Высотные ракеты SashaMaks

Mihail66> Скажи, а на заводской катушке (бухте) он тоже закрученный, или уложен ровно?

Он потому и крутиться, что так уложен кручено

Вот смотри два разные катушки:
1. От FRC;
2. Ровинг Jushi

SashaMaks> Он потому и крутиться, что так уложен кручено
А ты его разматываешь из середины неподвижной бухты, или бухта вращается нанизанная на ось.

Я бухту ровинга ни разу в руках не держал. Но вот смотрю я видеоролики, и там видно как прядь ровинга ложится плоскостью на наматываемую поверхность, и при этом не перекручивается. Как это у них так получается?
Просто как идея, возможно эта нить специально так закручена в бабине, и если ее вытаскивать из середины неподвижной бухты (с нужного конца), то волокна сами по себе распрямятся и превратятся в подобие ленты?

Mihail66> А ты его разматываешь из середины неподвижной бухты, или бухта вращается нанизанная на ось.

Нет, он сам разматывается изнутри, бобина просто стоит напопа.

Mihail66> Как это у них так получается?

Там натяжительное устройство используется, где пучок распределяется ленточкой заданной ширины.
А вот тут уже секретики начинаются относительно конструкции и работы этих устройств.
Я пока для себя так и не сделал такой приспособы.

SashaMaks> Там натяжительное устройство используется, где пучок распределяется ленточкой заданной ширины.
Натяжительное устройство не сумеет работать бесконечно, чем дольше оно будет выпрямлять прядь, тем сильней будет закручиваться волокна до входа в это устройство. Там какой-то иной принцип "раскручивания" (выпрямления) волокон.

Mihail66> Натяжительное устройство не сумеет работать бесконечно, чем дольше оно будет выпрямлять прядь, тем сильней будет закручиваться волокна до входа в это устройство.

Сумеет. Эта ленточка весьма условна, она при определенном усилии может перераспределяться, а усилие это создаётся натяжителем. И возможно, что не с первого раза, поэтому может потребовать система специальных роликов. А вот каких роликов, сколько и как они будут расположены - это надо пробовать...

SashaMaks> Сумеет. Эта ленточка весьма условна, она при определенном усилии может перераспределяться...
Просматривая картинки из инета, попадаются просто шедеврально намотанные бобины. Если их разматывать с крутящейся катушки, то никакие "выпрямлятели" не потребуются.

Mihail66> Если их разматывать с крутящейся катушки, то никакие "выпрямлятели" не потребуются.

Кстати ДА!
Надо будет попробовать!
Спасибо!

SashaMaks> Надо будет попробовать!
Расскажи что получится.

SashaMaks>> Надо будет попробовать!
Mihail66> Расскажи что получится.

Это где-то только через неделю.
Сейчас идёт упорная возня с новыми соплами и формами для них...
Такую катушечку массой до 24кг ещё как-то на чём-то надо будет подвесить, чтобы она могла крутиться.

SashaMaks> Такую катушечку массой до 24кг ещё как-то на чём-то надо будет подвесить, чтобы она могла крутиться.

Два стула и швабра.

Mihail66> Просматривая картинки из инета, попадаются просто шедеврально намотанные бобины. Если их разматывать с крутящейся катушки, то никакие "выпрямлятели" не потребуются.

У меня нитка намотана на картонной трубке диаметром 83 мм.
Слоем 13 мм. (1 кг)
Совершенно явно разматывать надо снаружи.
Ну и при разматывании ничего не перекручивается.

Mihail66> Два стула и швабра.

Свалится.

Xan> У меня нитка намотана на картонной трубке диаметром 83 мм.
У тебя "специальная" катушка.
А вот про намотку в бухты чаще всего сказано, что размотка изнутри. С какого рожна так сделано, для меня загадка.

Mihail66> А вот про намотку в бухты чаще всего сказано, что размотка изнутри. С какого рожна так сделано, для меня загадка.

Посмотрел на свои катушки, на внешней поверхности виден хвост, то если снять полиэтилен, то можно и снаружи разматывать.

Думаю, изнутри разматывают, потому что так проще, всё равно всё это идёт на ту же композитную арматуру, а не на корпуса РДТТ, где важен КМС и тому подобное.

Но если эта тема прокатит, то корпус можно будет облегчить примерно в 1,5 раза и ещё сократить расход смолы!

SashaMaks> Думаю, изнутри разматывают, потому что так проще
Вероятно так и есть.
Но в видеороликах производства композитных труб присутствуют оба варианта размотки. И что характерно, для намотки труб большого диаметра катушка (даже несколько катушек) неподвижна, и размотка идет из середины. А вот для труб малого диаметра катушка как правило вращается (правда чаще всего на этой катушке углеволокно).

SashaMaks> Теперь уже цель оптимизации - это выбор рабочего давления в камере сгорания.
SashaMaks> Из чего можно сделать вывод, что любая добавка в УИ от давления приводит к увеличению баллистических показателей полёта в ракете.

Но есть ещё профиль давления и тяги:

Андрей_Суворов> Если не пренебрегать атмосферой, то оказывается, что выгодно как можно быстрее разогнаться до скорости примерно 0,7 маха, и дальше её поддерживать. Говорили*, что оптимальная скорость равна скорости установившегося падениия. Но нужен двухрежимный двигатель - сначала 10-20 "же", а потом тяга чуть больше веса - и, притом, желательно, чтоб она плавно уменьшалась.
(Споры с SashaPro [Андрей Суворов#20.05.09 15:02])
Serge77> Сам выбрал самую неэффективную геометрию топливного заряда, а теперь недоволен.**
(Споры с SashaPro [Serge77#03.07.09 21:49])

Всё это время в моей практике, когда получались регрессивные профили, и сопло разгоралось больше нормы, у всех этих двигателей был более низкий УИ, и даже пуски заканчивались с очевидной потерей высоты полёта.

А что если посчитать***, а не мнить* и спорить**?

Для расчётной модели взял за базу тот же двигатель РДМ-60-6 с начальным давлением 60[атм] и построил два вида графиков рабочего давления:
1. Постоянное рабочее давление 60[атм];
2. Регрессивное рабочее давление с 60[атм] до 2,6[атм];
при условии, что максимальное рабочее давление у них одинаковое (т.е. одинаковый запас прочности корпуса двигателя для одного и того же корпуса), а также одинаковая масса топлива 1,6[кг], одинаковая толщина свода горения топлива 20[мм].

С построением тяги с постоянным профилем всё просто и понятно, относительно его данных построен профиль регрессивный с учётом падения скорости горения и увеличения времени горения заряда топлива и расхода, а так же зависимостью УИ от давления, но пока без учёта потерь на неоптимальность работы сопла. Получается, что УИ снижается при этом с 138[с] у постоянного профиля до 100[с] у регрессивного профиля. Но, вдруг, регрессивный профиль будет лучше за счёт именно профиля тяги, как это "Говорили" местные "авторитеты"?

Получились примерно следующие расчётные графики давления и тяги см. рис.

Для них сделан оптимальный расчёт полёта ракет в атмосфере
Андрей_Суворов> Если не пренебрегать атмосферой…
где получились следующие данные:

Для постоянного профиля тяги:
Высота – 5452[м] Скорость – 804[м/с] Полезная нагрузка – 1,22[кг];
Для регрессивного профиля тяги:
Высота – 4587[м] Скорость – 444[м/с] Полезная нагрузка – 0,3[кг];
Высота – -16[%] Скорость – -45[%] Полезная нагрузка – -75[%].

Вывод: указанный режим работы двигателя А. Суворовым не является более выгодным простого постоянного режима ни по одному из 3-х целевых параметров для ракет.

П.С. Причём важно именно постоянство давления, а не тяги, т.е. прогрессивный профиль тяги может быть применён при постоянном давлении и даёт он примерно такой же результат, как и постоянный. На это есть отдельный расчёт…

П.П.С. Возможно ли вообще создать такой двухрежимный двигатель, чтобы давления было постоянным, а тяга регрессивной? Ну, наверное да, где-нибудь там же в мнениях местных «авторитетов» Сопла в мире действительном пока умеют только разгораться, а не сужаться, а специально это сделать - ой как не просто…
Но я, почему-то, должен был выбрать именно такой ущербный режим или начать строить сопло с изменяемой геометрией и не «возмущаться»!

---

*Мне́ние — понятие о чём-либо, убеждение, суждение, заключение, вывод, точка зрения или заявление на тему, в которой невозможно достичь полной объективности, основанное на интерпретации фактов и эмоционального отношения к ним.

**Спор — состояние общественных словесных состязаний, в которых целью участников является убеждение друг друга в своей правоте и причиной которых обычно являются противоречия мнений или точек зрения. В споре возможно применение психологических и логических уловок, каверз, такой спор называется демагогическим.

***Дискуссия — обсуждение вопроса, проблемы; разновидность спора, направленного на достижение истины и использующего только корректные приёмы ведения спора.

SashaMaks> Но есть ещё профиль давления и тяги:
SashaMaks> Вывод: указанный режим работы двигателя А. Суворовым не является более выгодным простого постоянного режима ни по одному из 3-х целевых параметров для ракет.

Расчётные данные по обоим оптимизациям давлений:

SashaMaks> Для регрессивного профиля тяги:
SashaMaks> Высота – 4587[м] Скорость – 444[м/с] Полезная нагрузка – 0,3[кг];

Это очень быстро.
Я когда-то это считал. Нужно было остановиться на скорости 200-250м/с, там будет наименьшее сопротивление, а оно квадрат от скорости.
Если растянуть тягу двигателя во времени сохранив ПИ, и скорость около 0,6-0,7М, то зазвездуешь на 7000+.

Mihail66> Если растянуть тягу двигателя во времени сохранив ПИ

Проблема как раз в этом если.

SashaMaks> Проблема как раз в этом если.

Конечно проблема. Постоянно, как двухступку рассчитывать, то для первой ступени нужен хороший пинок, чтобы она до 300-330м/с быстро разогналась и отвалилась, не высоко (~300м), чтобы ее глазами было видно куда она прилетит, чтобы искать не далеко. И пусть вторая ступень летит по инерции, она же еще тяжелая. И вот на высоте километра три как рас приходится тягу второй ступени включить, и желательно не сильную, но длительную. Таким образом можно больше половины топлива съэкономить для одинаковой высоты, если сравнивать с одноступенчатой ракетой.
Но не умеем мы пока делать долгоиграющие двигатели малой тяги.

Mihail66> Конечно проблема. Постоянно, как двухступку рассчитывать, то для первой ступени нужен хороший пинок, чтобы она до 300-330м/с быстро разогналась и отвалилась

Это уже два двигателя получается, а не один.

А если первая ступень закинет вторую на высоту более 10км, то и второму двигателю лучше работать быстрее и мощнее, чтобы не растрачиваться на гравитационные потери.

SashaMaks> Это уже два двигателя получается, а не один.
Ну их можно представить как один с хитрым профилем тяги (весьма условно).
SashaMaks> А если первая ступень закинет вторую на высоту более 10км, то и второму двигателю лучше работать быстрее и мощнее, чтобы не растрачиваться на гравитационные потери.
Если более 10км, то там и 0,6М уже не 200м/с. Поэтому все логично.
Я кстати даже и не подумал на этот счет, а на какой высоте у тебя 440м/с. Просто почему то сразу полетел по своему сценарию.
У меня же чисто потребительский смысл. Первая ступень далеко не улетает, выполнила быстрый разгон, отвалилась, и села неподалеку от старта.

SashaMaks>> Это уже два двигателя получается, а не один.
Mihail66> Ну их можно представить как один с хитрым профилем тяги (весьма условно).

Очень весьма условно

Mihail66> Если более 10км, то там и 0,6М уже не 200м/с. Поэтому все логично.
Mihail66> Я кстати даже и не подумал на этот счет, а на какой высоте у тебя 440м/с.

Нет, такое не возможно при регрессивном профиле и по указанной двухрежимности.
Это те самые двигатели, которые я сейчас разрабатываю, длинные и большие с большим давлением и тягой. Они "пробивают" атмосферу за счёт большого удлинения корпуса или большой концентрации инерционной массы расположенной за малой площадью сопротивления. Масса при этом играет роль аккумулятора кинетической энергии, запасаемой после отработки первой ступени. Первая ступень в связке из двух будет после отработки сразу же сдуваться потоком воздуха, так как она легкая при высоком КМС, а оставшаяся оптимальная масса летит до самого верха оптимума без потерь, а потом так же быстро отрабатывает на большой высоте порядка (10-12)км и уже за счёт собственного высокого КМС легкая масса головной части летит далеко и высоко в космос)

SashaMaks> Очень весьма условно
Да. и именно поэтому там 2 ступени.

SashaMaks> Нет, такое не возможно при регрессивном профиле и по указанной двухрежимности.
Поясню, что я имею ввиду в смысле долгоиграющего двигателя (второй режим).
На таком примере. Использую 2 крайних случая, для расчета полета второй ступени.
В обоих случаях вторая ступень стартует с одинаковой высоты и с одинаковой начальной скоростью. Двигатели имеют одинаковый ПИ, и разное время работы. И выше улетит тот у которого тяга меньше.

SashaMaks> Это те самые двигатели, которые я сейчас разрабатываю, длинные и большие с большим давлением и тягой. Они "пробивают" атмосферу за счёт большого удлинения корпуса или большой концентрации инерционной массы расположенной за малой площадью сопротивления.

А при чем здесь большое удлинение? По мне оно тоже далеко не в кайф. Больше удлинение - больше Сх.
К концу работы двигателя он уже пустой, и его нужно сбросить сразу посте отсечки. Только так он сможет передать кинетическую энергию массе второй ступени. А скажи мне, на какой высоте произойдет отсечка у твоего двигателя?

SashaMaks> Первая ступень в связке из двух будет после отработки сразу же сдуваться потоком воздуха, так как она легкая при высоком КМС,

У меня не получается такая разъемная конструкция ступеней. Поэтому соединение жесткое, и приходится расстыковываться пирозарядом. А если сделать соединение очень свободным, то есть вероятность что ракета расстыкуется (развалится) еще на взлете из-за неизбежной закрутки (иногда каждая ступень закручивается в разные стороны, это недостаточная точность при сборке).

SashaMaks> ...а оставшаяся оптимальная масса летит до самого верха оптимума без потерь...

Как определяется верх оптимума для включения тяги второй ступени?

SashaMaks>> Очень весьма условно
Mihail66> Да. и именно поэтому там 2 ступени.

Там тяга меняется плавно, поэтому никаких двух ступеней быть по определению не может.
Это ты сейчас две ступени рассматриваешь.

Mihail66> И выше улетит тот у которого тяга меньше.

Это когда атмосфера ещё плотная, что много ниже 10км.

Mihail66> А при чем здесь большое удлинение? По мне оно тоже далеко не в кайф. Больше удлинение - больше Сх.

И даже больше скорость, но СИ ещё больше будет, поэтому выходит лучше до определенного предела удлинения, а это весьма длинный двигатель получается.

Mihail66> А скажи мне, на какой высоте произойдет отсечка у твоего двигателя?

Очень ориентировочно (2-5)км многое зависит от габарита и удлинения.
Я целую систему двигателей проектирую сейчас в диаметрах 40-60-80[мм].

Mihail66> А если сделать соединение очень свободным, то есть вероятность что ракета расстыкуется

Её сильно придавит и ничего не расстыкуется, перегрузка порядка (40-60)G!

Mihail66> Как определяется верх оптимума для включения тяги второй ступени?

По минимальной скорости, при которой ещё возможна аэродинамическая или вращательная стабилизация на большой высоте.