Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Ckona>> Скорость посчитана правильно.
В случае равноускоренного движения, когда а=сonst, все просто. Текущее значение V равно at.
Но здесь же, когда а=f(t) нелинейна, то аналитически решить сие нельзя или весьма и весьма затруднительно. Остается решать численным методом, путем малых приращений.
Вот я и привел пример по проще, когда a=b+ct, чтобы можно было проверить результаты при решении численным методом. А вот каков алгоритм подсчета в таблице?

PopovIgor> Вопрос в том, как вычислять значения V и H в таблице? имея значения а и t.
Участок от 0 до 1 секунды разбиваешь на 100(200,1000) отрезков времени и "притворяешься", что для каждого отсчета времени ускорение не меняется, а на соседнее значение - перепрыгивает скачком.
Скорость вычисляешь по формуле <новая скорость>=<прежняя скорость> + <приращение времени>*<ускорение>. Координату вычисляешь по формуле <новая координата> = <прежняя координата> + <приращение времени>*<скорость>.

Ckona> Участок от 0 до 1 секунды разбиваешь на 100(200,1000) отрезков времени и "притворяешься", что для каждого отсчета времени ускорение не меняется, а на соседнее значение - перепрыгивает скачком.
Ckona> Скорость вычисляешь по формуле = + *. Координату вычисляешь по формуле = + *.
В принципе я так и делал. Просто усомнился, сейчас попробовал. Чем меньше приращения, тем больше апроксимация. Делал на том же примере дельта Т =0.1 с и в конце расхождение в 0,25%. А при дельте Т=1с расхождение в конце - 2,5%.
При обсчете двухступенчатых конструкций начальная скорость второй равна конечной при отстреле первой? А вот ускорение - нет. Для простоты по окончании истечения воды. Интересно, по опыту, насколько все " подлетает"
на пневмовыхлопе при оставшемся Р=5? Или его вообще можно не учитывать?

PopovIgor> на пневмовыхлопе при оставшемся Р=5? Или его вообще можно не учитывать?
Грубый учет: плюс 15 процентов импульса.
Для более точного подсчета нужно моделировать истечение газа через сопло. При Р=5 скорость истечения сверхзвуковая - считал и измерял лично в теме активной стабилизации.

Ckona> Грубый учет: плюс 15 процентов импульса.
Более понятно было бы в %% от ср. силы тяги.
Ckona> При Р=5 скорость истечения сверхзвуковая - считал и измерял лично в теме активной стабилизации.
Но ведь и время ист. на порядок меньше.
Видишь ли, можно произвольно устанавливать порог срабатывания узла стыковки, поэтому ощутима ли эта прибавка скорости или напротив сила тяги воздушной реактивной струи при начальном Р=5 будет меньше суммы силы тяжести и силы сопротивления воздуха, тогда скорость наоборот будет падать.
Т.е. ПИ на воздухе меньше или больше полного импульса от Fc и mg?
Если брать в качестве примера тот двигатель по которому я приводил значения импульсов, то возможная прибавка скорости при ПИ 15% составит порядка 0.1-0.2 м/с при V конечной 40 м/с.

Ckona>> При Р=5 скорость истечения сверхзвуковая - считал и измерял лично в теме активной стабилизации.
PopovIgor> Но ведь и время ист. на порядок меньше.
Поэтому "отстегивать" первую ступень следует практически мгновенно по окончании истечения воды имея ввиду конструктивную задержку срабатывания стыковочного узла или вообще подавать сигнал на расстыковку не дожидаясь окончания полного истечения воды. Ракета тут же начинает тормозить и мы тут же теряем драгоценные м/с в качестве начальной скорости второй ступени.
Короче, любая задержка в расстыковке практически сводит на нет действие первой ступении. Набор высоты от первой ступени несравненно меньше инерционной фазы полета второй ступени , т.к. Н ин. пропорционален Ln(Vo²).
Конечно, если цель - высота

PopovIgor> возможная прибавка скорости при ПИ 15% составит порядка 0.1-0.2 м/с при V конечной 40 м/с.

Нет. Прибавка в скорости получается (грубо) 5-8 м/с, для одноступенчатой "классики".
Что касается двухступенчатых аппаратов - на фоне моего нынешнего состояния дел, надежная и своевременная расстыковка важнее некоторой прибавки в скорости. Если уж ты так уверенно регулируешь порог срабатывания механизма разделения, то устанавливай на середину между давлением завершения "водяной" тяги и одной атмосферой.

PopovIgor>> возможная прибавка скорости при ПИ 15% составит порядка 0.1-0.2 м/с при V конечной 40 м/с.
Ckona> Нет. Прибавка в скорости получается (грубо) 5-8 м/с, для одноступенчатой "классики".
А откуда столь много? Сколько же времени идет истечение воздуха?
Ckona> Что касается двухступенчатых аппаратов - на фоне моего нынешнего состояния дел, надежная и своевременная расстыковка важнее некоторой прибавки в скорости. Если уж ты так уверенно регулируешь порог срабатывания механизма разделения, то устанавливай на середину между давлением завершения "водяной" тяги и одной атмосферой.
Этот порог не регулируется, а задается при конструировании (изготовлении). Как изначально конструктивно задашь соотношение Р2/Р1, так постоянно и будет.
Например, сейчас у меня задан Р1=3,2 атм от Р2=7 ( узел в изготовлении, но что-то мои станочники слабо чешутся, деньги им что ли не нужны )

slavich77> Австралийцы сегодня произвели запуск ракеты проекта "Тень" (Shadow). Давление 24,5 атм. других параметров пока нет. Судя по фото с бортовой камеры, высота превышает 300 м
Красивая ракета. Молодцы. Отличные фото. Жаль пока нет полной информации. Интересно, какой материал держит, если быть точным, 25,31 атм? Обращает на себя внимание, малый диаметр - прочность и пониженное сопротивление воздуха. Скорость д.б. на уровне 90-95 м/с.

Мотали из стеклоткани на самодельном станке.

Ckona> Мотали из стеклоткани на самодельном станке.
Это уже не "обыкновенные" бутылки, хотя и пневмогидравлика. Помнится А-с предлагал пластиковые усиленные трубы до 100 атм.

PopovIgor> Это уже не "обыкновенные" бутылки, хотя и пневмогидравлика. Помнится А-с предлагал пластиковые усиленные трубы до 100 атм.

Немного не так: мотаные по пластиковому (ПЕ) или алюминиевому liner. Так мотают баки для закиси. Вчера, сопровождая жену в супермаркет, держал опять тонкостенные люминиевые 0.5,1.0, 1.5 l бутыли. Причём уценённые. (по 2-3 доллара за штуку). Есть горловина с резьбой. Чесалось купить, но так и не нашёл для чего. Для моих движков они (пока) не очень годятся, а водными ракетами я (также "пока") не занимаюсь. Но я их держу в уме, как прекрасную основу для реципиентов высокого давления, усиленных композитной оболочкой. Наверное пошлю купить для лаб. и попрошу намотать кокон для пробы.

slavich77> Австралийцы сегодня произвели запуск ракеты проекта "Тень" (Shadow). ...
А у нас на выходные пришла нормальная февральская погода -4….+8°С, скоро настоящая весна, ура!!!
Могли бы и адрес предложить.

slavich77> Австралийцы сегодня произвели запуск ракеты проекта "Тень" (Shadow). Давление 24,5 атм. других параметров пока нет. Судя по фото с бортовой камеры, высота превышает 300 м

Не забывайте давать ссылки, ведь тут не только три читателя-водоракетчика, ещё кто-то бывает ))))

a_centaurus> Немного не так: мотаные по пластиковому (ПЕ) или алюминиевому liner. Так мотают баки для закиси.
Это и имел ввиду. Кстати, так мотали в советское время коконы для РДТТ с пластификаторами (учился - кафедра №50 МИХМ, так что знаю не по наслышке и работал и щупал .
a_centaurus> Есть горловина с резьбой.... Но я их держу в уме, как прекрасную основу для реципиентов высокого давления, усиленных композитной оболочкой.
Не обязательно сразу пропитанной стеклотканью. Вес?. Прикинув рабочее давление, нетрудно посчитать допустимые продольные и поперечные напряжения и м.б. будет достаточно клейких лент. Наподобие тех, которые выпускает компания 3М (USA), на стеклотканевой основе, например,
- клейкая лента №8959 толщ. 160 мкм, прочность на разрыв 3000 Н/дм, адгезия по стали 96 Н/дм
или
- -"- №361 толщ. 131 мкм - 3200 - 42.
Гораздо легче по весу и проще. Не знаю, как в других городах, но, по-моему, все же есть, во всяком случае в Москве полно дистрибьюторов. Взял одну, но пока для наружного усиления клевого шва.
a_centaurus> Наверное пошлю купить для лаб. и попрошу намотать кокон для пробы.
Обечайку готового коммерческого продукта обмотать несложно, а вот верхним и нижним днищами будут проблемы.

Брат-2> Могли бы и адрес предложить.
Пока только предварительный анонс.

Брат-2> Могли бы и адрес предложить.

PopovIgor> a_centaurus> Наверное пошлю купить для лаб. и попрошу намотать кокон для пробы.
PopovIgor> Обечайку готового коммерческого продукта обмотать несложно, а вот верхним и нижним днищами будут проблемы.

С донышком да. Оно в коммерческом продукте плоское. Вероятно можно сделать полусферическую накладку из пластика и уже мотать, как кокон. Вес увеличится на немного. Вот врезать в него connector наверное будет сложнее. Но это решаемо (на первый взгляд). На самом деле знаю, что можно заказать такой liner по эскизу. Тогда донышко сразу сделают полусферическим, а горловину в резьбовой части подлиньше. Сейчас там ниток 5 резьбы (1"?) .
Твоя идея со scotch 3M вполне здоровая. Я использовал даже не стеклотканную, а полимерную ленту на тканевой основе для рефорсирования сосудов из пластика. По крайней мере в полтора раза прочность на раздутие и разрыв увеличивалась. Но для составной ракеты я бы попробовал следующую технику: ПЕТ бутылки соединяются в сегменты (н.р. по 3 шт.) и вкладываются в стеклопластиковые тонкостенные (1 мм достаточно) трубы соответствующего диаметра. Прокладываются все коммуникации и выводятся соединительные шланги (macho/hembra) и сборка заливается п.у. пеной. Можно поставить и крышки или соединители (union) по внешнему диаметру. То есть, у вас будут в итоге два цилиндра с баками для рабочего тела. На один из них надевается оперение, к другому пристыковывается обтекатель с авионикой. Пространство между сегментами забирается проставкой, куда прячутся шланги. Так можно набирать ступени. Преимущество такой схемы в том, что планер ракеты будет иметь всегда так необходимую радиальную прочность. Думаю, что в таком сегменте-картридже давление можно поднять до 15-18 Bar. А то и до 20. По крайней мере внешне, я не вижу серьёзных проблем для неудачи. Если непонятно, могу нарисовать эту схему в моём представлении.

Ckona>
Не секрет, что общую высоту подъема определяет инерционная фаза полета, которая в свою очередь определяется конечной скоростью ракеты на активном участке (= начальной скоростью выхода в инерционную фазу полета).
На всякий случай, повторяю формулу определяющую высоту от начальной скорости (подъем - вертикальный).
H=(m/2k)*Ln(1+(k/mg)*Vo²), где k=Cx*плотн. возд.*Sm/2
Это полезно и применимо ко всему, независимо, естественно, от типа двигателей ракет. Во всяком случае, форум облазил, но не нашел. Если повторяюсь, то прошу прощения.
Так вот, прилагаю забавный график зависимости Н от Vo и приращения Н от Vo (m=0,65 кг, ф 90 мм без оперения, Cx = 0,35). Значения Н и Vo специально для наглядности графика поделил на десять.
Так вот на последнем отчетливо виден максимум приращения по высоте, который в подтверждение слов Ckona, строго соответствует Vo= скорости свободного падения. В данном случае с указанными параметрами - 68 м/с. Иными словами, энергия при скоростях выше V св.п. в основном начинает тратится на преодоление сил сопротивления.

a_centaurus> в таком сегменте-картридже давление можно поднять до 15-18 Bar. А то и до 20.

Вот это и есть одна из проблем - компрессор "не бытового" давления.
Наряду с опасностью и непропорциональным удорожанием "фиттингов".
Переход с 7 до 25 Bar удвоит удельный импульс (~ до 7 с) и при надлежащем конструировании превратит 100 метров в 350, а время разгона одной ступенью - с 1 секунды до 3-4х, если этот параметр и есть "целевая функция".

Компрессор для аквалангов - штука дорогущая, особенно если с баллоном. И качает по чуть-чуть.
Вроде типа как на самолетах АН-2 списанных есть компрессоры на 250 атмосфер, немалой производительности.
А вот так, чтобы пойти в хозмаг, и на 25 атмосфер купить - нету.

a_centaurus> На самом деле знаю, что можно заказать такой liner по эскизу. Тогда донышко сразу сделают полусферическим, а горловину в резьбовой части подлиньше.
Если бы у меня была возможность, то я бы заказал для изготовления ту форму и размеры двигательного отсека со всеми присоединительными размерами, которые нам нужны и конструктивно обеспечивающие радиальную прочность, из того же ПЭТ. Однако, стоимость прессформ и оснастки для выдувной машины (даже если кто и согласится из производителей на такую авантюру ради единичных экземпляров) будет такой, что проще выполнить ракету из золота и любоваться на нее .
a_centaurus> Если непонятно, могу нарисовать эту схему в моём представлении.
Так что будем реалистами, поэтому давай схему и обсудим.

a_centaurus>> в таком сегменте-картридже давление можно поднять до 15-18 Bar. А то и до 20.
Ckona> Вот это и есть одна из проблем - компрессор "не бытового" давления.

Ckona> Компрессор для аквалангов - штука дорогущая, особенно если с баллоном. И качает по чуть-чуть.
Ckona> Вроде типа как на самолетах АН-2 списанных есть компрессоры на 250 атмосфер, немалой производительности.
Ckona> А вот так, чтобы пойти в хозмаг, и на 25 атмосфер купить - нету.
Было бы что накачивать с таким давлением.
Стоимость азота в 40 л баллоне с давлением 150 bar - 531 руб. Хватит на 200 заправок. С учетом всех косвенных затрат - 5 руб/полет. И это несравнимо меньше по стоимости нежели, чем самолетный компрессор. И мобильный, не надо электричество. И нет нагрева накачиваемого воздуха. Есть баллоны и 25, и 10 , и 5 л.

PopovIgor> Стоимость азота в 40 л баллоне с давлением 150 bar - 531 руб.
Баллоны дорогие. По крайней мере у нас. Прямо заоблачные.

Ckona> Баллоны дорогие. По крайней мере у нас. Прямо заоблачные.
Приобрести новый пустой (40 л) - примерно 3800 р. Можно и дешевле б/у переаттестованный. Есть и другие пути, где достать бэушный на обмен