Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

PopovIgor> Можно посмотреть конструкцию и оценочный расчет

Игорь !
По эскизу готов сказать:
1) кольцевое уплотнение утечки не даст,
2) возможна утечка по резьбе заглушек,
3) похоже, в п.3 есть некорректность:
Р2*S(20-15)=Р1*S(20)
Площадка диаметром 15 над ступенькой поршня, которая упирается в кольцо, не сообщается с наружным пространством и также находится под давлением Р2. Вроде как вместо S(20-15) должно быть S(20-10). Как именно кольцо будет облегать окружающие поверхности я не знаю, в цифре "15" сомневаюсь.
Также (по эскизу) вроде бы возможно попадание поршня в проточку для кольца, с последующим заклиниванием.

Брат-2>> а нам пальцем покажи!
На рисунке изображен пневмоцилиндр. Ты, наверное, удивишься, но при подаче одинакового давления в обе полости поршень при определенном давлении начнет перемещаться в левую сторону!!!
С левой стороны сила давления составит
F1 = P * 3.14*(D*D - d*d)/4
С правой стороны
F2 = P * 3.14*D*D/4
Когда разница этих сил превысит силу трения (поршень-цилиндр, шток-корпус), о ужас, поршень начнет перемещаться и прижмет наше злополучное колечко
В общем виде Pмин = 4Fтр/(3.14*d²)
При принятых параметрах избыточное давления страгивания = 1.27 атм.
Как только кольцо коснется корпуса мгновенно возникает сила прижима из-за мгновенного уменьшения силы F1. Т.к. вместо d надо ставить диаметр касания кольца, в данном случае 1,25 см вместо 1 см.
Мгновенно возникающая сила прижима будет равна
Fпр =1.27*3.14*2²/4 - 1.27*3.14*(2²-1,25²)/4 = 1.27*3,14*1,25²/4 = 1,56 кгс
и по мере нагнетания возрастает до максимального значения
Fпр мах = Рмах*S, где S - площадь касания уплотнительного кольца.
В данном случае
Fпр мах = 7*3,14*1,25²/4 = 8,6 кгс.

Ckona> 2) возможна утечка по резьбе заглушек,
Выше я уже указывал, что заглушки сидят на ФУМе. Верхнюю можно вообще на клей посадить.
Ckona> 3) похоже, в п.3 есть некорректность:
Ckona> Р2*S(20-15)=Р1*S(20)
Ckona> Площадка диаметром 15 над ступенькой поршня, которая упирается в кольцо, не сообщается с наружным пространством и также находится под давлением Р2. Вроде как вместо S(20-15) должно быть S(20-10). Как именно кольцо будет облегать окружающие поверхности я не знаю, в цифре "15" сомневаюсь.
Нет. Именно 15 т.к. кольцо прижато по ф15. Дальше ( через него) воздух к диаметру ф10 не идет.
Ckona> Также (по эскизу) вроде бы возможно попадание поршня в проточку для кольца, с последующим заклиниванием.
Здесь я не понял, что ты имел ввиду. Там нет никакой проточки. Сверху поршень ограничен в передвижении выступом ф15. Чтобы не перекрывался воздушный канал. Одновременно, ф15 упирается через уплотнительное кольцо в верхнюю заглушку, герметизируя пневмоцилиндр. Снизу на поршне упор, т.е. поршень, пройдя свои 5 мм, останавливается перед нижним воздушным каналом, не перекрывая его.

PopovIgor> Там нет никакой проточки. Сверху поршень ограничен в передвижении выступом ф15. Чтобы не перекрывался воздушный канал. Одновременно, ф15 упирается через уплотнительное кольцо в верхнюю заглушку, герметизируя пневмоцилиндр.
Ф15 - это же не габаритный размер кольца, а диаметр образующей тора.
Кольцо находится в проточке, засунуто в нее снизу.
Диаметр проточки равен 15 плюс высота бублика, лежащего на столе.
По эскизу - этот же диаметр имеет верхний выступ поршня.
Кольцо сплющится - поршень влезет.

Кстати, оригинально выглядит расчет объема утечки. Наверное, какой-то стандартный инженерный расчет ? Коэффициент 0,6 - это поправка на вязкость ? Из расчета следует, что в моих полетах секундная задержка в срабатывании не связана с выдавливанием воды.

Ckona> 3) похоже, в п.3 есть некорректность:
Ckona> Р2*S(20-15)=Р1*S(20)
Ckona> Площадка диаметром 15 над ступенькой поршня, которая упирается в кольцо, не сообщается с наружным пространством и также находится под давлением Р2. Вроде как вместо S(20-15) должно быть S(20-10). Как именно кольцо будет облегать окружающие поверхности я не знаю, в цифре "15" сомневаюсь.
Алексей! Прошу пардону. Конечно не 15. Проглядел. Каюсь. 12,5. Но сути не меняет. Несколько поднимется Р1. Сейчас лень пересчитывать. Но, как ты ты сам понимаешь, варьируя диаметры, а здесь мы абсолютно свободны, мы можем выставить давление срабатывания то, которое нам нужно.

Ckona> Кольцо находится в проточке, засунуто в нее снизу.
Кольцо просто надето на шток ф10 и лежит на выступе ф15.
Ckona> Кстати, оригинально выглядит расчет объема утечки. Наверное, какой-то стандартный инженерный расчет ? Коэффициент 0,6 - это поправка на вязкость ? Из расчета следует, что в моих полетах секундная задержка в срабатывании не связана с выдавливанием воды.

μ = 0,6..0,8 - коэффициент расхода - в гидравлике для профилированного сопла. В кольцевых зазорах этот коэффициент будет очевидно ниже, но я считаю по максимуму. Будет меньше, тем лучше.

PopovIgor> Алексей! Прошу пардону. Конечно не 15. Проглядел. Каюсь. 12,5. Но сути не меняет. Несколько поднимется Р1. Сейчас лень пересчитывать.
1. 8.6 кгс вместо 12,4
3. 4.2 атм вместо 3 атм.
4. 3,95 вместо 2,75
5. 7,2 кгс вместо 10 кгс.
Все остальное не существенно. Отличия незначительны. Если нужно сохранить прежние результаты, то следует увеличить ф штока с 10 до 12 мм.
Что прельщает, так это свобода выбора.

Ckona>> Кстати, оригинально выглядит расчет объема утечки. Наверное, какой-то стандартный инженерный расчет ?
Вовсе нет. Элементарные формулы. Ты их наверняка знаешь. Повторяю, это оценочный расчет. Там взяты средние значения давления. Например, чтобы было точно, надо интегрировать функцию изменения давления по dt, но это нам не особенно то и нужно .

Брат-2> .... Впрочем, может ты и прав, но лучше не умничай, а нам пальцем покажи!

Да я не о том, ты покажи узел в натуре, живьем, в металле. Нет, мы безусловно подождем.

Игорь! Сегодня было время и еще раз, более внимательно, посмотрел твои доводы в пользу работоспособности твоей конструкции. Надеюсь, ты не обижаешься на наши критические замечания, ведь в них и есть суть. Нам по большому счету все равно, а вот ты аргументировано защищаясь, исключаешь возможные ошибки в своей конструкции, а главное самоутверждаешься. Действительно, предоставленный тобой материал убедителен, в конструкции есть интересные моменты, что вызывает к тебе заслуженное уважение!
Но о деле. Если честно, то мне не очень понравилась конструкция стопора гардена. Необходима отпирающая пружина, фиксатор, резинка. Собственно, а зачем все это. Если к твоему штоку жестко прикрепить вилку, связанную с фиксирующей гильзой гардена, то учитывая достаточный ход штока и его правильное направление перемещение, механизм будет работать без лишних деталей. Штатную пружину гардена необходимо изъять. Возможно, и по этому вопросу у тебя есть конструктивные мысли.

Вот так выглядит моя 3-х ступенчатая ракета 1-я – 5л, сопло 23мм; 2-я – 2,5л, сопло 9мм, 23мм;
3-я – 3л, сопло 9мм. БРЭО – светодиодный датчик апогея, звуковой индикатор готовности (индикатор включения, наличие давления воздуха, целостность спирали), питание 1,5В – один элемент ААА. Включение и выключение БРЭО – автоматическое, по факту наличия давления воздуха в 3-й ступени. Можно запустить только 3-ю ступень, или 2+3, или 1+3, или 1+2+3.

Брат-2> Вот так выглядит моя 3-х ступенчатая ракета
Красиво.

Брат-2> Надеюсь, ты не обижаешься на наши критические замечания, ведь в них и есть суть.
Саш! Вот в этом и суть, ты абсолютно прав. Я выношу на обсуждение свою конструкцию, и,конечно, что-то не доглядел, где-то просмотрел, а в чем-то и ошибся. В том то и ценно общение единомышленников, которые и покритикуют и оценят и может быть на основе предложенного пойдут дальше.
Брат-2> а главное самоутверждаешься.
Эта тема меня уже сейчас мало волнует. Будешь в Москве с удовольствием приму тебя дома.
Брат-2> Действительно, предоставленный тобой материал убедителен, в конструкции есть интересные моменты, что вызывает к тебе заслуженное уважение!
Брат-2> Но о деле. Если честно, то мне не очень понравилась конструкция стопора гардена. Необходима отпирающая пружина,
Пружины нет дополнительной. Штатная изъята. И расположена снаружи соосно коннектору. См. рис. Не обращай внимания, что на рис. цилиндр расположен горизонтально. (Это я испугался твоего замечания относительно 10G) :)Между прочим, у меня запланирован отсек для "космонавта". Очередь претендентов, есть выбор

Брат-2> Вот так выглядит моя 3-х ступенчатая ракета 1-я – 5л, сопло 23мм; 2-я – 2,5л, сопло 9мм, 23мм;
Брат-2> 3-я – 3л, сопло 9мм. БРЭО – светодиодный датчик апогея, звуковой индикатор готовности (индикатор включения, наличие давления воздуха, целостность спирали), питание 1,5В – один элемент ААА. Включение и выключение БРЭО – автоматическое, по факту наличия давления воздуха в 3-й ступени. Можно запустить только 3-ю ступень, или 2+3, или 1+3, или 1+2+3.
1. Почему первое оперение так высоко?
2. Какой вес пустой и заполненной? в сборе и по частям? Объемы и давления по воздуху и объемы воды по ступеням?
2. Что значит " 2-я – 2,5л, сопло 9мм, 23мм"?
3. Как устроено стартовое на сопло 23?

Брат-2> Если к твоему штоку жестко прикрепить вилку, связанную с фиксирующей гильзой гардена, то учитывая достаточный ход штока и его правильное направление перемещение, механизм будет работать без лишних деталей.
На мой взгляд, чем больше последовательно связанных кинематически между собой соединений, тем хуже. В данном случае, при наступлении момента Zero, лучше, мне кажется чтобы все распадалось.

PopovIgor> Эта тема меня уже сейчас мало волнует. Будешь в Москве с удовольствием приму тебя дома.

PopovIgor> Пружины нет дополнительной. ....Между прочим, у меня запланирован отсек для "космонавта". Очередь претендентов, есть выбор

И чего тебе не нравится в этом слове? Разве неприятно, когда тебя уважают, пусть и виртуально! А вот в Москве был только проездом на Свердловск, у нас там НИИ по разработке нашей аппаратуры, но очень сомнительно, что придется еще побывать в столице, а за приглашение спасибо! По конструкции тебе решать. Вот у меня в показанной ракете два узла стыковки, их алгоритм работы примерно как у тебя, но на вид, по весу и габариту мало отличаются от типового гардена.
У меня есть возможность выбросить автономный спускаемый аппарат, и я уже посылал мышь, но она погибла. Что явилось причиной гибели непонятно. Думаю, что обычная полевая мышь более устойчива к экстриму, но так опять завопят зеленые!

PopovIgor> 1. Почему первое оперение так высоко?....

При старте водяная ракета имеет отвратительную центровку и нулевую аэродинамическую устойчивость, поэтому приходится уповать только на моменты инерции, после отстыковки 1-й ступени положение улучшается, появляется аэродинамический момент стабилизации. Если 2-я ступень будет использована как 1-я, то сопло будет 23мм, то есть просто горлышко. Давление 6-7атм, воды примерно 1/3-1/4. Ракету еще не взвешивал. Основное назначение ракеты – эксперименты, хочу проверить пенный режим в своем конструктивном исполнении, ну, а главное и 3-х ступенчатый старт, вероятно 1-й в мире!

Брат-2> Что явилось причиной гибели непонятно. У меня есть возможность выбросить автономный спускаемый аппарат, и я уже посылал мышь, но она погибла. Думаю, что обычная полевая мышь более устойчива к экстриму, но так опять завопят зеленые! :
Зеленые ребята хорошие и правильные, но, если их слушать....
Брат-2> Что явилось причиной гибели непонятно.
Ты ускорение прикидывал?
Живет у нас дома той-терьер, периодически гадит на кровать... давно к нему присматриваюсь....
Супруга, глядя на мои новые увлечения, уже нарекла его Белкой-Стрелкой

Брат-2> Вот у меня в показанной ракете два узла стыковки, их алгоритм работы примерно как у тебя, но на вид, по весу и габариту мало отличаются от типового гардена.
Облазил весь форум, но твоей конструкции разделителя не нашел.
А очень хотелось бы посмотреть. Может статься, что то, что я предлагаю - все фигня?

Ckona> Сегодня выточил все детали, а когда выточил
По честному завидую, и сам могу и фрезеровщиком, и токарем .. да вот незадача приключилась, теперь от других завишу
Ckona>- увидел творение БРАТа-2, и потекли слюни !
Обрати внимание на не жесткость конструкции, на фото явный продольный изгиб. При старте он еще больше увеличится.
И, как правильно заметил Брат-2, коэффициент устойчивости хуже некуда.
Надо подумать всем вместе над этой проблемой для ступенчатых ракет.

Ckona> Будет не пусковой стол, а пусковой таз.
Ты обещал выдать чертеж
Хотя на фото все очень красиво. Правда.

Ckona> Будет не пусковой стол, а пусковой таз.

Изящно получилось, ckona! В рамках бутылочых технологий ракета выглядит прямо вылизанной. 10 баллов. А для пада я бы вместо таза взял горшок. Он с ручкой. Удобно брать . А на тазик сверху не стоит поставить 4 прутка (трубки) между перьями в качестве направляющих. Или разгонной трубки достаточно?

PopovIgor> Ты обещал выдать чертеж
Габаритно-компоновочный чертеж водяной ракеты "Альбатрос-2".
Калибр 78 мм.

1 - пеногенератор
2 - двигательный отсек
3 - аппаратный отсек (датчик ориентации, видеокамера, высотомер, выключатель с индикатором)
4 - парашютный отсек
5 - отсек сервопривода парашютного люка
6 - отсек электропитания

Справа указан принцип конструктивного разделения аппаратного и парашютного отсеков.

a_centaurus> А на тазик сверху не стоит поставить 4 прутка (трубки) между перьями в качестве направляющих ?

Фото опубликовано под влиянием эмоционального порыва от трехступенчатой ракеты БРАТа-2.
То есть преждевременно. (наверное, так американцы слетали на Луну)

Под каждое перо стабилизатора планируется подставка-опора, их еще предстоит делать.
Также на тазу будет установлен пусковой рычаг, которым сдвигается затвор.
Сейчас ведутся отчаянные споры, в какой цвет перекрашивать таз.