Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Брат-2> Показываю конструкцию обратного клапана...

Александр, спасибо огромное! принял к сведению..

Сегодня закончил склейку 8-ми клееных пар (модулей). Объем каждой - 3000 мл, длина 550 мм, диаметр 110 мм. Временно их скрутил. Попробовал соединение горлышко к горлышку без всяких уплотнителей, нагнал 3 атм. - держит.


Дождусь потепления - опрессую на природе на 9 атм.

Хоть снег бы уже сошёл что-ли...
а то .... 5 мая 2012 6 часов утра..)))))

mixapermiak> Здравствуйте, меня зовут Миша,
mixapermiak> Я недавно начал заниматься ракетостронием, но к сожалению не знаю какую схему пусковой установки лучше выбрать для начала. Буду очень признателен за ответ. Заранее спасибо.

Привет, Михаил!
Вот кое-что:
Есть два варианта: с соплом диаметром 23 мм (обычное горлышко бутылки) и 9 мм (с соплом из садового быстрого соединителя).
Набор деталей для варианта 1:
- прямой отрезок металлопластиковой водопроводной трубы Ф 20 длиной около 50 см.
- изолента
- пластиковые хомуты для э/проводки 7 - 10 шт.
- металлические хомуты
- переходной фитинг для металлопластика с переходом на резьбу 1/2 или 3/4 + штуцер с соответствующей резьбой.
- отрезок водопроводного шланга (плотно одевающийся на штуцер)
- ниппель для бескамерки.

схема:


Как сделать:
основное понятно из схемы.
На трубку на расстоянии около 20 см от верхнего края наматывается изолента таким слоем, чтобы бутылка плотно одевалась горлышком на изоленту. Далее крепятся пластиковые хомуты и стопорное кольцо. Стопорное кольцо изготавливается с таким расчетом чтобы пластиковые хомуты плотно удерживали горлышко бутылки.



На анимации понятен принцип действия механизма удержания.

Брат-2> активная стабилизация на наших ракетах возможна лишь при помощи аэродинамических рулей на верхней ступени. ...будет работоспособной во всех стадиях полета.
Возражаю !
Будет работать только после достаточного разгона.
Кроме того, есть смутное нехорошее подозрение, что корректирующий момент сильно зависит от скорости. А при больших корректирующих моментах система войдет в неустойчивость.
У меня это "третий этап" будет, не знаю когда.
Пока попробуем на малой скорости, на релейном регулировании. Потом попытаемся перейти на пропорциональное регулирование, меняя продолжительность корректирующих импульсов.

Брат-2> К сожалению, подобное реализовать мне не по зубам!
Уверен, что оптический датчик горизонта у тебя получится гораздо быстрее, чем у меня.
Все будет впереди !

Ckona> Все будет впереди !
Алексей! Очень сомнительно, что оптический датчик способен решить подобную задачу, уж лучше надеяться на гироскоп, допускаю, что и механический. Если вовремя разделить ступени, то вторая будет иметь минимальное отклонение от вертикали и ту скорость, которая позволит эффективно управлять рулями (по схеме «утка»), тем более, что подобные регулировки потребуются несколько позже разделения. Но, если честно, то и без подобных излишеств наши ракеты летают достаточно вертикально, убедился при запусках 2-х и 3-х ступенчатых ракет, главное их вовремя разделять, ну и не запускать в сильный ветер!
Собственно я хотел спросить, когда ты собираешься стартовать, вон лето на дворе!

Брат-2> Собственно я хотел спросить, когда ты собираешься стартовать, вон лето на дворе!
Не раньше, чем через месяц.
Для второй ступени только выклеил новую ГЧ (прежнюю расплющило, потому как забыл включить), и узел разделения полезно переделать - там трубка треснула.
Самое крупное усовершенствование - внутренняя втулка, исключающая перекос на разгонной трубке, это уже готовенькое.

Гораздо ближе стендовые испытаия пшикалок под управлением Ардоскопа - весь софт по частям работает, вот как раз сегодня диоды на электромагниты клеил, чтоб не болтались.

Кстати, коротко об этой затее я выложил в Интернет: Проект «ЮЛА»

Ckona> Кстати, коротко об этой затее я выложил в Интернет: ....

Игорь! Ты просил показать 1-ю ступень. Сегодня попытался проверить ступень под давлением. Но в одной из боковых бутылок оказалась дырочка, которую я сам просверлил, а при покраске не заметил, временно поставил бутылку 1.5л. При превышении 3 атм появилась течь воздуха между центральной бутылкой и коллектором, решил проверку прекратить, буду устранять замечания.
Боковые бутылки крепятся к центральной при помощи резинок, которые крепятся к бандажу, надетому на центральную бутылку. Основная осевая нагрузка ляжет на шланги, думаю, выдержат, бутылки достаточно легкие. Общий объем ступени 20л, пустой вес 820г, предполагаю заливать воды 5л. Сверху установлена 2-я ступень объемом 5л. Конструкция стола позволяет установить и это творение, причем будет установлена и боковая направляющая, но вероятно ограничусь 3-мя ступенями, основная причина – общая высота!
Алексей! Представленную информацию по твоему проекту прочитал. Не верю, но искренне хочу быть не правым!

Брат-2> Боковые бутылки крепятся к центральной при помощи резинок, которые крепятся к бандажу, надетому на центральную бутылку.
Гениально !
Брат-2> объем ступени 20л, пустой вес 820г, предполагаю заливать воды 5л. Сверху установлена 2-я ступень объемом 5л.
Пробуй сначала двухступенчатый вариант. С заправкой 4 литра оно неплохо взлетит на 4,5...5 атмосферах. Постарайся обеспечить качественную фотосъемку. Оно при взлете будет невероятно выглядеть !
Брат-2> ...Не верю...
100 лет назад я бы с Амундсеном поперся на Южный полюс.
О ! важная информация: только оптический (ну или там инфракрасный) датчик горизонта даст в полете вертикаль, если мы на второй ступени рулим рулями.

http://www.sciencetoymaker.org/waterRocket/index.htm

...
Ckona> О ! важная информация: только оптический (ну или там инфракрасный) датчик горизонта ...

Алексей! Долго думал, куда ты собираешься пристроить 4Х2л аккумуляторы? В моем понимании их необходимо объединить воздуховодом иначе будет нерациональный расход воздуха. Ты собираешься для наглядности осуществить запуск под углом, да но твои датчики регистрируют относительные угловые изменения, или наклонил и сразу запустил! Так пока суть до дела и движение по направляющей часть воздуха стравится. Главное! Часто размышлял о том, почему в твоей ступени происходит замедление на расстыковку. На данный момент времени пришел к выводу, что основной причиной является сечение воздуховода между коллектором и бутылкой. Сечение воздуховодов от боковых ступеней в коллектор 9мм и выход из коллектора 9мм, то есть пока выдавливает воду все нормально, но фаза выхода остатков воздуха удлиняется, что и приводит к затягиванию времени по расстыковке ступеней, кроме того теряем и полном импульсе тяги.
У тебя появился информационный материал по инфракрасному датчику горизонта? Поделись! Если имеешь в виду статью из «Радио», то указанные датчики достаточно дорогие для эксперимента, да и система будет удовлетворительно работать только в летнее время.
Пошел увеличивать проходное сечение, ведь подобное будет и у меня!

Брат-2> Алексей! Долго думал, куда ты собираешься пристроить 4Х2л аккумуляторы? В моем понимании их необходимо объединить воздуховодом иначе будет нерациональный расход воздуха.
Совершенно верно ! Один общий воздуховод и один общий заправочный клапан-автомоб.золотник.

Брат-2> твои датчики регистрируют относительные угловые изменения,
... а также ускорение по трем осям, так что до запуска я измеряю угол отклонения от вертикали, а после запуска - вывожу его в ноль.

Брат-2> Часто размышлял о том, почему в твоей ступени происходит замедление на расстыковку.
Причина определена правильно.
Перенос точки отбора давления устранил задержку.
Об этом ранее писал, см. прилагаемый файл (проверял, читается)
Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок [Ckona#04.05.12 11:23]

Брат-2> У тебя появился информационный материал по инфракрасному датчику горизонта?
Нет, не появился, буду проводить свои эксперименты по болгарскому рисунку в теме "Активная стадилизация".

Брат-2> Пошел увеличивать проходное сечение, ведь подобное будет и у меня!
Не торопись, проведи в огороде статические наземные испытания с отстрелом пустой бутылочки в качестве второй ступени.

Ckona> Не торопись, ....
Извини! Ты с советом опоздал. Да и, во-первых, самому жаль, что у меня нет огорода! Во-вторых, у меня пивная 5-ти литровая бутылка, у которой достаточно толстые стенки и дно. Выполнил отверстие Ø 20 мм, предполагаю, что при этом прочность сильно не уменьшится, но, боюсь, что для бутылки Ø110мм подобное не приемлемо. Теперь проходное сечение Ø16 мм, еще раз переделал коллектор. Дело в том, что у меня отбор давления с верхней части коллектора, то есть из его внутреннего объема. Так и у тебя, чтобы исключить подобный эффект необходимо произвести отбор воздуха именно из бутылки, а такое возможно?

Брат-2> Так и у тебя, чтобы исключить подобный эффект необходимо произвести отбор воздуха именно из бутылки, а такое возможно?
Доработка у меня следующая: коллектор навинчивается на втулку, втулка в бутылку, из втулки торчит трубка отбора давления. Внутренний диаметр втулки 10 мм, наружная резьба М12х1.

Ckona> Доработка у меня следующая: ...
В принципе, мне тоже можно удлинить канал штуцера разъединителя тонкостенной трубочкой от телескопической антенны пропустив ее через втулку в основную бутылку, но жалко терять и в импульсе!
Закончил переделку ступени, теперь коллектор соединяется с основной бутылкой втулкой с внутренним диаметром 16мм, вес вследствие изменений конструкции увеличился до 935г.
Завтра опресую при рабочем давлении 6 атм.
Разрабатываю конструкцию механизма выброса парашюта. Пришел к выводу, что для первой ступени оптимальное направление выброса парашюта – назад. Во-первых, это дополнительно затормозит ступень, во-вторых, сама ступень прикроет парашют от водяной струи второй ступени.

Брат-2> Разрабатываю конструкцию механизма выброса парашюта... сама ступень прикроет парашют от водяной струи второй ступени.
Брат-2 !
Твои решения отличаются эффективностью и оригинальностью, тут задачка не типовая, я аж к экрану прилип ! Буду ждать сообщений.
Специально не проверял, но вроде как настоящий капроновый парашют не боится воды и раскрывается нормально как сухой. По крайней мере у австралийцев с этим проблем не отмечалось.

Брат-2> Игорь! Ты просил показать 1-ю ступень.
Мужики, привет! Только вернулись с дачи, дел невпровот, вырываемся только на выходные, а весна дружная и дела отлагательств не допускают. Из-за очень сложной обстановки на дорогах пришлось вернуться на день раньше, ибо если возвращаться завтра, то в пробках можно простоять полдня (5-6 часов), хотя по нормальному ехать меньше часа от дома до дома.

До выходных закончил полностью двигатель 1-ой ст. 5,9 л с о вставкой под ПС. Армировал двумя слоями (продольно). На сл. неделе буду собирать четвертый, тоже 5,9 л, но с верхним баком.
Прокачал пока все на 3,5 атм (ручн. насосом). Жду обещанного баллона
Задержка со сборкой второй ГЧ с опт. датчиком, как всегда "подводят" станочники - несколько заказанных деталей не готовы, в т.ч. и те, которые вкупе с комплектом должны уехать в Киев.

Саш, внешний вид красивый и добротный, но не информативный. Если честно, то лучше бы просто чертеж (рисунок), с фото изделия, конечно.
Брат-2> Так и у тебя, чтобы исключить подобный эффект необходимо произвести отбор воздуха именно из бутылки, а такое возможно?
Ckona> Доработка у меня следующая: коллектор навинчивается на втулку, втулка в бутылку, из втулки торчит трубка отбора давления. Внутренний диаметр втулки 10 мм, наружная резьба М12х1.
По определению Гаспара Монжа, "отца" начерталки - "Чертеж - язык техника".
Вы же с Алексеем разговариваете о тонкостях, которые не очень понятны посторонним (перенос точки отбора давления, суммарное сечение и т.д.). Не видя чертежа, трудно точно уловить смысл, остается только догадываться.
Брат-2> то есть пока выдавливает воду все нормально, но фаза выхода остатков воздуха удлиняется, что и приводит к затягиванию времени по расстыковке ступеней, кроме того теряем и полном импульсе тяги.
Поясни, пожалуйста, что ты имел ввиду. Не совсем понятно. Что удлиняется - это ясно -большой объем. И почему это приводит к затягиванию времени (момента?) расстыковки? В какой же момент времени, по-твоему, эта расстыковка должна произойти? И что теряем: когда, сколько и почему? Расстыковка происходит гораздо позже окончания истечения остатков воздуха? Или что?
Брат-2> Разрабатываю конструкцию механизма выброса парашюта. Пришел к выводу, что для первой ступени оптимальное направление выброса парашюта – назад. Во-первых, это дополнительно затормозит ступень,
Тормозить дополнительно ее для чего и когда? Видимо, после расстыковки? Но тогда любой парашют по определению, без всяких дополнительно, затормозит все, что к нему привязано И какая расчетная высота при отстыковки? (Активная "водяная" фаза прим. 4,8 м при ф21,5 мм).

Всех соотечественников с праздником, с Днем Победы!

.....
PopovIgor> Поясни, пожалуйста, что ты имел ввиду. ....

Игорь! У меня пока тоже нет времени продолжать начатую работу, завтра на работе подготовлю чертежи. Но нам кажется, что все и так понятно. В коллектор сходятся воздуховоды диаметром 9мм, и выход из коллектора 9мм, а сопло 23мм. Пока вытесняется вода, которая имеет большую плотность, чем воздух, хватает и 9мм, но как только наступает газовая фаза, тяга резко упадет и энергия остатков сжатого воздуха накроется тазом. Расстыковка должна происходить, как только импульс тяги станет меньше комплексной силы сопротивления движению. А у нас момент на расстыковку определяется по давлению воздуха в коллекторе, которое еще будет, а импульса тяги уже нет, вот и происходит задержка. Всех с праздником!

....
PopovIgor> Тормозить дополнительно ее для чего и когда? ...
Извини, отвлекают! По поводу парашюта. В авиации и космонавтике естественное – это рациональное, функциональное, энергетически выгодное (Ckona). Понятно, что парашют, куда его не выбрасывай, в конечном счете, выполнит свои функции, но в какую сторону его рационально выбросить? Вот я пришел к выводу, что для первой ступени рационально – назад. Почему? Так объяснил, кроме того указанное направление требует наименьшую силу для выброса.

Брат-2> и выход из коллектора 9мм, а сопло 23мм. Пока вытесняется вода, которая имеет большую плотность, чем воздух, хватает и 9мм, но как только наступает газовая фаза, тяга резко упадет и энергия остатков сжатого воздуха накроется тазом.
Значит надо центральную бутылку своей резьбой вкручивать в коллектор и все.
А саму центральную бутылку склеить из двух равных половинок. Хотя, как стало известно из достоверных источников, склейка Александру не очень нравится

Примерно как показано на рисунке.
Ведь боковые бутылки не связаны жестко с центральной.
Нижнее отв. - 20 мм прим. столько же, сколько и сопло -21,5 мм.
Верхнее - 8-10 мм сколько нужно под разделитель, снизу стягивается твоей штатной гайкой. К этой же верхней площадке крепится и защитный опорно-центрирующий стакан.
Прикинул вес - 750-800 г с разделителем и остальным.

А можно и вовсе обойтись без патрубков и хомутов снаружи. Суть ясна из рис. 2.
Отв. слегка конусное изнутри, для надежности перед вставкой шланга его (отверстие) можно промазать резиновым клеем. В предварительно открытом отверстии равном чуть меньше наружного диаметра шланга этот конус выполняется "огрызком" конца развертки через отверстие напротив. Их же шесть. Пластиковая резьбовая пробка закручивается длинной шлицевой отверткой через отверстие напротив и распирает шланг в конусе. Вес узла в сборе падает существенно, герметичность обеспечивается - под давлением только усиливается.
Саш, согласен, что когда есть рисунок, то и разговор становится предметным, ясным, ничего не нужно объяснять на "пальцах"?
При условии, что сумма сечений отв. шести патрубков д.б. равна сечению выходного отверстия коллектора, то отв. в пробке д.б. 8 мм.

....
PopovIgor> А можно и вовсе обойтись без патрубков и хомутов снаружи. ....

Игорь! Присоединить шланги без патрубков я уже пытался, в целом дело перспективное. Только я не делал конуса в теле коллектора, а наоборот распираю конусом изнутри, поэтому подобное крепление возможно и к пробке боковых бутылок, то есть оно пригодно, когда стенка достаточно тонкая. Проверил на бутылке в пробку, которой, подобным образом вставлен шланг, держит при 8атм. Понимаешь, ты мыслишь без учета технологических ограничений, а мне приходится считаться с реальностью, поэтому все мои чертежи, вначале на листочках бумаги, от руки и карандашом, а подчас они просто в голове и постоянно корректируются в процессе изготовления. Склеивать бутылки мне действительно не понравилось, так погоди, может и ты вольешься в наши ряды.

Брат-2> Понимаешь, ты мыслишь без учета технологических ограничений, а мне приходится считаться с реальностью,
Если б я тебе писал о стандартных быстроразъемных соединениях (фитингах) с нажимным кольцом (стандартный узел в пневматике), тады да. А здесь все делается практически на коленке. Любая, даже цилиндрическая, развертка имеет конусной заход. Из нее, обрезав, и делаешь инструмент. Главное подобрать нужный размер. Ну немного токарки на кольцах. А вот шланги следует брать не шланги, а широко распространенные виниловые пневмотрубки с Ру аж 28 атм. "Невесомые" по сравнению с поливочными шлангами! Пример: Трубка пневматическая ПВХ (из поливинилхлорида) PV 6/4, PV 8/6, PV 10/8, PV 12/10, PV 15/12,5 не найдешь в магазине, то на любом пищевом заводе, где есть пневматика, - их хоть залейся.
А это паспорт на стандартные пневмотрубки http://aircrafter.ru/images/stories/Tubo/TRN/TRN_p.pdf
в т.ч. типоразмеры, давление рабочее и предельное, масса погонного метра и т.д.

Теперь, что касается конуса. Расчет для пневмотрубки 12*10 Ру = 9 бар, Р пред = 36 бар, масса 35,9 г/пог.м.
Берем стандартную ручную коническую развертку - конусность 1:30. Болгаркой отрезаешь кусок с ф12,3 мм и на этом торце болгаркой делаешь шлиц под отвертку. При начальном ф 11,3 мм длина куска составит 30 мм, что запросто позволит вставить сей инструмент внутрь кольца коллектора - его толщина 10 мм, размер скажем ф70/ф50. Сверлом ф11,5 и длиной больше наружного диаметра кольца коллектора открываешь в нем три пары соосных предварительных отверстий. Разворачиваешь отверстие изнутри на конус, просунув отвертку в отв. напротив. В итоге получаешь коническое отв. ф12,1*ф11,7. Резьбовую пробку М10/ф8*12 со шлицем делаем по предложению Славича из болта от стульчака. "Законуси" её для верности на пару ниток. Вот и вся технология. Усилие "вырывания" трубки (шланга) из отв. ф12 мм при 7 атм составит всего 7,9 кгс. А так как есть заклинивание, то смотрим предел прочности при растяжении. Для ф12/ф10 это будет 110 кгс даже при Т=80⁰C (при Т=20⁰ C - 170 кгс).
Верхняя и нижняя крышка через уплотнения стягиваются шпильками (болтами) М6. Материал коллектора - полиамид 6 (капролон).
Как видишь, никаких особых трудностей при изготовлении нет. Я тоже стараюсь быть реалистом.

Вес ступени определится в основном семью бутылками (320 - 350 г), а также коллектором (75 г), разделителем (40 г), пневмотрубками (6 шт по 150 мм - 32 г), пробками - 12 шт (8 г) - т.е. не более 500 г со всем крепежом и причиндалами. Ну 550 г. КПДО 27,5 г/л - то, что надо. Не понимаю, откуда такой вес "гомерический", почти кило?

slavich77> листовой ПЭТ толщиной 0,5 мм размером 1,2м х 1,5м.
Это из него белые крепежные уголки изготовлены ?