Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Gematogen> Рассматриваемая конструкция при старте с 5,1 атм во время работы первой ступени испытывает перегрузки от 3,5 до 6 крат.
Gematogen> При массе ракеты ,56 кг и массе воды 1,1 литра получаем усилие вдоль оси ракеты 98 Н.
Сопло ф21,7 мм. Вдоль ракеты усилие около 400 Н (тяга минус полный стартовый вес).
Gematogen> Изгибающий момент в пределах угла отклонения до 10 градусов изменяется почти по линейному закону. Если ЦТ заправленной ракеты находится в 0,6 м выше сопла, то каждому градусу соответствует дополнительный момент 1 Н*м.
В районе 4 Н*м. Еще учесть момент инерции массы второй ступени. Как?
Gematogen> Вот и примерный диапазон нагружений. Минимум - полкило на метре длины.
На фото добавил М изг.

Gematogen>> При массе ракеты ,56 кг и массе воды 1,1 литра получаем усилие вдоль оси ракеты 98 Н.
PopovIgor> Сопло ф21,7 мм. Вдоль ракеты усилие около 400 Н (тяга минус полный стартовый вес).
У меня - сила реакции второй ступени от перегрузки при работе первой. Это не сила тяги, а сила, которая стремится переломить ракету.
PopovIgor> В динамике учесть момент инерции массы второй ступени.
Он влияет только на скорость развития ситуации. Момент довольно большой, так как довольно массивный БРЭО вынесен далеко вперед.
Также имеем относительно высокий ЦТ - пеногенератор "приподнимает" бак с водой, да БРЭО впереди.
Не совсем понятны геометрические размеры изделия. Но если считать, что калибр 90, а длина 2 ст составляет 115 см, то ЦТ примерно в 48 см от низа.
Деформацию я бы оценил углом не менее 5 градусов. При изгибающем моменте 3,9 Н*м.
На старте при таком угле изгибающий момент составит 4,27 Н*м.
Из выше сказанного я делаю вывод, что указанный угол не будет увеличиваться вплоть до достижения перегрузки 5,5 единиц. Превышение - в конце водяной фазы 1 ступени. Время 0,045 сек. За это время вряд-ли произойдет что-либо существенное.
Короче, ракета не развалится, но вот на сколько ее повернет - вопрос.

Gematogen> Не совсем понятны геометрические размеры изделия. Но если считать, что калибр 90,

Калибр 80.
Мы ждали этого вопроса.

Gematogen> Не совсем понятны геометрические размеры изделия.
Мне тоже. Ckona же сам всем предлагал: запустил, дай полные параметры.
Видео красиво! Но интересны и характеристики.
Подождем.

Gematogen> Деформацию я бы оценил углом не менее 5 градусов. При изгибающем моменте 3,9 Н*м.
Gematogen> На старте при таком угле изгибающий момент составит 4,27 Н*м.
Наши оценки приблизительные, гадания на кофейной гуще, но различаются ведь не на порядок
Gematogen> Из выше сказанного я делаю вывод, что указанный угол не будет увеличиваться вплоть до достижения перегрузки 5,5 единиц. Превышение - в конце водяной фазы 1 ступени. Время 0,045 сек. За это время вряд-ли произойдет что-либо существенное.
Да кто его знает. Чем больше угол, масса, тем больше М изг. и разворот.
Как в абстр.модели учесть момент инерции?
Вот задача в общем виде. Дано: М, Fт, Х, время t действия силы Fт.
Определить: М изг. макс. и угол разворота за время t.
Допущение. В расчетах принять угол а равный удвоенному начальному и считать его неизменным.
Картинка такая.
Gematogen> Короче, ракета не развалится, но вот на сколько ее повернет - вопрос.
Но летает же, не ломается.

Gematogen>> Не совсем понятны геометрические размеры изделия. Но если считать, что калибр 90,
Ckona> Калибр 80.
Ckona> Мы ждали этого вопроса.
Для учета М изг. в слабом месте нужен ЦТ полностью снаряженной второй ступени (отдельно), ее масса и угол отклонения. Ну и все остальное по динамике первой, чтобы определиться с Fт.Когда дело дойдет до конкретных цифр.
Постараемся решить задачу в общем виде.

Ckona> Калибр 80.
Ckona> Мы ждали этого вопроса.
Алексей, а как-бы взглянуть, что под скотчем в местах соединения частей. Интересно чисто конструктивно.

PopovIgor> Постараемся решить задачу в общем виде.

Это значит - "никак".
Посмотри на свой рисунок, под названием "безымянный".
Сила, приложенная к центру тяжести ракеты, обозначена как m*G.
G - это gravitation, так обозначают земное ускорение.
Если ракета разгоняется, то обозначение G неправильное.
А если на рисунке предстартовое состояние, то это надо оговаривать.

Главное не это.
Как ты представляешь себе измерение "начального угла отклонения" ?
Если ты стоишь перед реальной ракетой и подкручиваешь до упора фиксаторы второй ступени, то "начальный угол отклонения" всегда равен нулю.

В отличие от Гематогена, ход твоих мыслей отличается сумбурностью и непоследовательностью.

---

Например:

PopovIgor #22.10.2012 10:02

Узел надо нагружать реальной эквивалентной нагрузкой Р, учитывая при этом и момент инерции второй ступени


PopovIgor #22.10.2012 11:13
Ckona> Не указана реальная эквивалентная нагрузка

Да ее никто и никогда не предложит!!!

---

То есть надо нагружать конкретно реальной нагрузкой, значение которой никогда не будет определено.

Лучше покажи ролик с испытаниями узла разделения ракет. Или еще что-нибудь конкретное, которое наверняка можно измерить или зафиксировать.

PopovIgor> что под скотчем в местах соединения частей.

Втулка.
Читай Форум. Будь в теме.

Ckona> В отличие от Гематогена, ход твоих мыслей отличается сумбурностью и непоследовательностью.
Ckona> ----------------------------------------------------------------------
Ckona> Например:
Ckona> PopovIgor #22.10.2012 10:02
Ckona> Узел надо нагружать реальной эквивалентной нагрузкой Р, учитывая при этом и момент инерции второй ступени
Ckona> PopovIgor #22.10.2012 11:13
Ckona>> Не указана реальная эквивалентная нагрузка
Ckona> Да ее никто и никогда не предложит!!!
Ckona> ----------------------------------------------------------------------------------
Ckona> То есть надо нагружать конкретно реальной нагрузкой, значение которой никогда не будет определено.
Однако!
Нарочито предвзятое неприязненное отношение.
Откровенное передергивание. Надеюсь, от невнимательности. Если нет, то печально.
Это звучало так:
Ckona> Это просто слова.
Ckona> Не указана реальная эквивалентная нагрузка [Н], которая есть функция неизвестного угла излома. Не предложена формула для расчета угла излома при реальных нагрузках.
Ответ: "Да ее никто и никогда не предложит!!!"
ФОРМУЛУ расчета угла излома при реальных нагрузках.
Добавлю, с учетом упругих деформаций соединения.
Написал же не предложит. Формулу.
Здесь
Если б имел ввиду нагрузку, написал бы - не укажет.
Разницу чувствуете, господин практик?

Ckona> То есть надо нагружать конкретно реальной нагрузкой, значение которой никогда не будет определено.
Ckona> Лучше покажи ролик с испытаниями узла разделения ракет. Или еще что-нибудь конкретное, которое наверняка можно измерить или зафиксировать.

Ну да, если тестировать на жёсткость ракету ближе к реальности, то нужно брать для начала начальный стартовый момент, когда ракета заправлена полностью, а сила тяги максимальна.
Т.е. к заднице нужно приложить силу тяги (она у вас известна). Было бы не плохо здесь придумать приспособу, которая могла бы менять свой угол, моделируя тем самым отклонение силы тяги от оси. А ракету закрепить в ЦМ, желательно точечно так, чтобы опора не давала дополнительной угловой жёсткости, моделируя шарнир, который не может двигаться в направлении полёта ракеты, но может упруго смещаться в стороны. Тогда можно будет говорить о реальных деформациях корпуса ракеты в момент старта, а там уже не далеко и до всех остальных моментов полёта. Задача вроде бы решаемая практически.

SashaPro> Было бы не плохо ... Задача вроде бы решаемая практически.
По большому счету, твой "наезд" придал существенный импульс продвижению проекта.
Во всяком случае, слабый гнущийся элемент конструкции я бы без пристрастного "разбирательства" не выявил.

Сейчас пойдут отчеты о запусках и испытаниях... потом выводы и доработки.

Тогда и попрошу эскизик "шарнира, который не может двигаться в направлении полёта ракеты, но может упруго смещаться в стороны". Представляется, что все можно реализовать простым вывешиванием.

Ckona>> То есть надо нагружать конкретно реальной нагрузкой, значение которой никогда не будет определено.

SashaPro> Ну да, если тестировать на жёсткость ракету ближе к реальности, то нужно брать для начала начальный стартовый момент, когда ракета заправлена полностью, а сила тяги максимальна.
SashaPro> Т.е. к заднице нужно приложить силу тяги (она у вас известна). Тогда можно будет говорить о реальных деформациях корпуса ракеты в момент старта, а там уже не далеко и до всех остальных моментов полёта. Задача вроде бы решаемая практически.
Взгляни еще раз на картинку.
Задача сведется к определению макс. перегрузке G во время активной фазы работы первой ступени до разделения. Давая приращения угла а определяется зависимость М изг макс. =f(а,m,G). Отсюда определяется эквивалентная Р для наземных испытаний, где конкретное значение Р будет соответствовать конкретному углу отклонения. И так до разрушения (необратимых деформаций). Угол (не фактический, а соответствуюший Р), при котором происходит разрушение (необратимая деформация), сравнивается реальным углом по видео. Определится запас прочности. Если он не устраивает, внести конструктивные изменения в узел крепления.
И, прошу, поменьше эмоций и поспешных несправедливых обвинений.

...
PopovIgor> Взгляни еще раз на картинку.
....
Алексей! Посмотри на мой старт, с явно кривой ракетой и свой, когда ракета развернулась. Отличие видишь? У меня ракета начала описывать дугу прямо со старта, а у тебя в конце фазы разгона. Теперь сравни свои неудачные предшествующие старты и удачный крайний, отличие видишь? Вот я вижу, главное отличие - время разделения ступеней! Ранее я предполагал, что ракету разворачивают аэродинамические силы. После сброса воды связка теряет 70% своей массы, скорость уже приличная и ракета себя ведет как пенопластовый кирпич. Можно предположить, что ракета наклоняется в сторону размещения уложенного парашюта, впрочем, не обязательно! Единственным решением проблемы является более раннее разделение ступеней. Не знаю, как именно у себя ты этого добился, но в крайнем старте видно, что ступени разошлись гораздо раньше, чем в менее успешных стартах! Вот с этим, а именно с реализацией оптимального времени разделения ступеней, я тебя и поздравляю!
Ну, а теоретики, дай им свободу, они на самолет поставят колеса от паровоза, ведь они очень жесткие, что для них очевидно!!!

Ckona>> Сегодня излом не повлиял ни на что - см."испытания и запуски".
Действительно красивый полет.
Высота?

...
Gematogen> Действительно красивый полет.
....


Алексей! Я много раз делал наброски по критике твоей активной стабилизации и каждый раз останавливался, так как знаю как ты болезненно воспринимаешь критику по данной теме! Коротко, и умышленно в этой отстраненной теме! Посмотри на свой же полет. Когда система зафиксирует наличие отклонения? Сколько времени остается на исправление отклонения? Ну не может работать устройство только на одних сомнениях и упорстве! Нет, мне все равно, нравится, грейся!

...
Gematogen> Высота?

Вот, вот, лучше построил бы высотомер Serge77! Обещал!

Брат-2> Ну, а теоретики, дай им свободу, они на самолет поставят колеса от паровоза, ведь они очень жесткие, что для них очевидно!!!
И ты, Брат-Брут туда же ?
Ckona, умышленно или нет, намеренно или по невнимательности, но исказил факты, с какой целью - непонятно.

....

PopovIgor> Кстати, теоретически на стенку (рис 1) можно закрепить "палец Гематогена". Активная стабилизация
...
Активная стабилизация наших ракет возможна лишь в случае размещения аэродинамических рулей на голове крайней ступени! Мне слабо! А, от пальца на ракете будет такой же толк, как и от размещения на ракете хрена! (Ну! Ну! Хрен – это овощ!)

...
PopovIgor> И ты, Брат-Брут туда же ?
PopovIgor> Ckona, умышленно или нет, намеренно или по невнимательности, но исказил факты, с какой целью - непонятно.

Игорь! А Брут – это кто? И, что умышленно или нет, исказил товарищ Ckona! Что-то ты сегодня загадочный!

Кстати! Видя по стартам Алексея поведение его бустера отложил аналогичную конструкцию до лучших времен! Переделывать свой узел, а именно, повышать жесткость обратной пружины, желание нет. Но у меня есть опыт по узлу с динамическим разделением, то есть узел размыкается непосредственно при старте, а далее рулит динамика! И вот в этом случае его принцип сработает как нельзя лучше!

Брат-2> ты болезненно воспринимаешь критику по данной теме! Когда система зафиксирует наличие отклонения? Сколько времени остается на исправление отклонения?

Критика бывает разной - как бестолковой, так и конструктивной.

Брат-2! Ящичек, который изготовил Non-Conformist, с учетом задержек на обработку, наверняка сможет зафиксировать отклонения и выдать команду через 0,03 секунды после его превышения установленного порога. Он выполняет измерения 100 раз в секунду.
Пшикалка с электромагнитом, который с твоей подачи я научился изготавливать без каркаса, откупоривает сопло спустя 0,02 секунды после подачи тока в обмотку.

При возмущении со скоростью 120 градусов в секунду (измерено видеокамерой) ошибка из-за "нерасторопности" составит 6 градусов. Однако, есть основания считать, что при тех же внешних условиях уровень возмущения удастся сократить в три раза.

Брат-2> Ну не может работать устройство только на одних сомнениях и упорстве! Нет, мне все равно, нравится, грейся!
Эксприментальное ракетостроение: подумал - сделал - измерил - переделал - ....
Наибольшее удовольствие по вопросам управления ракетой мне доставляет корреляция со многими аспектами из четырехтомника Бориса Евсеевича, с которым я не расстаюсь.

Брат-2> Вот, вот, лучше построил бы высотомер Serge77! Обещал!
Рановато еще летать с электроникой. Да и высоты будут явно не рекордные.
Сейчас совпали две дорожки: улучшить конструкцию "в сторону стабильного полета" и "вписать" в нее коробочку Non-Conformist'а. Этой коробочкой можно и высоту мерять.

Алексей! Да я не о быстродействии системы, в этом вопросе как раз сомнений нет! Больше не буду, извини, каждый должен пронести свой крест сам!
Немного об УВТ, при помощи пальца. Гематоген предлагал эксперимент, внести палец в сплошную струю воды и тогда можно увидеть, что струя отклонится в сторону пальца, при этом изменится вектор тяги. Ну, да при ламинарном потоке так оно и будет. Силы поверхностного натяжения, смачиваемости среды, а также однобокое увеличение скорости потока за счет обтекания объекта приведут к отклонению вектора движения потока. Но в эксперименте есть неточность, на самом деле струя воды из сопла совсем не одно и то же, что из крана. Струя из сопла имеет значительную скорость, вода не может непрерывно обтекать объект, она просто встретив препятствие будет разбиваться на брызги, а сам палец лишь уменьшит импульс тяги, естественно без отклонения струи.
Не удержался, пошел, проверил, даже при увеличении скорости потока из крана эффект отклонения пропадает.

Брат-2> Не удержался, пошел, проверил, даже при увеличении скорости потока из крана эффект отклонения пропадает.
В чемто не так.

Если исходить из того, что реактивная сила приложена перпендикулярно срезу сопла.
В исходном положении плоскость среза сопла перпендикулярна оси проходящей через сентр масс. В этом случае вектор тяги , так же лежит на оси , проходящей через центр масс.
Если внести в выходную струю препятствие, то изменяется срез сопла. как геометрия. Так и нормаль к плоскости среза.
Только за счет сдвига этой проекции с предыдущей оси через центр масс получаем вектор силы , отклоняющий сопло (не струю). Плюс внесение препятсвия не чисто в срез приводит к наклону эффективной плоскости среза.

Брат-2> Больше не буду, извини
При чем здесь извинения ! Валяй дальше, тем более что у нас холодает (греться буду).

Брат-2> Гематоген предлагал эксперимент, внести палец в сплошную струю воды
Я тоже совал палец, но в шланг, вода была под давлением 4 атмосферы.
Убедился, что шланг не отклоняется до тех пор, пока расстояние между пальцем и соплом (нашим, 9 мм) не становится менее 4...5 мм.
В то же время, на расстоянии 20, и 30, и 50 мм руку с пальцем заметно отклоняет, если остальные пальцы держат шланг.

Таким образом, пока есть струя - мы можем управлять вектором тяги с помощью пальца Гематогена. А когда оно кончается (1 секунда максимум) - УВТ не будет. Поэтому решил пшикать воздухом и все базополагающие расчеты строю именно на этом.

---

Касаемо ракеты "Пеликан" - буду увеличивать жесткость путем разнесения трубчатых опор. Диаметр "оранжевых шайб" увеличится и появится достаточно места для бокса с "Ардоскопом".
Ключевое фото прилагается. Зазор между трубкой и пером стабилизатора 2 мм, обусловлен изгибом нижней оранжевой шайбы.