Продраться через атмосферу.

 
1 21 22 23 24 25 34

SashaMaks
SashaPro

аксакал

CRC> В своих расчетах сейчас использую барометрическую формулу, в которой учитывается равномерное снижение температуры до высота 11 метров, потом до высоты 20 км естественно температурный штиль при 216С. Дальше сложнее.

Ничего сложного нет. Есть ГОСТ 4401-81 Атмосфера стандартная:
http://www.balancer.ru/_cg/_st/ru/... [image link error]

ГОСТ 4401-81 - скачать бесплатно

Настоящий стандарт устанавливает числовые значения основных параметров атмосферы для высот от минус 2000 до 1200000 м. Стандарт предназначен для и.. // www.gosthelp.ru
 

, где тебе до высот аж 1000км даны и температура и давление атмосферы. Этого достаточно, чтобы вычислить плотность воздуха из уравнения состояния идеального газа, либо используешь напрямую значения плотности воздуха из таблиц ГОСТа. Но удобней рассчитывать, особенно, если программа учитывает начальные параметры атмосферы в точке старта... Смежные значения получаешь с помощью интерполяции табличных данных.

CRC

втянувшийся

SashaMaks> Но удобней рассчитывать, особенно, если программа учитывает начальные параметры атмосферы в точке старта... Смежные значения получаешь с помощью интерполяции табличных данных.

конечно, аналитический расчет удобней таблицы значений. Можно сделать конечно сделать произвольной переменной даже не время, а высоту))) Можно только покорпеть над алгоритмами для разных диапазонов высот, а дальше все просто. Но есть кажется очень неплохой калькулятор данных:
http://www.digitaldutch.com/atmoscalc/index.htm
кстати здесь гост как то поаккуратней отсканирован и полностью;
http://vsegost.com/Catalog/77/7772.shtml
1865 год - первый полет человека в Космос!  27.0.1453.9327.0.1453.93
Это сообщение редактировалось 17.08.2013 в 03:34

Xan

координатор

SashaMaks> Смежные значения получаешь с помощью интерполяции табличных данных.

Угу.
Я себе сделал файл высота-плотность с шагом 100 метров по высоте.
До 1000 км, ессно!!! :D
И подпрограмму, которая по заданной высоте линейно интерполирует между двумя ближайшими точками.
Точность получается при этом выше крыши, так как в природе отклонения от ГОСТа гораздо больше ошибок интерполяции.
 10.010.0

Serge77

модератор

Serge77>> Неясно, что она учитывает в расчётах, а что нет.
CRC> Признаться, твой вопрос тоже не понятен))) Что именно ?

Например изменение Сх со скоростью. Launch это учитывает, кажется до М=5.

CRC

втянувшийся

Serge77> Например изменение Сх со скоростью. Launch это учитывает, кажется до М=5.

Если вводить туда специальный drag file, то возможно, а так нет

The drag coefficient dependency of mach number can be either standard, constant or user defined. The standard dependency is that of the Tomahawk sounding rocket, scaled to fit a user defined low speed drag coefficient. The constant drag coefficient uses the user defined low speed drag coefficient regardless of the rocket speed, and the user defined drag coefficient reads data from a drag file. See the File Formats chapter for details. Normally the standard drag coefficient is sufficient for most purposes. The constant drag coefficient uses the low speed drag coefficient at all Mach numbers. This is a very simplified approach and is not recommended to use.
 


Удивляет другое, что ввод постоянного коэффициента дает очень разные результаты для Launch и моих данных с Lane.

перестроил алгоритм вычислений, теперь независимая переменная высота, из нее определяется все остальное.

Данные те же

M = 2000 g
Vo = 2000 m/s
S = 0,0007 m2
Cx = 0,5.

Данные на рисунке:
Прикреплённые файлы:
apogee.gif (скачать) [600x600, 6,6 кБ]
 
 
1865 год - первый полет человека в Космос!  27.0.1453.9327.0.1453.93

Serge77

модератор

CRC> Если вводить туда специальный drag file, то возможно, а так нет

Ты сам привёл цитату, которая опровергает твои слова.

CRC

втянувшийся

CRC>> Если вводить туда специальный drag file, то возможно, а так нет
Serge77> Ты сам привёл цитату, которая опровергает твои слова.

Ничего не опровергает. Без этого она сама ничего не учитывает, как это ты писал. Я просто уточнил твои слова. Потом, ее драг файлы ограничены границей 3М, а не 5М, как ты писал. Это связано с тем, что данные для нее генерируются Аэролабом, а там ограничение 3М. Для модели на картинке он дает соответсвующий файл, и для расчетов мне пришлось интерполировать выше как Сх = 0,4
Прикреплённые файлы:
Rocket.GIF (скачать) [1025x362, 3,1 кБ]
 
Cx.gif (скачать) [600x400, 3 кБ]
 
 
1865 год - первый полет человека в Космос!  27.0.1453.9327.0.1453.93
Это сообщение редактировалось 18.08.2013 в 18:52

CRC

втянувшийся

CRC>>> Если вводить туда специальный drag file, то возможно, а так нет
ввел переменную Сх в свой любимый эксель)) и разница уже налицо:
Прикреплённые файлы:
apogee.gif (скачать) [600x600, 6,9 кБ]
 
 
1865 год - первый полет человека в Космос!  27.0.1453.9327.0.1453.93

Serge77

модератор

CRC> Ничего не опровергает. Без этого она сама ничего не учитывает

Вот что она учитывает стандартно, без дополнительных настроек и файлов:
The standard dependency is that of the Tomahawk sounding rocket, scaled to fit a user defined low speed drag coefficient

CRC

втянувшийся

Serge77> The standard dependency is that of the Tomahawk sounding rocket, scaled to fit a user defined low speed drag coefficient

похоже, что "что то там есть", но разница небольшая. Посчитал одно и тоже для Standart
Initial Settings:
Tower Length [m]: 2.00
Tower Elevation [Deg]: 90.00
Flight Heading [Deg]: 0.00
Tower Position above Sea Level [m]: 0.00
Geographical Latitude of Tower Position [Deg]: 56.00

Stages:
Stage 1 Empty Weight [kg]: 2.00
Stage 1 Rocket Diameter [mm]: 30.00
Stage 1 Drag Coefficient: 0.50
Motor 1 Burning Time [s]: 0.10
Motor 1 Propellant Weight [kg]: 6.00
Motor 1 Specific Impulse [s]: 150.00
Motor 1 Remanence [%]: 5.00
Motor 1 Total Impulse [Ns]: 8834.39 (M-Class)

Trajectory Data:
Time (s) Altitude (m) Velocity (m/s) Acceleration (m/s2)
Ignition 0.00 0.00 0.00 0.00
Tower 0.02 2.10 226.12 12760.76
Burnout 0.10 78.30 1956.17 38894.70
Apogee 101.45 54408.66 0.01 9.65
Touchdown 214.89 -0.38 465.26 20.21

Extreme Values: Velocity 1995.0611m/s Acceleration 38894.7048m/s2
Nominal Touchdown Position: 0.00m at 360.00deg
 


и Constant
Initial Settings:
Tower Length [m]: 2.00
Tower Elevation [Deg]: 90.00
Flight Heading [Deg]: 0.00
Tower Position above Sea Level [m]: 0.00
Geographical Latitude of Tower Position [Deg]: 56.00

Stages:
Stage 1 Empty Weight [kg]: 2.00
Stage 1 Rocket Diameter [mm]: 30.00
Stage 1 Drag Coefficient: 0.50
Motor 1 Burning Time [s]: 0.10
Motor 1 Propellant Weight [kg]: 6.00
Motor 1 Specific Impulse [s]: 150.00
Motor 1 Remanence [%]: 5.00
Motor 1 Total Impulse [Ns]: 8834.39 (M-Class)

Trajectory Data:
Time (s) Altitude (m) Velocity (m/s) Acceleration (m/s2)
Ignition 0.00 0.00 0.00 0.00
Tower 0.02 2.10 226.12 12760.69
Burnout 0.10 78.29 1955.08 38806.03
Apogee 97.76 50742.51 0.01 9.66
Touchdown 206.33 -0.44 528.81 16.22

Extreme Values: Velocity 1993.8905m/s Acceleration 38806.0340m/s2
Nominal Touchdown Position: 0.00m at 360.00deg
 


смущает только то, что в инструкции речь идет о дозвуковой ракете.
1865 год - первый полет человека в Космос!  27.0.1453.9327.0.1453.93
Это сообщение редактировалось 19.08.2013 в 02:45

CRC

втянувшийся

CRC> смущает только то, что в инструкции речь идет о дозвуковой ракете.

Serg77 кажется прав.

Действительно,зависимости Cx от скорости она дает разные. В чем недостаток этой проги, что нельзя внимательно проанализировать ее результаты по времени. И все равно, мне кажется что данные по апогею она дает завышенные. Почему, не знаю.
Прикреплённые файлы:
diff2.PNG (скачать) [668x785, 21 кБ]
 
 
1865 год - первый полет человека в Космос!  27.0.1453.9327.0.1453.93
+
-
edit
 

umbriel

опытный

Лед решили сделать топливом для спутников

Нидерландские инженеры предложили новую систему движения для наноспутников CubeSat. Отсутствие реактивного двигателя существенно ограничивает маневренность и управляемость этих аппаратов. Ожидается, что они смогут перемещаться в космосе за счет молекул испаряющегося льда. // lenta.ru
 
 41.0.2272.8941.0.2272.89
+
-
edit
 

Xan

координатор

umbriel> Лед решили сделать топливом для спутников: Космос: Наука и техника: Lenta.ru

Я почти с самого начала своего проекта планирую использовать воду для двигателей ориентации.
У воды УИ больше, чем у азота, и не требуются тяжёлые баллоны для хранения.

При 0 градусов давление паров 0.006 атм.
Если первоначально вся вода жидкая, то за один раз при этом постоянном давлении можно использовать 1/7 часть, а 6/7 замерзнет в лёд, отдав теплоту затвердевания пару. После чего давление резко упадёт.
Потом надо долго ждать, пока лед растает. Для множества коротких включений вода — самое то.

Недостаток есть — клапан должен быть чуть теплее, чем самая холодная точка контейнера, чтоб около клапана вода не конденсировалась. Иначе при включении двигатели вначале плюнут жидкой водой.
Но если клапан поместить в центре контейнера, то всегда одна из стенок контейнера будет холоднее клапана.
Ну и гидрофобным маслом его смазать.

Контейнер имеет смысл делать в несколько раз больше по объёму, чем требуется, чтоб вода в невесомости "размазывалась" по стенкам.
И, наверное, промокашку по стенками положить.
 

Xan

координатор

Что-то я не могу сообразить по поводу нагрева обтекателя на разных скоростях и на разных высотах.
Вопрос формулируется так: На какой высоте какую скорость держать, чтоб обтекатель не перегрелся?

Для пластика с предельной температурой 170 градусов скорость в плотной атмосфере получается около 700 м/с.
А на высоте 100 км такая температура получится уже при скорости 3500 м/с.
Значит где-то должна быть переходная область.
Где?

Можно обтекатель из чугуния сделать, тут и температура больше допускается, и тепловая инерция поможет. Только тяжёлый получится.
А может, надо из мокрого дерева обтекатель делать. Чтоб оно испарением охлаждалось.
Или из бумаги с силикатным клеем.
Для каждого варианта переходная область на разной высоте.

В общем, нет ясности куда копать.

Всякие глупые вопросы и предложения приветствуются!!! :)
 
RU Бывший генералиссимус #28.03.2015 12:49  @Xan#28.03.2015 11:54
+
-
edit
 
Xan> Что-то я не могу сообразить по поводу нагрева обтекателя на разных скоростях и на разных высотах.
Xan> Вопрос формулируется так: На какой высоте какую скорость держать, чтоб обтекатель не перегрелся?
Xan> Для пластика с предельной температурой 170 градусов скорость в плотной атмосфере получается около 700 м/с.
Xan> А на высоте 100 км такая температура получится уже при скорости 3500 м/с.

Вообще-то, температура торможения от плотности не зависит. Это мы уже разбирали. От плотности зависит только теплопоток. Если ты высчитываешь как-то равновесную температуру, значит, у тебя ест какой-то теплоотвод. И мне интересно знать, как ты его определяешь.

Если же задаваться моделями и примерами, то время нагрева обшивки до температуры торможения разное, но и Ту-144, и МиГ-25, и "Конкорд", и SR-71, и все остальные сверхзвуковые самолёты до температуры торможения нагревались довольно быстро. Несмотря на то, что разгонялись до сверхзвука на высоте 10 км и больше, где плотность в 4 раза меньше. У Миг-25 сверхзвуковая дальность была всего 700 км, при скорости 2,35 маха это лишь 17 минут, а, реально, поскольку надо ещё на аэродром вернуться, на сверхзвуке он проводил не больше 15 минут за раз.

На нынешнем "Протоне" обтекатель углепластиковый, а на "Союзе" - непилотируемом - стеклопластиковый, но они защищены абляционным покрытием, и весь вопрос в его толщине и весе. Да, мокрое дерево неплохо работает, как абляционное покрытие, и даже где-то применялось в ракетной технике.
 11.011.0

Olegih

втянувшийся
Xan> В общем, нет ясности куда копать.
Xan> Всякие глупые вопросы и предложения приветствуются!!! :)

Корпус обтекателя: стеклянная корка + наружний абляционный слой из смолы со стеклосферой. В самом впереди баллистический наконечник: люминь; сталь; графит, либо комбинация из перечисленных.
 36.036.0
KZ Xan #28.03.2015 14:26  @Бывший генералиссимус#28.03.2015 12:49
+
-
edit
 

Xan

координатор

Б.г.> Вообще-то, температура торможения от плотности не зависит. Это мы уже разбирали. От плотности зависит только теплопоток.

Угу.
Вот я поток как-то плохо понимаю — какая доля энергии сядет на поверхность, а какая улетит.

Б.г.> Если ты высчитываешь как-то равновесную температуру, значит, у тебя ест какой-то теплоотвод. И мне интересно знать, как ты его определяешь.

Я прикидывал, на какой высоте можно сбрасывать обтекатель, чтоб не прижарить всякие нежности, вроде солнечных панелей, который плёночные.
Вот оценка: стационарно (горизонтальный полёт), 3500 м/с, предельная 125 градусов, охлаждение только излучением, ничего больше не учитывал (солнце, земля) => 118 км.

Б.г.> Если же задаваться моделями и примерами, то время нагрева обшивки до температуры торможения разное, но и Ту-144, и МиГ-25, и "Конкорд", и SR-71, и все остальные сверхзвуковые самолёты до температуры торможения нагревались довольно быстро.

Они очень низко летают, над ними ещё очень много атмосферы! :)
Примерно на высоте 12 км оптимальная скорость (когда сопротивление равно весу) уже становится 700 м/с. И дальше становится уже горячее "пластмассовой" температуры.

Б.г.> На нынешнем "Протоне" обтекатель углепластиковый, а на "Союзе" - непилотируемом - стеклопластиковый, но они защищены абляционным покрытием, и весь вопрос в его толщине и весе.

Интересно, что они испаряют?

Б.г.> Да, мокрое дерево неплохо работает, как абляционное покрытие, и даже где-то применялось в ракетной технике.

Вроде китайцы применяли дуб для спускаемого аппарата.

Пока видятся два пути:
1. Ползти медленно и печально: 700 для пластика, или не сильно больше для какой-нибудь керамики или металла.
2. Сделать охлаждение. Например, вывести на самый верх "фитиль", там его волокна развернуть вниз, чтоб свисали по всему обтекателю. И качать воду.

Надо ещё прикинуть совсем нестационарный случай: такая высота, когда масса столба воздуха над обтекателем равна массе обтекателя. Тогда воздух может передать обтекателю ограниченную энергию.
 

Xan

координатор

Olegih> люминь; сталь; графит, либо комбинация из перечисленных.

Угленитки + пригоревшее льняное масло = углерод-углерод.
Будет работать на высоте 70 км (при скорости 3500).
:)
 
RU Бывший генералиссимус #28.03.2015 14:51  @Xan#28.03.2015 14:26
+
-
edit
 
Xan> Интересно, что они испаряют?
защитное покрытие состоит из стеклянных микросфер и эпоксифенольной смолы. Можно чисто фенольную, но тогда кокса получается слишком много, он отрывается и поверхность становится шероховатой больше, чем хочется. Чисто эпоксидная не годится, у неё почти отсутствует коксовый остаток.
есть защитные покрытия на базе силиконовых каучуков и тех же микросфер, есть покрытия с гипсо-асбестовым наполнителем (но это для бОльших теплопотоков).
У "Востока" 8К72К обтекатель был чисто дюралевый, крашеный. Ничего, выдерживал. Правда, первые две ступени семёрки резво набирают высоту, это третья работает только на увеличение скорости.
 11.011.0

Olegih

втянувшийся
Xan> Угленитки + пригоревшее льняное масло = углерод-углерод.
Xan> Будет работать на высоте 70 км (при скорости 3500).

А чем нить потом фиксировать?
Или ты имеешь в виду формовать из Угле.нити обтекатель и запекать в масле?
 36.036.0
Это сообщение редактировалось 28.03.2015 в 16:01

Xan

координатор

Xan>> Угленитки + пригоревшее льняное масло = углерод-углерод.
Olegih> А чем нить потом фиксировать?
Olegih> Или ты имеешь в виду формовать из Угле.нити обтекатель и запекать в масле?

Да.
Масло коксуется и работает связкой для ниток.
Это, конечно, "кухонная" технология, прочность, наверное, будет не такая, как у взрослого УУ.
Ну, как вариант термостойкого материала! :)

Думаю, может сопло попробовать сделать из такого.
 

Olegih

втянувшийся
Xan> Это, конечно, "кухонная" технология, прочность, наверное, будет не такая, как у взрослого
Xan> Ну, как вариант термостойкого материала! :)
Xan> Думаю, может сопло попробовать сделать из такого.

Ну не "кухонная" эт.точно, один набор форм на обтекатель чего стоить будет.
Никто ж не запрещает наборную,точнее слоеную конструкцию сделать.
FRC с графитовой вставкой уже делал, только стекло с бакелитом.
 36.036.0

Xan

координатор

Olegih> Ну не "кухонная" эт.точно, один набор форм на обтекатель чего стоить будет.

При 260 градусах масло уже быстро коксуется и на сковородках и в духовке.
Формы можно гипсовые делать, например.
А может быть и силиконовые.
Там всё равно надо несколько раз пропитывать и греть, кпд у масла небольшой. Из всей здоровенной молекулы масла используются только атомы углерода около двойных связей. Поэтому лучше использовать льняное, в нём двойных больше.

Первый раз можно греть при 260, силикон позволяет.
Можно первый раз делать только внешнюю поверхность, чтоб получить жесткую основу.
А в следующие добавлять внутренние рёбра и прочее. И уже без силикона греть сильнее.
 

Olegih

втянувшийся
Xan> Формы можно гипсовые делать, например.
Xan> А может быть и силиконовые.

Их тяжело центрировать. Лучше внешняя металлическая. и греть можно и нагрузку выдержит.
Единственный вопрос - разделительный слой.


Xan> Можно первый раз делать только внешнюю поверхность, чтоб получить жесткую основу.
Xan> А в следующие добавлять внутренние рёбра и прочее. И уже без силикона греть сильнее.

Внутренняя часть-силовая корка(стеклянная или карбоновая)как раз вставляется по "мокрому" в готовую "Рубашку" из теплоизиляции. на последнем этапе.
Наклеивать ребра на внутреннюю поверхность .... можно но геморно, все равно наличие внутренней даже тоненькой корочки желательно. Проще толщину корки увеличить.
 36.036.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Olegih

втянувшийся
Xan> Там всё равно надо несколько раз пропитывать и греть, кпд у масла небольшой. Из всей здоровенной молекулы масла используются только атомы углерода около двойных связей. Поэтому лучше использовать льняное, в нём двойных больше.

Говорят для спорт.байков делают глушаки из базальтовой ткани. А там от цилиндра до глушака метр а то и меньше.
 36.036.0
1 21 22 23 24 25 34

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