Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Ckona> Статью не помню (честно !),

Ckona> Опять поле немеряное для экспериментальных поисков.
Вот paper. Конечно, в нем не говориться о водяных ракетах. Но физической принцип обяснён и конструкция узла приводится. По- другому можно реализовать vector control с помощью субсопел меньшего сечения, окружающих основное с. Механика узла может быть простой. Можно все управление сконцентрировать в коммутаторном узле (флейта с отверстиями, закрывающимися игольчатыми клапанами), распределяющим потоки от бака к субсоплам. Сейчас даже в садовом поливе такие применяются. С контроллерами. Вполне компактное устройство. Размером 120х25 мм. К нему микросопла прилагаются. Цена умеренная.

Сегодня провел еще один тест. В 1,5 бутылку налил 1л воды, а вторая ступень из 0,5л пустой бутылки. Первые два фрагмента показывают фазы расстыковки при динамическом сочленении. Видно, что пустая 0,5л бутылка стартовала практически одновременно с бустером. Последующие фрагменты показывают поведение пустой 0,5л бутылки с новым разъемом. Конечно, скорость бустера значительно больше, чем в первом случае, да и старт пустой бутылки вышел из кадра, но все прошло правильно и пустая бутылка стартовала после полного сброса воды, произошло это достаточно высоко. То есть, пусть и косвенно, но подтвердил работоспособность узла стыковки. Узел получился если не идеальным, то с очень хорошими техническими параметрами, поэтому решил дать ему имя УСБ-5, ведь я его настоящий папа!

a_centaurus>... По- другому можно реализовать vector control с помощью субсопел меньшего сечения, окружающих основное с. ...
Предполагаю, что не стоит гнать воз без лошадей, какой элемент будет датчиком? Лично я рассматривал вариант с позиционированием на солнце, но, думаю, магнитные датчики в дифференциальном включении вне конкуренции. Стоит ли мудрить с изменяемым вектором тяги, может лучше аэродинамические рули, причем на голове?

Получился повтор.

Брат-2> думаю, магнитные датчики в дифференциальном включении вне конкуренции.

Оба метода (по Солнцу и по магнитному полю) используют в качестве опорного направления не вертикаль, а наклонное направление (на Солнце или вдоль магнитной линии - 62 градуса от горизонта в Киеве).
Поэтому они потребуют еще и канала управления по крену, не только по курсу и тангажу.
Соответственно, для трех каналов нужны три опорные величины, а по Солнцу/ГМП получаем только два угла рассогласования.
Проще говоря - нам достаточно данных, чтобы лететь прямо на Солнце или вдоль магнитной линии, но недостаточно, чтобы держать Солнце сбоку под заданным углом. Поворот летательного аппарата вдоль этого направления ничем не измеряется (проткни спицей бутылку под углом и покрути).

Все это обходится запросто, если отказаться от вертикали и летать под углом.

Брат-2> Стоит ли мудрить с изменяемым вектором тяги, может лучше аэродинамические рули, причем на голове?
Не работают они на разгонном участке.
Конечно, после разгона - только так.
В рамках двухступенчатой концепции УВТ просится на первую ступень, а рули - на вторую.
Получить время работы первой ступени более полутора секунд "на бутылках" вряд ли удастся,
поэтому тут, полагаю, одно корректирующее воздействие (один-два импульса).

Это... а как расшифровывается УСБ ?

Как ни крути, а для вертикального недолгого полета лучше твердотельного гироскопа не найти.
И УВТ будет сложно и тяжело, усилия большие, время реакции малое, сервомашинки должны быть мощные и тяжелые.
Как по мне, то рули в голове лучше. Одна система на все ступени, масса в голове.

....
Ckona> Не работают они на разгонном участке.
....
Ckona> поэтому тут, полагаю, одно корректирующее воздействие (один-два импульса).

Конечно, очень интересно получить медленный вертикальный старт. Понятно, что для небольших ракет с относительно небольшим полным импульсом тяги это неприемлемо. На старте ракета устанавливается строго вертикально, при этом вследствие значительной массы она имеет большой момент инерции. По указанной причине корректировать на разгонном участке нечего, а если и появится желание это сделать, то времени все равно нет. Уход от вертикали, собственно, появляется на момент окончания работы первой ступени, так как наши ракеты имеют отвратительную центровку, вот тут-то и надо корректировать, причем это, вполне можно будет осуществить рулями, так как у связки уже есть значительная скорость. Хорошо если тебе не нравится солнце и магнитное поле, то предлагаю для управления механический гироскоп. Маховик раскручиваем сжатым воздухом в заданном положении, а далее его стабильное положение определяет угол компенсационных рулей относительно нестабильного планера. А ты, что предлагаешь?
Ckona> Это... а как расшифровывается УСБ ?
У стюардессы спрашивают, что означает Ту-134-2Б. По поводу 2Б призадумалась, а потом, спохватившись, сказала, что это она и Галка.

RLAN> Как ни крути, а для вертикального недолгого полета лучше твердотельного гироскопа не найти.
Пока писал, профессионал сказал свое мнение, просто думаю, что при помощи механического гироскопа можно обойтись без электроуправления.

Ckona>> поэтому тут, полагаю, одно корректирующее воздействие (один-два импульса).
Брат-2> Конечно, очень интересно получить медленный вертикальный старт. Понятно, что для небольших ракет с относительно небольшим полным импульсом тяги это неприемлемо. На старте ракета устанавливается строго вертикально, при этом вследствие значительной массы она имеет большой момент инерции. По указанной причине корректировать на разгонном участке нечего, а если и появится желание это сделать, то времени все равно нет. Уход от вертикали, собственно, появляется на момент окончания работы первой ступени, так как наши ракеты имеют отвратительную центровку, вот тут-то и надо корректировать, причем это, вполне можно будет осуществить рулями, так как у связки уже есть значительная скорость. Хорошо если тебе не нравится солнце и магнитное поле, то предлагаю для управления механический гироскоп. Маховик раскручиваем сжатым воздухом в заданном положении, а далее его стабильное положение определяет угол компенсационных рулей относительно нестабильного планера. А ты, что предлагаешь?

Да, в контексте водяных ракет механический гироскоп вписывается значительно красивше.
Только поскольку не представляю, как передавать управляющий момент на рули с внутренней рамки, то гироскопов надо 2. Раскручивать не обязательно воздухом, такая система тяжелее получится.
12вольт, при старте отключающиеся.

За профессионала спасибо, я смеялся

Наверно глупость сморозил, закрепленный в одной оси гироскоп начнет чудить по второй.

RLAN> Наверно глупость сморозил, закрепленный в одной оси гироскоп начнет чудить по второй.
Надо обычные, с двумя рамками, только сорентированные наружной рамкой ортогонально.

RLAN> Надо обычные, с двумя рамками, только сорентированные наружной рамкой ортогонально.
Наверное подойдет для этой задачи тот гироскопный датчик курса, что я делал с караданным подвесом. Он держит ось параллельную оси ракеты и при отклонении по т/р (15 град) даёт сигнал на срабатывание системы разделения и вытяжки парашюта. Можно подумать о замене пары геркон/магнит на какой-то индуктивный датчик с пороговым срабатыванием для открытия реле на клапан.

RLAN> Силовой гироскоп жестко закрепленный с корпусом.

Интересно, какая масса должна быть у него?

RLAN> Силовой гироскоп жестко закрепленный с корпусом.
RLAN> Раскрутили - пустили

То я с гирями летать собирался, теперь гироскопами стрелять предписывают.
Нет уж, игрушки должны выглядеть красиво !

Давайте несколько упорядочим эту затею -
- "управляемый вертикальный старт водяных ракет".

Разделяем на отдельные задачи:
1) Способ формирования сигнала ошибки, (пмсм - твердотельная гировертикаль),
2) Источник и характер управляющего воздействия (может быть, это пластиковые клапана - насадки на сопло, а может быть - рули в головной части, а может просто отклонение ЦТ, отметим - сопла "а-ля Центаурус" гораздо красивее, это просто ух!),
3) Конструирование и компоновка в двухступенчатом варианте, с предельной стартовой масой 8 кГ и высотой полета до 250 м.,
4) Уровень электроники (рассыпуха или контроллер)
5) Организационные задачи - одному человеку может оказаться не под силу.

Пока что из "железа" ставится задача-минимум: довести до ума проект "Пеликан" и полностью использовать его энергетику.

Ckona>> ...если тебе не нравится солнце и магнитное поле, то предлагаю для управления механический гироскоп. Маховик раскручиваем сжатым воздухом...

RLAN> Да, в контексте водяных ракет механический гироскоп вписывается значительно красивше.
RLAN> Только поскольку не представляю, как передавать управляющий момент на рули с внутренней рамки, то гироскопов надо 2. Раскручивать не обязательно воздухом, такая система тяжелее получится....
Говоря о стабилизации механическим гироскопом, имел в виду следующее. Пассивная ось маховика крепится к основанию на карданной подвеске или гибком шнуре. Маховик насажен на ось через подшипники качения. То есть маховик вращается, а ось нет, но имеет две степени свободы. Маховик имеет лопасти, на которые направлен поток воздуха от компрессора. Во время старта шланг обрывается, и гироскоп работает за счет инерции. Нижняя ось маховика входит в специальные кулисы управляющих рулей. Изменение положения планера относительно неподвижного маховика гироскопа приводит к изменению угла установки компенсационных рулей. За счет сжатого воздуха можно достичь 10.000об/мин, при этом система раскрутки будет предельно проста и незначительна по весу. Во время раскрутки гироскопа рули блокируются вертикально, что задаст начальное положение маховика. Время работы гироскопа не более 10сек, и его кинетической энергии должно хватить при приемлемой собственной массе. Такая конструкция не требует электроники, предельно проста и точно отслеживает положение планера.

Брат-2> Говоря о стабилизации механическим гироскопом, имел в виду следующее. ...

Идея классная, может где то такая конструкция и была, но я не видел.
Только, насколько мне удается смоделировать в голове, отклонение рулей обратное необходимому.

RLAN> отклонение рулей обратное необходимому
Да. Я тоже сперва ошибался, потому что предписывал положение рулей "на стабилизаторе".
А они же в голове, выше ЦТ !
Ну, развернуть рычаги коленом вниз...

Идея заслуживает внимания.
Я бы раскручивал электромоторчиком, пневмораскрутка конструктивно сложнее из-за канала подачи воздуха.

RLAN> Только, насколько мне удается смоделировать в голове, отклонение рулей обратное необходимому.

Да, перемудрил. Проблема маленькая, просто коромысла надо повернуть вниз!

...
Ckona> Я бы раскручивал электромоторчиком, пневмораскрутка конструктивно сложнее из-за канала подачи воздуха.

Моторчиком, конечно понятней, но как? Ось не вращается, там еще кардан, и, что отправлять в полет вместе с моторчиком, а если его убирать так это будет необходимо выполнить в последний момент перед стартом, страшно… Конечно, моторчик можно прилепить на вал снизу, а как отцеплять или будет генератором для питания БРЭО? А шланг сам оборвался, а уж сопло весит мало.

RLAN> На активном участке в случае несоосности гироскопа и оси ракеты сила, действующая на гироскоп вызовет прецессию его, что с управляющими действиями не слишком соответствует.

А, что такое прецессия и почему она должна возникнуть, ведь с ракетой маховик связан карданом?
Начинаю понимать о чем речь, ведь точка подвеса значительно выше центра тяжести маховика.

RLAN> Поразмыслив, предположу, что так, все же, можно делать.
....
RLAN> По памяти эти несколько порядков - не менее 6 ( т.е. в миллион раз )

Получается, что если маховик поместить в центр кардана, а остальное как в предыдущем варианте то схема в теории работоспособна. Конечно, нужны практические эксперименты, но если не задаваться целью точного выдерживания вертикали, то по указанной схеме можно попробовать построить прототип. А миллион, с учетом нашей инфляции, не так уж и много! А ты, получается, зря смеялся над своим профессианализмом!