[image]

Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

 
1 131 132 133 134 135 225
RU PopovIgor #22.05.2012 14:17  @Gematogen#22.05.2012 12:10
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Gematogen> Спасибо всем, кто откликнулся!
Ckona>> Рекомендую не возиться с одной бутылкой...
Gematogen> Один из критериев - простота. Поэтому пока хочу довести до ума одну бутылку на 1,5 и 2 л. и использовать внешнюю направляющую.
Gematogen> Мне крайне важно понимать - насколько я не дотягиваю до теоретического предела.
Gematogen> Игорь, если расчеты не являются тщательно охраняемой тайной, хотел бы попросить формулы или файл excel, который позволить прикинуть теоретически несколько вариантов сопел/бутылок/давлений/балластов.
Gematogen> PS Вы действительно заряжаете стандартные бутылки до 10 атмосфер? Мне казалось, что гарантированый предел - 7-8 атм.
Никто и никогда здесь не делает секрета ни в чём. Ни в области теории, ни области конструктивных решений. Наоборот, все предложения выносятся на обсуждение и приветствуются.
При этом возможны как всеобщее одобрение, так и дружное затаптывание в землю (идеи - не автора!!!). :) Персональный переход на "Вы" равносилен хватанию канделябра в гусарском сообществе. :)
Постараюсь ответить на поставленные вопросы кратко, но, по возможности, наиболее полно.
Полет пневмогидравлической ракеты можно условно разделить на четыре фазы.
1. Выталкивание силой сжатого воздуха в случае использования внутренней направляющей (она же и линия нагнетания)
2. Полет под действием реактивной силы при истечении воды
3. Полет под действием реактивной силы при истечении остатков сжатого воздуха
4. Инерциальный полет по окончании работы двигателя (баллистическая фаза полета).

Все расчеты по определению высоты делаются для вертикального движения. Естественное отклонение от вертикали в силу погрешностей при изготовлении и воздействия внешних факторов не учитываются.

Для пневмогидравлических ракет существует т.н. оптимальный коэффициент заполнения (К опт.).
Масса рабочего тела (объем в случае воды) - Мт (Vт) = К * Vo. Vо - общий объем двигателя.
К опт. зависит от общего объема двигателя и от массы пустой ракеты в целом, и не зависит от давления. Расчет К опт. здесь: Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок [PopovIgor#07.03.12 13:48]
Коэффициент К опт. крайне важен, "недобор" или "перебор" воды снижает конечную скорость, а следовательно и высоту.
Пример расчета движения по фазе 2 см. прилаг. файл xls.
Для определения оптимальной пустой массы ракеты (наибольшая скорость) сделай несколько расчетов для Мо. Бесконечно уменьшая Мо, с удивлением увидишь, что несмотря на естественное увеличение скорости общая высота (в основном определяемая фазой 4) будет уменьшаться.
Пример ориентировочного расчета при пневмовыхлопе см. файл doc.
Фаза 4 - инерциальный полет.
H4 = Mo/2/k * Ln(1 + k/Mo/g * V2) [м], где
V - скорость ракеты в момент полного окончания работы двигателя, м/с (по расчетам фаз 1, 2 и 3)
Мо - масса пустой ракеты, кг
g = 9,81 м/с2
k = Cx * S * Пл. в. / 2
Сх - безразмерный коэффициент сопротивления, прим. 0,3 - 0,35, для скорости <<< скорости звука.
S - площадь миделя ракеты ( по наибольшему ф ракеты), м2
Пл. в. - плотность воздуха 1,25 кг/м3
Для моего случая при ф ракеты 89 мм - к =0,00134
Gematogen> Основной принцип расчета стабилизаторов понял. Попробую увеличить коэффициент устойчивости вынесением стабилизатора назад. Если Вы занимались расчетами, то к какому значению коэффициента нужно стремиться?
Коэффициент устойчивости е должен быть прим. не ниже 0,5 - 1 калибра (диаметра) ракеты.
Если что-то не открывается или неясно, сразу говори.
 
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 22.05.2012 в 19:17
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

PopovIgor> Персональный переход на "Вы" равносилен хватанию канделябра в гусарском сообществе. :)
Прошу прощения, канделябр схватил случайно, по незнанию. ;)
Порывшись на форуме уже нашел файл по расчету ракеты. В итоге расчета получил нехилое ускорение и мгновенно побил все высотные рекорды.
Буду искать ошибку.
   19.0.1084.4619.0.1084.46
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

А вообще у меня похоже получилось. Просто ошибся в формуле высоты.
Сейчас получается, что полторашка уходит на 6 атм. с соплом 9 на 40 - 42 метра.

При опустошении емкости существенно (на 15 - 25 %%) падает объемный расход рабочего тела. Думаю, это надо учитывать.

Только вот меня ускорение смущает. При оптимизации по массе воды оно наростает от 80 до 350!

Если в ракете запускали мышь, то неудивительно, что она не увидела приземления...
При краш-тестах для мозга человека опасным считается ускорение 100g действующее дольше 3 мс. По расчетам оба параметра превышены кратно. Мозг превратился в кисель.
   19.0.1084.4619.0.1084.46
Это сообщение редактировалось 22.05.2012 в 18:02
RU PopovIgor #22.05.2012 18:00  @Gematogen#22.05.2012 17:02
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Gematogen> Порывшись на форуме уже нашел файл по расчету ракеты. В итоге расчета получил нехилое ускорение и мгновенно побил все высотные рекорды.
Экселевский файл открылся?
Gematogen> Если в ракете запускали мышь, то неудивительно, что она не увидела приземления...
Gematogen> При краш-тестах для мозга человека опасным считается ускорение 100g действующее дольше 3 мс. По расчетам оба параметра превышены кратно.
Вообще-то Брат2 сажал ее в ракету, которая раз в десять тяжелее просто полторашки, соответственно, и перегрузка меньше, но по любому выше 10G.
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 22.05.2012 в 18:47
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

PopovIgor> Экселевский файл открылся?

Открылся.
Я его получил с расширением php. Но excel его открыл. Спасибо.
   19.0.1084.4619.0.1084.46
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
Gematogen> ускорение смущает... от 80 до 350
До 350 чего ? (Размерность)

Объект расчета - пустая бутылка ? с балластом ? или "взрослая ракета" (с системой спасения, высотомером и видеокамерой) ?

Величина ускорения (м/с/с) экспресс-методом (верхняя оценка) рассчитывается так:
тягу двигателя (70 Ньютон для 9-мм сопла или 400 Ньютон для 21,5-мм сопла) делим на массу летательного аппарата (кГ).
Если сопло 9 мм :
для пустой бутылки получится 130 G (никуда не улетит - торможение об воздух),
для бутылки с грузом - 50G,
для "классики" типа "Кряква", "Русалка", "Альбатрос-2" - 10...14G.

Реально - для однобутылочного двигательного отсека - в 2 раза ниже, адиабатический процесс.
Для "классики" - процентов на 20 ниже.
   
RU Брат-2 #22.05.2012 18:56  @Gematogen#22.05.2012 18:04
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Gematogen> Я его получил с расширением php. Но excel его открыл. Спасибо.

Сегодня еще раз проверял работоспособность БРЭО и выявил небольшую ошибку в его работе, завтра устраню. Главное – мой БРЭО, не зависимо от действий стартовой команды или собственных ошибок в алгоритме, в апогее выбросит парашют. Парашютный контейнер установил минимального размера, что исключает выброс удобрений или отделяемого спутника с мышью. Головной обтекатель из двух половинок, как на настоящих ракетах.
Gematogen! Советую начать с одной бутылки, но ракету удлинить за счет второй у которой отрезать донышко и надеть на донышко первой, можно на «Моменте», в пробку отрезанной бутылки положить груз (гайка, свинец) примерно на 30гр. Для расчетов удобнее пользоваться калькулятором австралийцев, поищи поисковиком по названию «Water Rocket Simulation - Clifford Heath».
Прикреплённые файлы:
 
   
RU Брат-2 #22.05.2012 19:07  @Брат-2#22.05.2012 18:56
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

А вот так происходит сброс половинок и выброс парашюта.
Gematogen! А тебе советую не заморачиваться с парашютом, пока поплюхайся так, дальше видно будет, может перегоришь до предположений жены, что ты впал в детство. :)
Прикреплённые файлы:
 
   
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
Брат-2> БРЭО
Ах, красивая головная часть !
   
RU mixapermiak #22.05.2012 20:19
+
-
edit
 

mixapermiak

новичок
Здравствуйте,
А почему бы не использовать такой вид пробки для уменьшения сопла?вл
 
Прикреплённые файлы:
 
   
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Ckona> для пустой бутылки получится 130 G (никуда не улетит - торможение об воздух),
Небольшая ремарка.
Почему не улетит-то?
При скорости 45 м/с высота общая порядка 45 м. ( конечная прим. 50G). При Мо порядка 60 г с соплом. И это несмотря на "торможение о воздух".
Однако, просто бутылка, мало того, что неустойчива на старте, она из-за отсутствия груза при наличии сопла неустойчива и по окончании истечения воды (низкое положение центра тяжести, заведомо ниже центра давления). И полетит куда угодно, кувыркаясь, только не вертикально вверх. Соответственно и высоты не будет. А, кувыркаясь, и затормозится скорее.
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 22.05.2012 в 20:42
RU PopovIgor #22.05.2012 20:34  @mixapermiak#22.05.2012 20:19
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

mixapermiak> Здравствуйте,
mixapermiak> А почему бы не использовать такой вид пробки для уменьшения сопла?
А смысл? Помимо гарденовских наконечников с внутр. ф 9 мм, есть, и широко распространены, наконечники с внутр. ф 7 мм. А это при 6 атм начальная тяга всего 36Н. Еще ниже опускаться нет смысла, все-таки заправленная ракета имеет какой-то вес, иногда и солидный, и есть шанс просто не оторвать ее от земли )))
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 22.05.2012 в 20:54
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

PopovIgor> перегрузка меньше, но по любому выше 10G

Но и время ее воздействия отнюдь не 3 мс. (кстати, 100g - не ошибка)

Ckona> До 350 чего ? (Размерность)

Спасибо! Мозг вправился! Это м/с/с, а не g!

Объект расчета - простая бутылка с обтекателем и кольцевым стабилизатором. Сопло 9, давление 6, вес воды 0,45, вес ракеты 0,35.
Сх принял как для шара 0,47. При расчете учитывал падение расхода рабочего тела и проигнорировал пневмохлопок, так как допустил ошибку в расчете разгона.
По крайней мере я понял, что добротно сделанное изделие должно осилить 50 - 60 метров.

Брат-2> Советую начать с одной бутылки, но ракету удлинить...

Это ценная идея, спасибо. Только надо будет оценить возможность соблюсти соосность бутылок. А вообще "пролонгированный" обтекатель должен снизить стабильность в начальной фазе разгона (первые 0,1 - 0,2 сек), но увеличить стабильность во второй. ПМСМ
Я планировал удлиняться вниз за счет стабилизатора. Это будет давать положительный эффект на всех фазах полета. При старте с внутренней направляющей это менее удобно, но я пока придерживаюсь внешней.

Брат-2> пока поплюхайся так, дальше видно будет, может перегоришь до предположений жены, что ты впал в детство. :)

Именно так и предполагаю плюхаться.
Жена могла это предположить уже тогда, когда я начал строить макет железной дороги scale N.

mixapermiak> А почему бы не использовать такой вид пробки для уменьшения сопла?

Если уменьшить меньше 9 мм, то зачем?
Такую пробку удобно использовать отрезав питьевой носик. Это намного более простой способ получить аккуратное круглое отверстие относительно большого диаметра.
Я внутрь пробки вставил штуцер от гардены предварительно срезав внутреннее уплотнительное кольцо на пробке и уменьшив толщину фланца гардены с внешней стороны для надежной работы замка. Потом увидел, что австралийцы с этой целью дорабатывают не фланец штуцера гардены, а ответную часть. Это более технологично.
В качестве уплотнения использовал пробковое кольцо вырезанное из пробки от шампанского (резиновые гарденовские слишком толстые). На пробку сверху надел металлический хомут для надежного удержания.
Чрезмерное усилие при закручивании может привести к отрыву торца пробки от резьбовой части (аналогично показанной пару страниц назад).
Технологически получаем крайне простой узел.
   
RU PopovIgor #23.05.2012 05:56  @Gematogen#22.05.2012 22:49
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Gematogen> вес ракеты 0,35.
???

Gematogen> По крайней мере я понял, что добротно сделанное изделие должно осилить 50 - 60 метров.
В идеале, но не по жизни, так и есть. У меня вышло 50,6 м (9,6 + 41) при Сх=0,35 и Мо=0,035 кг. Не учтен пневмовыхлоп. Но эта добавка мала. Запас массы воздуха 1,05 л * 6 атм - незначителен.
Для Мо=0,35 кг - Н общ = 27,5 м (3,9 + 23,6)!!!!!!!!!!!
Если Мо=0,35 кг верно, то непонятно откуда и зачем такая добавка в 300 г?
И еще не могу не отметить. Предложенная выше методика определения К опт. справедлива для движения без сопротивления воздуха. В реальности следует брать значение несколько ниже или делать уточненный расчет "вокруг" полученного значения К опт. Данные см. в табл 1.

Gematogen> Жена могла это предположить уже тогда, когда я начал строить макет железной дороги scale N.
Наш человек!

Брат-2> Советую начать с одной бутылки, но ракету удлинить...
Gematogen> Это ценная идея, спасибо. Только надо будет оценить возможность соблюсти соосность бутылок.
Соединяя дно в дно (выступ-впадина), можно качественнее выполнить соединение в плане соосности.
Сначала в отрезанном донышке такой же бутылки, как те, из которых будет ракета, строго по центру делаешь отверстие, можно и чуть меньшего диаметра, чем ф соединителя (Робинсон у австралийцев). Затем это донышко прикладываешь к своим бутылкам и открываешь по этому кондуктору отверстия в них. Будет все строго соосно. А соединение "выступ-впадина" даст хорошую жесткость и предотвратит изгиб при стягивании.
Сверла удобнее брать вот такие - по дереву.
Прикреплённые файлы:
 
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 23.05.2012 в 16:24
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

Игорь, спасибо за отличную теоретическую базу.
Чувствуется основательный подход. ВУЗ случайно не МАИ?
По приведенным формулам соорудил файлик в excel. Рассчитывает полет без внутренней направляющей. Пользуясь надстройкой "Поиск решения" можно найти оптимальное количество воды и массу балласта (или конструкций и оборудования).
Фазу "пневмовыхлопа" рассчитывал аналогично гидравлической (с увеличенной частотой). Пытался учесть сжатие газа. Мог накосячить, так как нам - прибористам, динамику жидкостей и газов не читали. У меня получилось, что выхлоп длится долго и оказывает большое значение.
В итоге можно рассчитать полет ракеты без воды, на одном воздухе (более 30 метров).
Также из-за высокой частоты получились значения пиковых перегрузок, которые существенно превышают обычно обсуждаемые на форуме. (!!!)
Итоговые результаты достигнутой высоты очень похожи на обсуждаемые.
При расчете многоступенчатых систем для расчета второй ступени вводятся начальные значения скорости и высоты, полученные при расчете работы первой ступени до момента запуска второй.

Игорь, насколько я понял, предполагается опрессовка упрочненных баллонов до разрушения? Это лучше делать исключительно на воде. Она не запасает энергию, т.к. не сжимается. Будет минимум запасенной энергии за счет растяжения оболочки. Разрыв окончится фонтанчиком. Используя для этих целей воздух получаем классическую оболочковую мину.

Как получен Сх? Я нашел для полушара, конуса и длинного цилиндра. Соответственно 0,47, 0,50, 0,82. Решил, что конус с плавными переходами находится между полушаром и конусом, а длинный цилиндр (длиннее двух калибров) пристыкованный сзади уменьшит Сх с коэффициентом 0,82. В итоге у меня получилось около 0,40.

Не получается прикрепить файл :(
   19.0.1084.4619.0.1084.46
Это сообщение редактировалось 23.05.2012 в 17:18
RU slavich77 #23.05.2012 17:20  @Gematogen#23.05.2012 17:06
+
-
edit
 

slavich77

втянувшийся

Gematogen> Игорь, насколько я понял, предполагается опрессовка упрочненных баллонов до разрушения? Это лучше делать исключительно на воде. Она не запасает энергию, т.к. не сжимается.

ага! именно так. акваланги опрессовывают водой при 300 атм. при этом никакой защиты за исключением оргстеклянной дверцы нету, а она только от брызг защищает))))))
   12.012.0
RU PopovIgor #23.05.2012 17:26  @Gematogen#23.05.2012 17:06
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Gematogen> Чувствуется основательный подход. ВУЗ случайно не МАИ?
МИХМ. Была бы техническая база заложена, а на нее клади что хочешь, по профилю, без электроники, в которой я ни бум-бум.)))
Gematogen> По приведенным формулам соорудил файлик в excel. Рассчитывает полет без внутренней направляющей. Пользуясь надстройкой "Поиск решения" можно найти оптимальное количество воды и массу балласта (или конструкций и оборудования).
Покажешь?
Gematogen> что выхлоп длится долго и оказывает большое значение.
Да, это точно.
Gematogen> В итоге можно рассчитать полет ракеты без воды, на одном воздухе (более 30 метров).
Gematogen> Также из-за высокой частоты получились значения пиковых перегрузок, которые существенно превышают обычно обсуждаемые на форуме. (!!!)
Gematogen> Итоговые результаты достигнутой высоты очень похожи на обсуждаемые.
Gematogen> При расчете многоступенчатых систем для расчета второй ступени вводятся начальные значения скорости и высоты, полученные при расчете работы первой ступени до момента запуска второй.
Это все правильно. На меня тут ворчат, дескать, увлекаюсь "цифрами", лучше бы летал, но тем не менее, что касается N-ступенчатых, именно, "водяных" ракет, то есть интереснейшая тема по определению оптимальных параметров ступеней (объем, давление, веса частей). Здесь еще никто "не пахал". Займемся?
Gematogen> Игорь, насколько я понял, предполагается опрессовка упрочненных баллонов до разрушения? Это лучше делать исключительно на воде.
Йес! Наконец-то сегодня приобрели баллон с азотом (10 л) и редуктор. На низкой стороне до 12,5 атм. Не в эти выходные (у внучки выпускной в саду), но в следующие будем пробовать. Конечно, на воде.
Gematogen> Как получен Сх? В итоге у меня получилось около 0,40.
В инете лазил. От 0,30 до 0,45. Везде по разному.
   12.012.0
RU Gematogen #23.05.2012 17:27
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

Никто не пробовал стабилизаторы аналогичной конструкции?
Первая, вторая.
   19.0.1084.4619.0.1084.46
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

PopovIgor> МИХМ.
У меня отец там учился. :)
PopovIgor> Покажешь?
Не могу прикрепить. Он русские названия с пробелами понимает?
PopovIgor> что касается N-ступенчатых, именно, "водяных" ракет, то есть интереснейшая тема по определению оптимальных параметров ступеней (объем, давление, веса частей). Здесь еще никто "не пахал". Займемся?
Мне кажется, что от ступени мы хотим или максимальную высоту, или скорость. Я бы предпочел высоту, т.к. скорость увеличивает сопротивление воздуха.
Тогда в многоступенчатой ракете рассчитываем первую ступень считая остальные балластом. Находим точку запуска следующей ступени - по остаточному давлению, по высоте и т.п.
Данные по времени полета, текущей скорости и высоте берем из этой точки и вводим в качестве начальных условий для следующей ступени. Мне кажется, получится вполне адекватный вариант.
Возможно, нужно будет добавить баллистический участок перед пуском двигателя второй ступени. Это позволит максимально использовать инерцию второй ступени с минимальным сечением (после сброса первой ступени) для набора высоты.
PopovIgor> Йес! Наконец-то сегодня приобрели баллон с азотом (10 л) и редуктор. На низкой стороне до 12,5 атм. Не в эти выходные (у внучки выпускной в саду), но в следующие будем пробовать. Конечно, на воде.
То-то и оно, что с азотом! В опрессовываемом баллоне не должно быть газа. Никакого!
Прикреплённые файлы:
 
   19.0.1084.4619.0.1084.46
Это сообщение редактировалось 23.05.2012 в 17:47
RU PopovIgor #23.05.2012 17:57  @Gematogen#23.05.2012 17:39
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

PopovIgor>> МИХМ.
Gematogen> У меня отец там учился. :)
1976-1983 г.г. ТК и АХП. Каф. №50.

Gematogen> Не могу прикрепить. Он русские названия с пробелами понимает?
Прикрепленный файл 1stup.xls у меня почему-то пустой.

Gematogen> Мне кажется, что от ступени мы хотим или максимальную высоту, или скорость. Я бы предпочел высоту, т.к. скорость увеличивает сопротивление воздуха.
Gematogen> Тогда в многоступенчатой ракете рассчитываем первую ступень считая остальные балластом. Находим точку запуска следующей ступени - по остаточному давлению, по высоте и т.п.
Gematogen> Данные по времени полета, текущей скорости и высоте берем из этой точки и вводим в качестве начальных условий для следующей ступени. Мне кажется, получится вполне адекватный вариант.
Это все правильно. Но, как найти оптимальное соотношение ступеней?
Или если идти от обратного. Имеем возможность изготовить ракету с с конкретными Р, V и Мо. Можем конструктивно разделить ее на N число ступеней. Каковы должны быть параметры Pi, Vi, Mi, di сопла для достижения при этом Н макс.?
Gematogen> Возможно, нужно будет добавить баллистический участок перед пуском двигателя второй ступени. Это позволит максимально использовать инерцию второй ступени с минимальным сечением (после сброса первой ступени) для набора высоты.
Теряем скорость последующей ступени. Наверное, надо разгоняться до скорости установившегося падения, а далее двигаться с небольшим постоянным продолжительным ускорением?
Ты сам откуда? Как зовут?
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 23.05.2012 в 18:36
A2 Брат-2 #23.05.2012 19:20  @Gematogen#23.05.2012 17:27
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

Gematogen> Никто не пробовал стабилизаторы аналогичной конструкции?
....
Gematogen! Насколько мне понятно ты заинтересовался стабилизатором из ПЭТ пластика. В моем понимании в любом изделии должна просматриваться определенная идеология, поэтому стабилизатор для водяной ракеты гармонично смотрится именно из пластика от бутылки. Стабилизаторами из ПЭТ пластика я пользуюсь давно, собственно с первого старта. Показанные тобой примеры изготовления стабилизаторов по этой технологии не очень удачны, но для исправления ситуации достаточно лишь скрепить края пластика по контуру. Раньше подобную процедуру я выполнял канцелярскими скрепками, теперь швом из зеленой лески. Вовнутрь плоскости, для прочности, можно поместить вставку из потолочного пенопласта. Плоскости стабилизатора лучше прикрепить к цилиндру из отрезка бутылки, тогда его можно будет установить на любую ракету. И все же, как тебя зовут?
Прикреплённые файлы:
 
   
+
-
edit
 

slavich77

втянувшийся

PopovIgor> Йес! Наконец-то сегодня приобрели баллон с азотом (10 л) и редуктор. На низкой стороне до 12,5 атм.

А я сегодня домой притащил свой баллон (пока гаража нет). Беда подкралась откуда не ждали))) У редуктора АСВ-2 максимальное выходное давление - 7 атм., на бОльшем срабатывает клапан защиты. Придется от кислородника колхозить. Но это уже через месяц. Завтра - в отпуск!!!!))))

ПС. вчера ездил смотреть наш "байкоНУР" (НУР - сокращённое от Новый Уренгой) - так там ещё снег лежит((( и сейчас идёт.....
Прикреплённые файлы:
 
   12.012.0
RU PopovIgor #24.05.2012 07:41  @slavich77#24.05.2012 06:53
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

slavich77> У редуктора АСВ-2 максимальное выходное давление - 7 атм., на бОльшем срабатывает клапан защиты. Придется от кислородника колхозить.
Я взял кислородный БКО-50-12,5.
Макс. пропускная способность - 50 м3
Два манометра, регул. предохр. клапан.
Макс. давление с низкой стороны - 12,5 атм
Ниппель, правда, 9 мм (стандарт). Но он сменный, мне еще нужно найти 6,3 мм под шланг 12/6.
   12.012.0
RU PopovIgor #24.05.2012 08:53  @Брат-2#16.05.2012 20:04
+
-
edit
 

PopovIgor

опытный

Брат-2> Мне кажется, что твой показатель КПДО ни о чем! Вот если умножить его на рабочее подтвержденное давление, тогда показатель будет объективным, а так пустые разговоры.
Брат-2> Игорь! Забудь про свой КПДО!


Александр, ты, к сожалению, глубоко заблуждаешься!

Мт = Мо*К*(ехр(U/I))/(K+1-exp(U/I))
Эта форма уравнения Циолковского позволяет рассчитать массу топлива, необходимого для достижения одноступенчатой ракетой заданной характеристической скорости, при заданных массе полезного груза, значении удельного импульса и значении коэффициента K.

K+1 больше или равно exp(U/I)
Это неравенство является критерием достижимости одноступенчатой ракетой заданной скорости при заданных значениях удельного импульса и коэффициента K.

Поехали дальше.

К = Мт/Мк
К — коэффициент, показывающий, какое количество топлива приходится на единицу массы конструкции.
Мо — масса полезного груза;
Мк — масса конструкции ракеты;
Мт — масса топлива.

Далее

Мо - это масса ГЧ!

Мк - это масса двигателя Мдв !!

Мт - это а*V !!!
(для воды с ее плотностью 1 кг/л), где V - объем двигателя, а - оптимальный коэф. заполнения.

Тогда

К=а*V/Мдв [л/кг], а это есть не что иное, как обратная величина КПДО!

Из всего этого следует, что ДВИГАТЕЛИ можно и нужно сравнивать, а может быть и классифицировать. Полезная нагрузка, суть ГЧ, - вещь относительная и для каждого конструктора своя, сообразно поставленным задачам.

На основании вышеизложенного можно сделать простые выводы.
С увеличением объема двигателя V уменьшается а опт. (как его считать мы уже знаем). Т.е. снижается Мт. Но одновременно увеличивается Р средн., что приводит к увеличению среднего удельного импульса I. Чем больше I, тем выше конечная скорость U. U=I*Ln(K+1). Соответственно больше и высота.

Чем выше К (меньше КПДО), тем тоже выше U. Т.е. для повышения U (увеличения Н макс.) надо увеличивать К (снижать КПДО) и увеличивать I, повышая давление и увеличивая V (не стоит при этом забывать о повышении эффективности пневмовыхлопа за счет увеличения запаса массы сжатого воздуха!).

Это не я все придумал, это за нас подумали умные люди еще 22 мая 1986 г., нам же это следует изучать и применять на практике.
По той же форме уравнения считаются и многоступенчатые ракеты.
   12.012.0
Это сообщение редактировалось 24.05.2012 в 09:47
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

Gematogen

втянувшийся

PopovIgor> Прикрепленный файл 1stup.xls у меня почему-то пустой.
Высылаю повторно. Убрал все листы кроме одного. Формулы из 50 строки (обрезал для минимизации размера) надо протянуть примерно до 850 строки. Это позволит рассчитать около 7 секунд полета.
PopovIgor> Имеем возможность изготовить ракету с с конкретными Р, V и Мо.
Попробовал прикинуть ракету. Начальные посылки - трудно менять базовый конструктив ракеты, возможные объемы дискретны.
Из расчета одноступенчатой ракеты видно, что балласт (вторая ступень) относится к массе ракеты как 1:17. Это значит, что для 5 кг ракеты оптимальной является вторая ступень массой 0,3 кг. Наиболее близка к этому литровая ракета.
Рассчитал двухступенчатую конструкцию. Первая ступень - 7 двухлитровок (6 вокруг одной), вторая - литровка. На оптимальность конструкции не претендую, интересовала методика. Вторую ступень рассчитываем на давление 8 атм, первую - на 6 из-за наличия соединений. Масса пустой первой ступени 0,7 кг, Сх 0,8.
Последовательность расчета:
1 - рассчитываем оптимальные характеристики второй ступени по критерию макс высоты. Получаем массу второй ступени.
2 - рассчитываем первую ступень по критерию максимальной достигнутой скорости при известной массе балласта (вторая ступень).
3 - рассчитываем оптимальный момент расстыковки ступеней по критерию равенства ускорения торможения ракеты в сборе и второй ступени отдельно. У меня он получился в конце фазы выхлопа при падении давления до уровня 0,7 атм. Получаем начальные данные для баллистической фазы.
4 - рассчитываем вторую ступень при условии нулевого давления при начальной скорости и высоте из п.3
5 - при достижении нулевой скорости и максимальной высоты получаем начальные данные для расчета активной фазы второй ступени. Проводим расчет.
Результат:
1 ст - 0,458 сек, 35,57 м/с, 8,79 м.
2 ст 1 этап 3,738 сек, 0 м/с, 64,32 м.
2 ст 2 этап 6,843 сек, 0 м/с, 122,15 м.
PopovIgor> Ты сам откуда? Как зовут?
Зовут меня Михаил, Сам я сейчас живу в Москве. Закончил Бауманку. Это произошло в тот момент, когда оборонка стремительно падала и еще не достигла перигея. Поэтому попытка поработать по специальности успехом не увенчалась. Сейчас работаю в области экономики и финансов.
Прикреплённые файлы:
 
   19.0.1084.5219.0.1084.52
1 131 132 133 134 135 225

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