то простых экспериментов.
Крестовый парашют не зря используется во многих областях техники как тормозной с высокой эффективностью торможения. Конечно он пригоден и для ракетных систем спасения, но требует надёжной механической системы амортизации и фиксации в виду сильного рывка при быстром наполнении и довольно длинной "просадке".
Заключение. Автор не претендует на абсолютность и точность ни постановки этого качественного эксперимента, ни его результатов. Тем не менее это НАГЛЯДНЫЙ натурный эксперимент, проведённый перед глазами.
При наличии ветра и свободного времени, запланированый полуколичественный тест-сравнения силы торможения будет выполнен.
На фото: 3 п. в разложенном и свёрнутом состоянии перед проведением бросковых экспериментов.

RocKI> Не надо быть специалистом, чтобы понять, что лишняя дыра скорости не уменьшит.
Жду интересных суждений, подобных этому. И оценок...

a_centaurus> Результаты: youtube
Сразу надо сказать, что порядок размещения видео не соответствует порядку перечисления парашютов.
Сначала идет 149-видео крестовидного, потом 148-парашют Центауруса, потом 147-дисковый.

-VMK-> При съпоставка на данните публикувани тук: Парашюты для ракет [a_centaurus#12.03.11 19:50] за кръгъл(круглы), плосък парашут и +образен, разликата за любител като мен, не е очевидна - данните са близки и съпоставими, при това +образния има предимства:

Обрати внимание, что коэффициент Cd дан в отношении диаметра D0, а он не очень понятен для крестового парашюта. В документе есть определение, но я не понял, как его приложить к крестовому парашюту.

RocKI> Не надо быть специалистом, чтобы понять, что лишняя дыра скорости не уменьшит.

Не всё то, что кажется очевидным, является правильным. Вспомни хотя бы ртутный датчик апогея ;^))

Хотя с другой стороны, если бы такие разрезы уменьшали скорость спуска, то уже бы давно все парашюты такие и были. А до сих пор стандартный парашют - просто купольный.

Serge77> если бы такие разрезы уменьшали скорость спуска

Похоже, ленточный парашют Центауруса позволит уменьшить спиралеобразные колебания снижающейся ракеты. Демпфером являются потери при выходе струй из прорезей.

a_centaurus> нестабильный, хотя и медленный спуск был продемонстрирован плоским дисковым

Стабильность плоского зависит от отношения длины строп к диаметру купола.
У человеческого оно 1:1 и меньше, у осветительных ракет специально делают больше, чтоб они по спирали снижались и купол не загорелся.
Конечно, при укорочении строп коэффициент сопротивления парашюта уменьшается, но зато увеличивается время наполнения - уменьшается перегрузка. У запаски при отношении примерно 0.76 коэффициент сопротивления, в расчёте на площадь материала, всего 0.75.


Что-то я начал подозревать, что Cd - это именно на площадь тряпки, а не на сечение открытого купола. То есть, показатель весовой эффективности парашюта сила_торможения/вес_парашюта.
Для классического парашюта Cd ~ 0.5*Cx
Доков не читал, сил нет, гриппа вирус.
Силы есть только на споры с СашейПро.

Serge77> Хотя с другой стороны, если бы такие разрезы уменьшали скорость спуска, то уже бы давно все парашюты такие и были. А до сих пор стандартный парашют - просто купольный.

Площадь парашюта УТ-15 намного меньше площади парашюта Д-6, а спуск на них происходит с одинаковой вертикальной скоростью. Сейчас картинки найду.

Xan> Что-то я начал подозревать, что Cd - это именно на площадь тряпки, а не на сечение открытого купола. То есть, показатель весовой эффективности парашюта сила_торможения/вес_парашюта.

Таки я правильно догадался:

For simple construction, non-flat parachutes, it is common to base the CD on the surface area (SO).
Easier to compare the drag efficiency since, normally, the amount of material in the drag surface is a design constraint (weight and volume).

То есть, минимальный вес парашюта при заданных скорости снижения и весе нагрузки будет у парашюта с наибольшим Cd.

F = Cd * rho * S_тряпки * (v² / 2)

"Пополам" никуда не делось.