Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Наконец на Кубани установилась прекрасная погода. Солнечно, синие небо, штиль, температура воздуха +20С. Решил осуществить пенный старт двухступенчатой пневмогидравлической ракеты. Все работы по подготовке ракеты к старту прошли в штатном режиме. Давление воздуха поднял до 3,5ат. включил сигнализацию нового БРЭО, при давлении 4,5атм. выключилось звуковое оповещение, что говорило об исправности систем и готовности ракеты к полету. При 6атм. включил высотомер, за имеющиеся в наличие 40сек времени (время готовности высотомера) решил поднять давление до 7атм. Все было хорошо, течей воздуха не отмечалось.
Но далее все пошло несколько иначе, чем запланировал и как только заработал компрессор, произошел сильный взрыв!!! Сам находился от ракеты опять достаточно близко, около двух метров и все, что заметил, так это – разлетающиеся разноцветные осколки! Приглушенно залаяли собаки, а с верха спускался раскрытый парашют с болтающимися непонятными остатками головной части ракеты, но возможно это болтались мои несбывшиеся мечты.
Взорвались все емкости, за исключением пневмоаккумулятора, разметало осколки в радиусе 30м. Долго искал БРЭО, все прислушивался, надеялся услышать писк, но он молчал. Фактически случайно нашел блок электроники, вернее все, что от него осталось, он умер, так и не познав счастья свободы полета!
Предполагаю, что данный случай, это – хороший повод перевернуть еще одну страницу моей жизни. Ckona, Slavich77! Я еще останусь некоторое время на форуме, буду радоваться Вашим успехам, но, вероятно, свою активную деятельность прекращаю, вот порадуется жена!

Хватит одного раза!

Брат-2> Хватит одного раза!
Брат-2> При 6атм. включил высотомер, решил поднять давление до 7атм.

А не фиг ошиваться возле ракеты под давлением !
Всем нам наука будет.
Рад, что не посекло "шрапнелью".

Брат-2>...перевернуть еще одну страницу моей жизни.
Ну-у-у, это ты, возможно, волнуешься...

Брат-2> Взорвались все емкости, за исключением пневмоаккумулятора..

Жаль. Что за настроения?
На фото видно, что разрыв бутылок 2-й ступени произошел в месте, где тобой конфигурировалось донышко бутылки. Значит эта технология для больших давлений не подходит. Ведь бутылки стандартны. Я использую такие же на давлениях 8-9 атм. Попробуй обычную бутылку заполнить полностью водой и надуть компрессором - на скольких атм. лопнет? А забрасывать тему тока из-за неудачного старта не нужно.

Брат-2>...свою активную деятельность прекращаю...
Сам цел?
Потрясение пройдёт. Не выбрасывай осколки, когда-то возникнет интерес восстановить картину произошедшего, найти слабое звено, это будет ценная информация для всех водоракетчиков.

slavich77> использую такие же на давлениях 8-9 атм.
Там диаметр... прочность трубы обратно пропорциональна диаметру, при той же толщине стенок.
80 мм - 10 атм., 110 мм - 7,2 атм.

slavich77> А забрасывать тему тока из-за неудачного старта не нужно.
Присоединяюсь.

Ckona> Там диаметр... прочность трубы обратно пропорциональна диаметру, при той же толщине стенок.
Ckona> 80 мм - 10 атм., 110 мм - 7,2 атм.

2-х литровые Бон-Аквы диаметр 100 мм держат больше 10 атм. (испытано лично). 5-литровые пивные - слабее. Я говорил про бутылки 2-й ступени (светлые). Они все разорваны по месту термоконфигурации. Причем у Брата-2 это уже 2-й такой случай. Первый был по-моему недели 2 назад в гараже. Повреждения - такие же. Как причина в первый раз подозревалась конфигурация дна под соединительную втулку. Думаю, что второй случай данное подозрение подтверждает и слабое звено найдено.

slavich77> Повреждения - такие же. Думаю, слабое звено найдено.
Да, согласен. Два опыта - не один.
Собственно, даже и не два - все повреждения на днищах.

На досуге пройдусь с микрометром по разрезу - как меняется толщина стенок.

Брат-2, если не трудно, составь фрагменты ракеты в порядке их долженствующего расположения, фото - сюда.

Самая большая проблема, с которой мне пришлось столкнуться, отсутствие интереса со стороны иных лиц к запускам подобных ракет, то есть выезжаешь на пуск и не можешь собрать команду. Сейчас у молодежи (включая и собственного сына, которому 30 лет) совсем другие интересы и ценности. Их интересуют только машины да разные причиндалы к ней. Времена авантюристов, увы, прошли! С понедельника ухожу в отпуск, постараюсь разобраться в причине своего печального опыта, поставлю ряд экспериментов, а дальше подскажет время!

Брат-2> Самая большая проблема, с которой мне пришлось столкнуться, отсутствие интереса со стороны иных лиц к запускам подобных ракет,

Брат-2!Не переживай ты так,и уходить не нужно. Подобные вещи учат гораздо большему,чем десяток штатных запусков.Не зацепило,и хорошо.
А время сейчас такое,народ очень тяжёлый на подъём,да и людей с техническими наклонностями всё меньше.У нас на лестничной клетке 4 квартиры,везде нормальные семьи,а лампочку ввернуть в светильник если перегорела,никто не может,лампочки сносят по очереди,я вкручиваю.Да и ладно,может у них другие таланты
Да и в конце концов для своего интереса возишься,не для дяди.

Брат-2> Времена авантюристов, увы, прошли!
Ну уж нет,не дождётесь. Вон кто-то втихаря за десятку махнул,в газету попал.

Брат-2> Ухожу в отпуск, поставлю ряд экспериментов.
Да здравствует то, благодаря чему мы - несмотря ни на что !
(большой плакат на подъездах к Новосибирску)

Отсутствие интереса к изобретательству, техническому творчеству и вообще к наукам, со стороны окружающих, - это несомненное зло нашего времени, бесспорно ведущее к деградации !

Нет ничего удивительного в проблемах с организацией команды.

Братец, в мире почти 7 000 000 000 человек, из них примерно 50 за последние 5..8 лет
очень серьезно занимаются водяными ракетами, и еще 1000 - несерьезно.
Не считая ежегодных массовых соревнований в британском колледже (не помню, каком).

Если на каждого водоракетчика (любого уровня) набирается еще 10 "сочувствующих",
то вероятность сбора "команды" - 0,0000013. Ничего удивительного ! Для того и форум !!!

Voldemar> Брат-2!...Не зацепило,и хорошо.
И я о чём говорю, неделю назад на гопников нарвался, фейс подправили - ну и фиг с ним, ты не тушуйся; лучше-б я от собственноручно созданной ракеты пострадал, чем от случайности.

Брат-2> Сам находился от ракеты опять достаточно близко,
Брат-2> , свою активную деятельность прекращаю,

Да-а, Брат, ТБ для всех ракет одинаково. Сдается мне для ваших нужно даже прописать некоторые нюансы специально. Надеюсь твоя травма чисто психологическая. Не падай духом.

RocKI> Да-а, Брат, ТБ для всех ракет одинаково. Сдается мне для ваших нужно даже прописать некоторые нюансы специально. Надеюсь твоя травма чисто психологическая. Не падай духом.

Спасибо братья за добрые слова, но если честно, то для меня в случившемся никакой трагедии нет, собственно мной всегда считалось, что отрицательный результат – тоже результат! Сегодня более внимательно осмотрел останки ракеты. Очевидно одно, высвободилась огромная энергия, разорвало практически все и окажись в нужном месте рука – серьезных травм не избежать. Все остальное совершенно не очевидно! Да было термоформирование дна, сильное сжатие без прокладок в местах соединения, было локальное упрочнение тела бутылок, кроме того не контролировал манометр стола по показанию компрессора, причем в предшествующем аналогичном случае присутствовали все указанные факторы. При осмотре не удалось выявить место и что стало причиной цепной реакции разрушения, необходимы практические эксперименты.

Брат-2> А Ckona слушает да точит

Выполнил тестовую сборку механизма разделения ступеней "на гирях".
Экспериментально получил две цифры: если пружины развивают усилие 550 гс, затвор удерживается положении "открыто" или в любом промежуточном положении.
Чтобы уверенно перевести затвор из положения "закрыто" в положение "открыто", требуется усилие 800 гс.
Отсюда следует, что сумма всех сил трения составляет 800-550=250 гс, исходной была оценка 200 гс.

Теперь можно приступать к подбору пружин (в эксперименте их заменял груз).
Пружины должны создавать усилие, которое превышает трение (250 гс), но не превышает усилие от грузов (550 гс). Вроде как 450 гс на три пружины.

Ckona> Выполнил тестовую сборку механизма разделения ступеней "на гирях".
....
К сожалению, система разделения ступеней, которая использует инерционный принцип, имеет системный недостаток, а именно подобную систему нельзя использовать в ракетах с числом ступеней больше двух. Кроме того усилие на открывание носит случайный характер в зависимости от нюансов по трению и всевозможных заеданий, что потребует увеличения запаса упругости пружин, а это однозначно потребует увеличения массы грузиков. В целом подобная система приобретает характер паровоза! А может вообще отказаться от пружин? То есть грузики и запирают и отпирают затвор.
Вот и получается, что величина давления в предыдущей ступени является единственным критерием для сигнала к разделению ступеней, то есть - назад в будущее!

Брат-2> Вот и получается, что величина давления в предыдущей ступени является единственным критерием для сигнала к разделению ступеней, то есть - назад в будущее!

Немного не так. Для трехступенчатой водяной ракеты сброс давления - вполне приемлемое событие, вторая ступень уже быстро летит. Для разделения первой и второй ступеней - именно максимальная скорость, то есть смена знака ускорения, является сигналом для разделения.

Вопрос в том, как это надежно реализовать. Я уже раз десять возился со своими "гирями", пока результаты стабильные - трение измеряется в пределах 250-300 гс. Уже подобрал пружинки, буду устанавливать. Как ни странно - рассчитывал на пружинки "от карбюраторов", а подошли - от шариковых ручек.

Интуиция подсказывает мне, что в конце концов все получится надежным и неоправданно тяжелым.
Как минимум вдвое легче усматривается вариант с "электрическим" измерением ускорения и сервоприводом. Взрослое, трудоемкое, но универсальное решение.

Ckona> Как минимум вдвое легче усматривается вариант с "электрическим" измерением ускорения и сервоприводом. Взрослое, трудоемкое, но универсальное решение.

Вероятно, да. Причем акселерометр может быть не электронный, а типа "шарик с пружинкой"

Но если все же отказаться от усложнений, а разделять ступень динамически. На земле удерживаем скобой, в полете - ускорением. Для того, что бы не терять суммарный импульс от преждевременного старта (когда сравняются силы, это немного рановато) сделать на первой ступени разгонную трубку для второй, в ней же и обратный клапан. Для второй ступени, стартующей без замедления нужно сопло небольшого диаметра, 7-8мм хватит.

RLAN> Под давлением усилие открывания изменится.

И вследствие этого макетирование может существенно затормозиться !

В пластиковом шланговом разъеме трубчатый штырь под давлением поджимает конусной поверхностью три сухаря к затвору.
Смещая затвор, с переходом на бОльший внутренний диаметр, обеспечиваем сухарям возможность смещения, при этом трубчатый штырь уже не удерживается.

Обнаружил сильную зависимость трения от выталкивающего усилия на штырь.
Эх-х-х-х...
Придется "стопорнуть ОКР и заняться НИР".
Все делается просто - перевернутый разъем с грузом на штыре-сопле, груз имитирует силу давления.
Измеряется усилие сдергивания затвора. Все меряется на конструкции, с которой я вожусь.

---

RLAN> акселерометр может быть не электронный, а типа "шарик с пружинкой"
Вот тут у меня никаких иллюзий нет. Шарик с пружинкой - колебательная система, в крайнем случае как пороговый датчик может использоваться, никакой это не акселерометр. Настоящий акселерометр должен иметь приемлемую частотную характеристику, в простейшем случае - демпфер.
Даже для фиксации знака ускорения. Начинается перетекающая жидкость, температурная зависимость вязкости и прочие бяки... в свое время 7 порядков делал в полосе до 800 Гц, но электроникой ! Потому и лежат передо мной подвески с CD.

RLAN>> акселерометр может быть не электронный, а типа "шарик с пружинкой"
Ckona> Вот тут у меня никаких иллюзий нет. Шарик с пружинкой - колебательная система

А зачем пружинка? Для того, чтобы поймать конец тяги, нужен просто шарик. Стандартный "ртутный датчик".

Serge77> А зачем пружинка? Для того, чтобы поймать конец тяги, нужен просто шарик. Стандартный "ртутный датчик".

Увы, фактически это будет всего лишь датчик торможения.

Но! С пружинкой будет надежный пороговый датчик "ускорение сильно уменьшилось".
Пружинка имеет усилие в 1/10 веса шарика, оторвет его при 0,1G.
Если при этом будет разомкнут контакт "отрыв от стартового стола" - имеем событие для разделения ступеней.

Ckona> Увы, фактически это будет всего лишь датчик торможения.

Правильно. А чем это по-твоему плохо?

Ckona>> Увы, фактически это будет всего лишь датчик торможения.
Serge77> Правильно. А чем это по-твоему плохо?

Плохо тем, что "чисто" ничто не работает. Для уверенного сигнала "торможение", его величина должна быть более чем - ?... . Где гарантия, что эта величина будет достигнута ?

А вот гарантия перехода продольной составляющей ускорения с плюса на минус есть всегда,
и "порог недонуления" (да простят меня за кухонный жаргон!) всегда может быть задан в пределах от 0,5G до 0,1G (0,01-?) системой пружинка-грузик-триггер.