[image]

Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

 
1 105 106 107 108 109 223
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

RLAN> Странная и очень распространенная ошибка.
RLAN> Вот данные ракеты "Восток", всего раз в секунду, неточно, но все видно.
Абсолютно согласуется с моими теоретическими расчетами. График ускорений приведен выше.
т.4 - окончание работы двигателя, отрицательное ускорение максимально по абсолютной величине. Через 0 перешли раньше, скорость максимальна.
Далее до апогея ускорение постепенно падает до 0.
После апогея - отрицательно и постепенно нарастает по абс. величине до 1G. т.26.
   10.0.210.0.2

Serge77

модератор

PopovIgor> Рычажные - одинаковый. Пружинные - 0.

Интересно, а что могут показать рычажные, если пружинные показывают ноль, т.е. в невесомости? По-твоему, на орбите можно взвешивать (правильно взвешивать) на рычажных весах? )))

Пружинные покажут правильный вес. И рычажные тоже. Если тело падает с ПОСТОЯННОЙ скоростью.
   3.0.193.0.19

RLAN

старожил

PopovIgor> 1. Невесомость наступает еще до окончания работы двигателя ( вторая фаза работы двигателя - истечение воздуха), когда реактивная сила равна сумме силы тяжести и силы сопротивления. И длится одномоментно. После прохождения через 0 (совсем не скачкообразно, а относительно плавно) ускорение становится отрицательным по вектору и по окончании истечения воздуха становится максимальным по абсолютной величине. Причем эта величина зависит от геометрических параметров ракеты и конечной приобретенной скорости. По мере замедления и приближения к апогею ускорение стремится к величине "-1G" ( 0 в апогее по акселерометру). После прохождения апогея ускорение опять не 0, т.к. добавляется все возрастающая сила сопротивления. И третий раз невесомость наступает при достижения установившейся скорости свободного падения ( результирующее ускорение 0, по акселерометру 1G), когда сила тяжести равна силе сопротивления (при раскрытии парашюта - раньше) и длится до момента приземления. Пример: тренировка космонавтов в салоне "падающего" самолета для создания искусственной невесомости.

Выделенное - неверно, что ты хотел сказать - непонятно.

По поводу приведенной таблицы и графика - это неточные данные, т.е. данные с борта но бех калибровки 0. Просто мой коллега посчитал - в апогее 0, и относительно этого сдвинул весь график. А в апогее 0 не было, так, как было торможение при горизонтальном полете. Данные и график близки к правде, но должны быть сдвинуты немного вниз.
   
UA Non-conformist #06.03.2012 16:08  @Serge77#06.03.2012 15:15
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Serge77> Да ты сам видел, когда он на столе лежал.
Когда на столе лежит - да, показывает 1g. Когда падает - показания скачкообразно уменьшаются. Но время свободного падения слишком малО, да и эксперимент не настолько чист, чтобы я мог говорить что-то с полной уверенностью.

Я рассуждаю так. Если в вертикальном падении (в отсутствие заметной аэродинамики) показания акселерометра равны или очень близки к нулю, а в состоянии покоя, лёжа на твёрдой поверхности, он показывает 1g, то в вертикальном падении с учётом сил аэродинамического торможения, показания акселерометра должны быть каким-то образом пропорциональны этому аэродинамическому торможению... Т.е. не "0" и не "1", но где-то внутри этого диапазона, причём скорее и много ближе к "0", чем к "1" (это должно зависеть от аэродинамического качества тела). И эти показания совершенно не обязательно должны быть постоянными и неизменными - они будут зависеть от аэродинамики, т.е. от взаимодействия тела и атмосферы.

Serge77> Уточню тезис: если тело падает с неизменной скоростью, то весы, стоящие на теле, покажут тот же вес того, что лежит на весах, какой они покажут и просто на земле.
Мой разум протестует. Мне кажется, что в таком случае рычажные весы будут уравновешиваться в любом положении с любой разностью грузов на чашках, а пружинные - неизменно показывать ноль с любым грузом на чашке.

Акселерометр реагирует лишь на изменения скорости. Всё правильно. Но изменения эти наложены на "постоянную составляющую земного фона", на ускорение свободного падения. И поэтому получается так, что когда корпус акселерометра начинает равноускоренно двигаться со своим чувствительным элементом, показания акселерометра становятся равными нулю, что и подтверждается экспериментально.
   
RU GOGI #06.03.2012 16:13  @Non-conformist#06.03.2012 16:08
+
-
edit
 
Non-conformist> Мой разум протестует. Мне кажется, что в таком случае рычажные весы будут уравновешиваться в любом положении с любой разностью грузов на чашках, а пружинные - неизменно показывать ноль с любым грузом на чашке.
А ракета тогда на парашюте какой силой вниз опускается? Она же получается за стропы парашют вниз не тянет?
   10.0.210.0.2
UA Non-conformist #06.03.2012 16:15  @Serge77#06.03.2012 15:44
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Serge77> Пружинные покажут правильный вес. И рычажные тоже. Если тело падает с ПОСТОЯННОЙ скоростью.
Аэродинамическое сопротивление обеспечивает падение с постоянной скоростью?
   
UA Non-conformist #06.03.2012 16:18  @GOGI#06.03.2012 16:13
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

GOGI> А ракета тогда на парашюте какой силой вниз опускается? Она же получается за стропы парашют вниз не тянет?
Не могу уловить связь. Парашют обеспечивает постоянную скорость снижения? А если нисходящий поток? Стропы тоже будут натянуты?
   
UA Serge77 #06.03.2012 16:28  @Non-conformist#06.03.2012 16:15
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Non-conformist> Аэродинамическое сопротивление обеспечивает падение с постоянной скоростью?

Скорость падения увеличивается до тех пор, пока аэродинамическая сила не уравновесится с силой тяжести. После этого скорость падения не меняется. Естественно, для разных тел эта скорость будет разной. Ракета на парашюте - 10 м/с (например), ракета без парашюта - 250 м/с (например).
   3.0.193.0.19
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

RLAN> Выделенное - неверно, что ты хотел сказать - непонятно.
Это я конечно сморозил. Для стадии снижения, невесомость начинается от апогея и постепенно полностью исчезает при достижении установившейся скорости свободного падения.
RLAN> По поводу приведенной таблицы и графика - это неточные данные, т.е. данные с борта но бех калибровки 0. Просто мой коллега посчитал - в апогее 0, и относительно этого сдвинул весь график. А в апогее 0 не было, так, как было торможение при горизонтальном полете. Данные и график близки к правде, но должны быть сдвинуты немного вниз.
Я думал на графике ускорение по Z?
   10.0.210.0.2

RLAN

старожил

PopovIgor> Я думал на графике ускорение по Z?

Ускорение то по Z, но в системе, связанной с ракетой.
Ведь не думаешь же ты гироплатформу организовывать.
Поэтому 0 ускорения для данной конкретной ракеты был только в момент, когда тяга двигателя сравнялась с силой сопротивления воздуха, в районе 4й секунды.
Все, больше нулевого ускорения не было. И даже интегрируя его для нахождения нулевой скорости по этой оси мы не получим нужного момента апогея, так как вектор ускорения и вектор G сильно разошлись, полет не вертикальный. Поэтому использовать акселерометры для определения фазы полета очень неудобно и сложно.
   

Ckona

опытный
★☆
Люблю "вечные" темы !

В случае определения апогея по ускорению "сносить крепость" лучше всего
путем перечисления случайностей, которые напрочь исключают однозначность.

Основная случайность - траектория.

Почему-то все уверены, что ракета летит строго вверх.
Статистика (если стараться) показывает 1:4, то есть вертикальный полет в одном запуске из пяти.
Поэтому смена знака показаний бортового продольного акселерометра ДОСТОВЕРНО будет один раз.
В момент равенствя тяги (почти отработавшего двигателя) и аэродинамич. сопротивления.

Далее грузик будет все время прижат в сторону носа - если ракету хорошо разогнало и апогей проскочен в режиме торможения об воздух.
Или ракета, заторможенная воздухом, пролетит весь свой "пологий апогей" в состоянии невесомости.
Или ракета взлетит вертикально и начнет снижаться хвостом вниз. Или начнет снижаться горизонтально, потеряв скорость вблизи "пологого апогея".
Кто знает наперед, как будет на самом деле ?

Мгновенное значение или знак продольного ускорения не может быть достоверным признаком апогея.

Если так совсем приспичило - тогда, пожалуйста, трехосный акселерометр плюс датчики угловых скоростей (АРДОСКОП, оно же ГСП), вычисление вектора скорости и по нему координаты ракеты относительно точки старта. Тогда уж точно и наверняка. Нон-Конформист уже один АРДОСКОП сделал.

Кстати, у Отважных Изобретателей Грузика полезно спрашивать - где в полете будет "рука", которой они, сидя за столом, переворачивают ракету, наблюдая за показаниями акселерометра...
   

Serge77

модератор

Ckona> Мгновенное значение или знак продольного ускорения не может быть достоверным признаком апогея.

Не может. А вот минимум ускорения - может. Только проблема в том, что уж очень этот минимум пологий, трудно его ловить. Хотя если взять акселерометр на 2g, то наверно можно. У меня уже года два лежат, всё никак не попробую.

Ckona> Кстати, у Отважных Изобретателей Грузика полезно спрашивать - где в полете будет "рука", которой они, сидя за столом, переворачивают ракету, наблюдая за показаниями акселерометра...

Не поможет. Железно.
   3.0.193.0.19

RLAN

старожил

Сравнил показания бортового акселерометра (сдвинул на разумную, по моему мнению величину, 2м/с2)и расчетное ускорение из графика высоты, т.е. по Z.
В целом похоже :):)
Если смену знака после апогея не забываем.
Ускорение (ед G) по времени.
Прикреплённые файлы:
 
   
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Ckona> Люблю "вечные" темы !
Ckona> В случае определения апогея по ускорению "сносить крепость" лучше всего
Ckona> путем перечисления случайностей, которые напрочь исключают однозначность.
Ckona> Основная случайность - траектория.

Ckona> Далее грузик будет все время прижат в сторону носа - если ракету хорошо разогнало и апогей проскочен в режиме торможения об воздух.
Ckona> Или ракета, заторможенная воздухом, пролетит весь свой "пологий апогей" в состоянии невесомости.
Ckona> Или ракета взлетит вертикально и начнет снижаться хвостом вниз. Или начнет снижаться горизонтально, потеряв скорость вблизи "пологого апогея".
Ckona> Кто знает наперед, как будет на самом деле ?
Ckona> Мгновенное значение или знак продольного ускорения не может быть достоверным признаком апогея.
Разрешите, господа, повториться.
Относительно акселерометра - вопрос целесообразности. Коль есть неоднозначность, то нужны какие то доп. ухищрения. Существующие датчики тоже не совсем совершенны. К примеру оптический ночью или в условиях равной освещенности не работает. Далее, и оптический и магнитный определяют не наступление апогея, а факт переворота, а снижаться, как сам говоришь, может по разному. Однозначно, ИМХО, наиболее достоверно, наверное, можно определить апогей по изменению давлению. Пока меняется высота ( и неважно по какой траектории движется ракета) давление меняется. Достигла максимальной высоты, изменения давления нет. Вот вам и факт апогея. И какое при этом ускорение, куда направлено, к чему привязана система координат, какая ориентация у ракеты (голубая или розовая )))))), какая освещенность, на экваторе она или на полюсе, датчику давления по фигу.
   17.0.963.5617.0.963.56

Serge77

модератор

У датчика давления свои проблемы, это уже много раз обсуждалось. Хотя по совокупности он надёжнее остальных.
   3.0.193.0.19
UA Non-conformist #06.03.2012 19:06  @Mstr#06.03.2012 18:42
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

PopovIgor> Однозначно, ИМХО, наиболее достоверно, наверное, можно определить апогей по изменению давления.
По-моему лучше трёхосевого датчика угловых скоростей с этой задачей никто не справится. По его показаниям однозначно вычисляется текущее пространственное положение ракеты. А дальше всё просто: нос над горизонтом - значит апогей впереди, нос ниже горизонта - значит уже позади. В нашем "ракетном" случае такому "гироскопу" даже линейного акселерометра в комплект не нужно. Балансирующим роботам нужен комплект гирос+аксель, а ракета и одним гироскопом имхо спокойно обойдётся. Я видел на ютубе ролик - человек крутит в руке самодельную платку с одним L3G4200D на ней, и наблюдает на мониторе ПК за тремя стрелками - курс, тангаж и крен. Всё нормально работает...

Да - если вспомнить, что в глубокой стратосфере вертикально стабилизированная ракета после апогея долго скользит вниз хвостом вперёд, и разворачивается головой вниз только с возрастанием плотности атмосферы, то тут описанный датчик не прокатит... ))
   

-VMK-

опытный

Serge77> У датчика давления свои проблемы, это уже много раз обсуждалось. Хотя по совокупности он надёжнее остальных.

Фабричния G-Wiz определя апогей по данни от акселерометър ±50Же. Определянето на апогей по барометър е опционално:

"Pyro output 2 - Fires at Apogee detect. Apogee detection is generally based on Accelerometer data, but Barometric Apogee can be selected, and is not subject to problems with Mach transition. Also with optional timer. "

Взето от тук: Aerocon Systems G-Wiz Flight Computers
   10.0.210.0.2
UA Non-conformist #06.03.2012 20:44  @-VMK-#06.03.2012 19:16
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Ну так я и говорю - надо помотреть живые данные, что акселерометр по факту показывает, а не из пальца смыслы дрючить бесконечно... А то всё норовим кривыми виртуальными модельками обойтись, или того пуще - общими формально-логическими рассужденьями...
   
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

RLAN> Сравнил показания бортового акселерометра (сдвинул на разумную, по моему мнению величину, 2м/с2)и расчетное ускорение из графика высоты, т.е. по Z.
RLAN> В целом похоже :):)
RLAN> Если смену знака после апогея не забываем.
RLAN> Ускорение (ед G) по времени.
Это ведь не водяная ракета? Как уменьшается тяга двигателя при окончании работы? Можно ли сравнивать постепенное пропорциональное уменьшение тяги двигателя водяной ракеты при истечении воздуха с двигателем уж не знаю какой там стоит? Если нет, то и переход через 0 более плавный с плавным нарастанием до отрицательного максимума. Не скачкообразный, как тут писали выше. Видимо тяга у ваших двигателей значительна до окончания работы. Т.е. я хотел сказать, что она не уменьшается также плавно до нуля. Или я ошибаюсь, внеси, пожалуйста, ясность. И вообще кто-нибудь ставил акселерометр на водяную ракету, есть какие то данные?
   17.0.963.5617.0.963.56
Это сообщение редактировалось 06.03.2012 в 21:04

SashaPro

аксакал

PopovIgor> Относительно акселерометра - вопрос целесообразности. Коль есть неоднозначность, то нужны какие то доп. ухищрения. Существующие датчики тоже не совсем совершенны...

Я планирую в скором будущем собственную разработку бортового ЭВМ, и акселерометр будет точно. Данные будут математически обрабатываться интегрированием и аппроксимированием ( Ракетный софт ), чтобы анализировать поведение ракеты. Все возможные случае кривого полёта я собираюсь просчитать в своём трёхмерном симуляторе: Ракетный софт , чтобы выявить их и учесть в бортовом алгоритме программы.
Задачка непростая)
А вообще очень интересно смотреть твои выкладки по расчётам полёта ракет в одномерной системе координат, когда-то давно сам начинал писать такую программу и получал такие же графики, даже так же оформленные)))
В результате возникшей угрозы о возможности применения моего основного ракетного топлива на натриевой карамели с серой, уже во всю строю планы по применению других видов и вариаций топлив на основе натриевой карамели. И вот один расчёт моей большой ракеты (см. рис-ки).
Сейчас хочу сделать стенд на 200кг нагрузки минимум, чтобы уже приступить к испытаниям двигателей. Так как с моим основным двигателем теперь уже всё ясно в плане его конструкции, то буду использовать упрощенные двигатели, чтобы укорить процесс испытаний и разработки новых двигателей на других топливах.
П.С. Отчёт может быть не совсем адекватен, так как он и внешний вид программы сейчас и находятся в разработке. К примеру, длина направляющих уже наврана, видимо не та переменная распечаталась))
Прикреплённые файлы:
 
   8.08.0
Это сообщение редактировалось 06.03.2012 в 21:06
RU SashaPro #06.03.2012 21:03  @SashaMaks#06.03.2012 20:59
+
-
edit
 
RU SashaPro #06.03.2012 21:04  @SashaMaks#06.03.2012 21:03
+
-
edit
 

SashaPro

аксакал

Тяга двигателя и сила трения
Прикреплённые файлы:
 
   8.08.0
RU PopovIgor #06.03.2012 21:20  @SashaMaks#06.03.2012 20:59
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

SashaMaks> А вообще очень интересно смотреть твои выкладки по расчётам полёта ракет в одномерной системе координат, когда-то давно сам начинал писать такую программу и получал такие же графики, даже так же оформленные)))

Там всё гораздо проще ))). Скорости не больше 0.2М, поэтому Сх можно считать постоянным в отличии от твоего проекта. Поясни, пожалуйста, отчего на графике скорость < 0? Не разобрался(( Характер ускорений в принципе тот же. Небольшие отличия от двухстадийности работы водяного двигателя.
   17.0.963.5617.0.963.56
Это сообщение редактировалось 06.03.2012 в 21:35

SashaPro

аксакал

PopovIgor> Там всё гораздо проще ))). Скорости не больше 0.2М, поэтому Сх можно считать постоянным в отличии от твоего проекта.

В данном случае Сх не моя программа считает, а использует его зависимость от скорости для конкретной ракеты, которую можно получить экспериментально или расчитать в Flow и других программах.

PopovIgor> Поясни, пожалуйста, отчего на графике скорость < 0? Не разобрался(( Характер ускорений в принципе тот же. Небольшие отличия от двухстадийности работы водяного двигателя.

Меньше 0 она потому, что после переворота в апогее, вектор скорости меняет своё направление на противоположное.
График силы трения забыл подписать, что там выводится сила по модулю.
   8.08.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
UA Non-conformist #06.03.2012 22:08  @Mstr#06.03.2012 20:52
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

PopovIgor> Видимо тяга у ваших двигателей значительна до окончания работы. ... И вообще кто-нибудь ставил акселерометр на водяную ракету, есть какие то данные?
Имхо тут ни при чём - водяная или нет. Я вообще в своих текстах не делаю различия - ракета есть ракета. "Неводяные" моторы тоже с регрессивным профилем бывают, и это не уменьшает их суммарный импульс, потому что даже малая остаточная тяга идёт в дело. Регрессивный профиль может даже чем-то и лучше нейтрального - меньше вероятность "выплёвывания" ГО в момент останова мотора, например.

Если люди серийно делают датчики апогея на акселерометрах со шкалой 50g, то, видимо, у них это получается. Не знаю, с какими моторами они работают - нужно изучать мануал, но думаю, что с любыми...
   
1 105 106 107 108 109 223

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru