Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Ckona> Получилась "баллистическая пауза" порядка одной секунды.
Анализируя видео наземных испытаний (задержка отсутствует) и тестовый запуск (с "баллистич.паузой") - "увидел разницу".
Коллектор, собирающий воздух от шести бутылок, (его нет в наземных испытаниях!) принимает давление в цилиндрическую полость диам.9 мм с шести отверстий диам.4,8 мм.
При выталкивании воды эти сечения достаточны, вязкость воздуха ~ в 1000 раз меньше воды.
Потом каждая бутылка "сливает" свое давление в 9-мм цилиндрич. полость.
Возможно, давление в полости, как и в канале вверх - на механизм разделения - остается достаточно высоким для удержания второй ступени до тех пор, пока все шесть бутылок не "испустят дух".
Получается, что надо проводить еще одни наземные испытания, проверять "коллектор" на "задержку давления".

Сегодня изготовил оборудование для возможности примитивного исследования условий возникновений пенного режима водяного реактивного движителя. Должен признать, что отсутствие применения подобного принципа на моих ракетах не случайно, я не сторонник пенного режима и у меня были, и остался ряд вопросов по целесообразности его использования. Конструкция, когда используется две частично заполненные бутылки, действительно давала хороший факел мелких брызг, но технология заполнения водой и ее поведение непредсказуемо, однозначный отбой. Ранее мной предлагалось, и было подтверждено участниками форума, что такой принцип действительно уже существует, использовать трубку-воздуховод соединяющую зону повышенного давления воздуха и пониженного давления рабочего тела. Приемлемое техническое решение реализовано введением конусной трубки (стеклопластиковая часть колена удочки – орудия зверских пыток над рыбами) в элемент соединения бутылок. В верхней части просверлено два отверстия для выравнивания в бутылках давления. Все работает, но есть вопрос:
- в классическом режиме, примерно 75% удельного импульса создается водой и 25% истечением воздуха. При этом первая капля и последняя объема воды будут вытеснены определенным значением давления воздуха. При пенном режиме, очевидно, что последняя капля покинет сопло при гораздо меньшем давлении и как вообще организовать оптимальную пропорцию расхода воды и воздуха? По моему мнению, все нюансы ухудшат параметры движителя. Что может дать шампунь? Конечно, если использовать шампунь для кошек, то, возможно, поможет избавиться от блох на голове.
У меня пока нет однозначных аргументов в пользу использования пенного режима.

......
Ckona> Возможно, давление в полости, как и в канале вверх - на механизм разделения - остается достаточно высоким для удержания второй ступени до тех пор, пока все шесть бутылок не "испустят дух".
.....
С подобным механизмом у меня также была передержка времени на расстыковку (естественно коллектор отсутствовал), но я объяснил причину малым сечением соединительной трубки, что устранил отказом на использование всего механизма. Есть давление, есть и тяга, то есть все хорошо. Вероятно, дают замедление силы инерции, ведь счет длительности времени процессов в мс.

Ckona>> Получилась "баллистическая пауза" порядка одной секунды.

Просто мысли вслух, возникшие при чтении вашего топика. Он интересен прежде всего своей классической механической основой. Которая всегда даёт подумать. Итак, придумалось: бустерная ступень гидроракеты в виде двухступенчатых боковушек вокруг второй центральной из 3 секций. Это бы позволило добрать на 60% больше рабочего тела (12/7) и перераспределить массу от кормы к верху. Мне кажется, такая схема дала бы большую устойчивость при увеличении тяговооружённости. Расстыковка бустера производится рассечением связи по стяжке (пережигание шнура) После чего связка раскрывается и в виде 6 лучевой звезды Давида (или паука?) плоско парашютирует на землю. Ориентацией стабилизаторов можно добиться стабилизирующего вращения. Стыковочный узел при этом переработке не подвергается.

a_centaurus> придумалось: бустерная ступень гидроракеты в виде двухступенчатых боковушек вокруг второй центральной из 3 секций.
Да, так и будет развиваться такая схема. Следует отметить, что оптимальная заправка водой ближе к 1:4, чем 1:6.
a_centaurus> связка раскрывается и в виде 6 лучевой звезды
Первый шаг - оценка стойкости тонких трубочек от медиц.капельницы - они более гибкие, чем армированные "шланги".
Будем пробовать в ракете "Чайка" - со второй ступенью калибром 50 мм.
Спасибо за внимание к теме !

Ckona> Первый шаг - оценка стойкости тонких трубочек от медиц.капельницы - они более гибкие, чем армированные "шланги".

Эх, нейлоновую трубку 6 мм бы тебе переслать. Или 8 мм прозрачный (Tygon) акриловый шланг для вакуума и пневмосистем. Nylon до 2000 psi держит. С боковушками должно изящно смотреться. А то здоровая бочка, как кила висит и всю аэродинамику портит. Удачи.

Брат-2> были, и остался ряд вопросов по целесообразности использования пены.
Удельный импульс (в бытовом понимании) - это тяга двигателя в течение одной секунды (в кГс), поделенная на расход рабочего тела за ту же секунду (в кГ).
У наших гидроиспускателей УИ=3,5...4. На килограмм воды - 3,5 кГс тяги.
Формула, без учета потерь: УИ=корень(2*давление/плотность).
Заменив воду на бензин, повышаем УИ на 20 процентов.
Разбавляя воду пузырьками сжатого воздуха до плотности 0,5 - повышаем УИ на 40 процентов.
НЕ ПОВЫШАЯ ДАВЛЕНИЕ.

Второй аргумент - зрелищность и увеличение времени работы двигателя, за счет меньшей тяги.

Термин "ПЕНА" считаю неправильным.
В бытовом понимании пена - это в основном воздух, окруженный прослойками из мыльной воды.
Нам же надо потратить немного сжатого воздуха, чтобы смешать его с водой и уменьшить ее плотность.
Это не пена, а ... воздушная эмульсия под давлением ?

Чтобы "оно" получилось, надо взбивать воду с мылом (пенообразователем).
Под давлением.
То есть внутри ракеты.

Как взбивать ?
Струей воды.

Получаем следующую схему.
На сопло надеваем "пеногенератор" - еще одну бутылку.
А также трубочку, которая "дозирует" соотношение воды вверху и внизу.
При заряжании воздух вытолкает воду из нижней бутылки до нижнего среза трубочки.

После запуска вода из трубочки быстро взбивает "пену" в нижней бутылке,
уменьшая плотность воды пропорционально соотношению... э-э-э...
воздуха внизу по отношению к воде внизу минус воде вверху... вроде так.

Естественно, сперва идет просто вода, потом "пена" высокой плотности, потом низкой плотности.
Но это и хорошо - сначала ведь нужна тяга побольше, потом поменьше.

Вывод1: "два отверстия для выравнивания в бутылках давления" не нужны,
Вывод2: трубочке не надо возвышаться внутрь верхней бутылки,
Вывод3: внутренний диаметр трубочки должен быть хотя бы на 20 процентов больше, чем рабочее сопло.

Брат-2> Что может дать шампунь?
превращение воды в смесь воды и маленьких воздушных пузырьков - которые не схлопываются в течение ближайших миллисекунд и тем самым уменьшают плотность жидкого рабочего тела.

Брат-2> в классическом режиме, примерно 75% удельного импульса создается водой и 25% истечением воздуха.
Здесь опечатка, 75% не удельного, а ПОЛНОГО импульса. По УДЕЛЬНОМУ импульсу - см. в начало настоящего опуса.

....
Ckona> Здесь опечатка, 75% не удельного, а ПОЛНОГО импульса. По УДЕЛЬНОМУ импульсу - см. в начало настоящего опуса.

Свой ляп я заметил, но исправить уже не смог, у меня не работает закладка «инструменты», впрочем, для дилетантов подобное допустимо. В остальном, признаюсь, ты меня убедил и с учетом полученной информации переделаю пеногенератор.

Заблуждаюсь, похоже, но всё-же: пенообразующая насадка на водопроводный гусак? Подсасывает воздух из окружающей среды, на образование пены запасённого воздуха тратить не надо. Эжектор с РДТТ работает, может и в ЖГД прокатит? (жидкостно-газовый двигатель )

P.S. Заведёшь кота - пилоты перейдут в гуманную категорию пропитания.

Ckona! Вот так теперь выглядит пеногенератор у меня. Правда есть отклонения от твоих рекомендаций. Проходное соединение 10мм, а сопло 9мм. Дозирующая трубка диаметром 15мм, она стеклопластиковая, конусная, дорезаю удочку. К сожалению других вариантов конструктивных решений у меня нет, может, будут у тебя подсказки?

Брат-2> будут у тебя подсказки?
Так ведь все правильно ! (по моим "понятиям")
Из 10-мм втулки будет бить струя и взбивать "нижнюю" воду, но "затычки" по отношению к 9-мм соплу из втулки не получится.

Заливаешь воду с шапмунем куда угодно и как угодно.
Если вся она оказалась в верхней части (переворачивал ракету при заправке), то после установки на пусковую - постепенно стечет вниз.
Допустим, трубка насажена негерметично и вся вода стекла в нижнюю бутылку.
Подашь воздух - он выпихнет воду "этажом выше", пока не оголится нижний торец трубки.
Да что я "вещаю" - сделай наземные испытания и съемку со штатива.

Единственно - я бы трубку вдвое укоротил.

Брат-2> Ckona! Вот так теперь выглядит пеногенератор у меня. К сожалению других вариантов конструктивных решений у меня нет, может, будут у тебя подсказки?

А для чего использовать трубку вообще? Пеногенератор отлично работает и без неё. Вся сложность сводится к тому, чтобы заправить воду в верхний и нижний отсек, но это решается при помощи трубки достаточной длины.

slavich77> А для чего использовать трубку вообще? ....

Насколько я понимаю, трубка дает предсказуемый результат заправки нижней и верхней бутылки. Я залью весь объем воды в нижнюю бутылку, к примеру, 1,2л, после подачи давления часть воды будет выдавлена в верхнюю, а в нижней останется уровень точно по трубке. Если без трубки, сколько останется воды и где большой - вопрос. Впрочем, по случаю опробую и свой первоначальный вариант конструкции пеногенератора.

....
Ckona> Единственно - я бы трубку вдвое укоротил.

У меня нет опыта по оптимизации соотношения объемов воды. Slavich77> сообщал, что по его мнению 50/50, вот примерно по этому критерию и выполнил длину трубки.

slavich77>> А для чего использовать трубку вообще? ....
Брат-2> Насколько я понимаю, трубка дает предсказуемый результат заправки нижней и верхней бутылки.

http://www.aircommandrockets.com/images/day27/Day27_10_s.JPG Здесь тоже результат предсказуемый. И изготавливать проще.

slavich77> Здесь тоже результат предсказуемый.
Я бы так не утверждал.
Почему вода не вытекает из верхней бутылки в нижнюю ? Постепенно, понемногу, не сразу...
У меня это перетекание всегда происходило, в большей или меньшей степени.
Вторая "задачка" - невозможность точно дозировать соотношение заправок.

Трубка все решает.
Недостаток - потери на проталкивание воды через трубку.

По рисунку (тень на плетень):
как может "верхняя" вода через 8-мм втулку проходить в том же количестве, как через 9-мм "нижнее" сопло ?
Только в том случае, если давление воздуха в "нижней" бутылке меньше.
Если "вверху" 7 атмосфер, то "внизу" будет 5,5 атмосфер. Пока не кончится вода "сверху".

Ckona> Почему вода не вытекает из верхней бутылки в нижнюю ? Постепенно, понемногу, не сразу...
х.з. что-то там её держит. быстрее всего "воздушная пробка" между слоями воды и разрежение в верхней части.

Ckona> Вторая "задачка" - невозможность точно дозировать соотношение заправок.
вопрос: а зачем "аптечески точная" дозировка?? достаточно примерно пополам разделить "топливо". ну или бОльшую часть заправить в верхний отсек.

Ckona> как может "верхняя" вода через 8-мм втулку проходить в том же количестве, как через 9-мм "нижнее" сопло ?
Ckona> Только в том случае, если давление воздуха в "нижней" бутылке меньше.
Ckona> Если "вверху" 7 атмосфер, то "внизу" будет 5,5 атмосфер. Пока не кончится вода "сверху".

Не знаю как, но проходит и ракета летает. По большому счету никто из нас троих (я, скоna и Брат-2) стендовых испытаний с различными размерами втулок и сопел не проводил, результаты не получал и не анализировал. Вижу, что Брат-2 изобретает что-то, хотя готовые решения уже есть и конструктивно они проще чем у него. Ведь как я понял (если неправ, то поправьте), что он хочет испытать полеты на пенной тяге. Так может имеет смысл сначала сделать и запустить уже апробированный вариант, а затем пробовать и искать что-то своё. Вот как-то так.))

slavich77> никто из нас стендовых испытаний с различными размерами втулок и сопел не проводил
Да.
Нужен стенд с погрешностью менее 5 процентов, лучше 1-2 процента.
Тогда будут цифры для сравнения.
Простейший стенд "безмен на палочке" позволяет лишь грубо оценить УИ.

Ckona> Нужен стенд с погрешностью менее 5 процентов, лучше 1-2 процента.
Ckona> Тогда будут цифры для сравнения.
Ckona> Простейший стенд "безмен на палочке" позволяет лишь грубо оценить УИ.

Для стенда необходим:
а. частный дом + тёплый климат (для уличных испытаний)
или
б. собственная автомойка или хороший знакомый на автомойке (для испытаний в любое время года)
или
в. блин, что-то придумывать в ванной
вот как-то так!))))))

Но это уже совсем для фанатов!!
я пользуюсь данными австралийцев, благо они их не секретят)))

a_centaurus> Эх, нейлоновую трубку 6 мм бы тебе переслать. Или 8 мм прозрачный (Tygon) акриловый шланг для вакуума и пневмосистем. Nylon до 2000 psi держит.

А почему бы и не переслать? или с оказией в Омск?))))
А такие вещи (или им подобные) вообще в продаже бывают??

slavich77> А почему бы и не переслать? или с оказией в Омск?))))
slavich77> А такие вещи (или им подобные) вообще в продаже бывают??

Оказия в Омск? Интересная мысль. А оттуда грибков. Мама уже намариновала. Ну, по почте, наверное, можно. Надо узнать на таможне. Nylon hose of 6 мм (1/4) конечно производится и продаётся. Используется в системах пневматики и вакуума (механический) Рабочее давление от 10 до 120 Атм. Проблема в том, что отпускная длина - 100 м. Я покупал Tekalan (2000 Psi для заправки баков HRM monocoque ) в такой бухте. Вторая проблема - нужно сразу покупать комплект соединителей (fitting). Но если бы нашёлся "добрый дружок" (FRC?) который взял бы на себя импорт такой длины, а потребители бы гарантировали разбор партии, тогда бы это было реально. И дало бы вам сильный толчок по реализации новых идей. Nylon 12 & Nylon 6 Tubing Manufacturer — Shan Hua Plastic Industrial Co., Ltd. is a leading supplier and exporter of Nylon 12 & Nylon 6 Tubing in Taiwan, Asia
Вот, например, China manufactrorer. В складчину это не будет так дорого.На фото хорошо представлены accessorios (детали для сборки fitting) для упомянутой Nylon hose. На первом фото представлен макет WRM (водно-ракетный двигатель).

....
Ckona> Как взбивать ?
Ckona> Струей воды.
Ckona> Получаем следующую схему.
....
Ckona! Я укоротил трубку пусть и не в половину, но сантиметров на 5. Провел стендовые испытания имеющихся пеногенераторов. Мой стенд рука, удерживающая 3л часть ракеты, измеритель тяги – субъективное ощущение, место- гараж. Количество воды примерно 1,2л, во втором случае 0,8 и 0,4л. Чисто субъективно отдал предпочтение своему первому варианту, факел брызг у него был более равномерен.
Ckona! Я немного не соглашусь с твоими объяснениями принципа образования пены, по моим ощущениям все немного не так. При старте из сопла выбрасывается сплошной поток воды, из отверстия второй бутылки тоже. Второй поток просто пробивает объем воды первой бутылки и образует канал, в который устремляется воздух и вода из первой бутылки, образуя взвесь. По окончании воды во второй бутылке в образовавшийся канал устремляется и основной объем воздуха, увлекая остатки воды из первой бутылки. Вот поэтому не так важен объем воды во второй бутылке, его цель сформировать канал для воздуха. Посмотри на рисунок slavich77 во второй бутылке совсем мало воды для образования пены, но ее достаточно для организации канала.
В моей конструкции воздушный канал создан искусственно, он стабилен, а значит, существуют условия и предпосылки для более стабильного режима работы подобного движителя. Ну а шампунь, да, он действительно не мешает!
slavich77>Вижу, что Брат-2 изобретает что-то, хотя готовые решения уже есть и конструктивно они проще чем у него….
slavich77! Я не смотрю на мир как на догму!

Брат-2> Ckona! Я немного не соглашусь с твоими объяснениями принципа образования пены, по моим ощущениям все немного не так. При старте из сопла выбрасывается сплошной поток воды, из отверстия второй бутылки тоже. Второй поток просто пробивает объем воды первой бутылки и образует канал, в который устремляется воздух и вода из первой бутылки, образуя взвесь. По окончании воды во второй бутылке в образовавшийся канал устремляется и основной объем воздуха, увлекая остатки воды из первой бутылки. Вот поэтому не так важен объем воды во второй бутылке, его цель сформировать канал для воздуха. Посмотри на рисунок slavich77 во второй бутылке совсем мало воды для образования пены, но ее достаточно для организации канала.

Рисунок не мой, а коллег из Австралии. Ты только что, но другими словами описал принцип "взбивания пены струей воды", т.е. то о чём говорил Ckona.)))

Вот видео этого процесса:

а здесь видео о том, как воздух "пробивает" слой воды:

....
slavich77> Рисунок не мой, а коллег из Австралии. Ты только что, но другими словами описал принцип "взбивания пены струей воды", т.е. то о чём говорил Ckona.)))
slavich77> Вот видео этого процесса:

slavich77! Мне кажется, что дело не в словах, но главное даже не в этом! Главное, при понимании истины, уметь делать из этого выводы и находить пути реализации на практике полученных знаний. К примеру, мой «пеногенератор», работу которого пытался объяснить новым мышлением, позволяет повысить эффективность работы подобного устройства, внедрить подобный режим и в бустер Ckona, экономить на шампуне, так как я объяснил процессы не взбиванием пены, а эффектом инжекции и все это только благодаря другим словам! Видео обязательно посмотрю вечером.