Конструкция ракет 2020

Топаз>> Пользуясь программой eZalt заметил
RocKI> А лист "Best Mass" не заметил? ...и программа позволяет её вычислить.
У меня просто возник спор с одним человеком, Он не может понять с чего это я взял,что иногда корпус необходимо догружать для достижения высшей точки апогея. Я указал на эту прогу, но он не поймет каким образом программа вычисляет эту золотую середину в весе.

Топаз> ..Подскажите, уменьшение веса ракеты ВСЕГДА, положительно реагирует на увеличение высоты полета или есть моменты когда корпус необходима утежилить для достижения высшей точки апогея?..

Когда вес слишком лёгкий, ракета набирает слишком большую скорость и теряет тягу двигателя на сопротивлении в атмосфере. Скорость не растёт выше определённого. При меньшем ускорении, меньшем соотношении тяга/вес, ракета не успевает набрать критическую для движения в атмосфере скорость, поскольку с ростом высоты теряет часть набранной скорости.

Tayfur> Когда вес слишком лёгкий, ракета набирает слишком большую скорость ...

У мня иной раз даже до смешного доходит. Вся конструкция получается массой ~1,3кг, а для наивысшего апогея нужно ее догружать до 2,6кг. Это лишних 1,3кг массы. Вот про какой нахер КМС можно вообще рассуждать, если наши "атмосферные" ракетки так сильно зависят от накопленной энергии?!
Речь конечно об одноступке, или о последней ступени в балл.полете.
Кому интересно то вот расчет от Rocki, на других калькуляторах примерно те же цифры.

RocKI>> А лист "Best Mass" не заметил? ...и программа позволяет её вычислить.
Топаз> У меня просто возник спор с одним человеком, Он не может понять с чего это я взял,что иногда корпус необходимо догружать для достижения высшей точки апогея. Я указал на эту прогу, но он не поймет каким образом программа вычисляет эту золотую середину в весе.

С технической точки зрения программа действует просто. Ты задаешь крайние массы - минимальную и максимальную, а программа считает высоты с разными массами в этом диапазоне, строит график и определяет массу ракеты при максимальной высоте.
Что касается физики... Мнээ, давно это было. Да и на пальцах не получается. Cопротивление воздуха не зависит от массы и растет как квадрат скорости и это куда-то чего-то... то ли на режиме разгона, то ли торможения... а скорее вкупе. Как-то так. В общем, когда распишешь все факторы и начнешь считать - получаешь эту фигню.

Mihail66> Картинки с выставленным соплом и Сх.
И то же самое для обрубка на хвосте. Все гармонично!

И вот тот ничеловеческий Сх на трасзвуке сжирает более 20% высоты полета.

Mihail66> Может кто-то вразумительно объяснить, что торчащее из задницы ракеты сопло так погано сказывается на аэродинамике?

А фиг его знает!!!

Но — да, удивительно.
И даже если конический стекатель приделать, всё равно хуже, чем обрезанное дно.

И всякие гиперзвуковые самолёты рисуют с обрезанным хвостом. Так что это не глюк проги.

Возможно, на симуляторе можно разглядеть, какие там течения. И как их портит лишняя деталь (сопло).
Всё должно сводиться к тому, что давление на дно получится разное.

Наверное, там тороидальный вихрь, в котором по оси воздух течёт ко дну (навстречу потоку), а на периферии от дна.
И когда воздух около дна растекается от оси к периферии и меняет направление, создаётся дополнительное динамическое давление на дно.
И суммарное давление на дно получается больше, чем статическое давление в вихре вдалеке от дна.
А статическое равно просто атмосферному.

А если вихрь испортить соплом, чтоб воздух поворачивал дальше от дна, то дополнительного давления не будет.
А будет на дне только статическое давление.

А тогда, возможно, чуть выгоднее делать дно немного углублённым. Или вдавленным по плавной кривой.

Это всё глядя в потолок и ковыряясь в носу.

Саша Макс мог бы проверить, если его это заинтересует.

Xan> Всё должно сводиться к тому, что давление на дно получится разное.
Трындец.

Xan> А тогда, возможно, чуть выгоднее делать дно немного углублённым. Или вдавленным по плавной кривой.
Mihail66> Трындец.

Разница Сх на трансвуке почти в 3 раза!

Я когда то задавался вопросом "а что будет если срез сопла будет утоплен в тело ракеты" и между срезом сопла и корпусом ракеты будет пустота.

Mihail66> Я когда то задавался вопросом "а что будет если срез сопла будет утоплен в тело ракеты" и между сресом и корпусом будет пустота.

Выходит что можно затолкать движок поглубже, но с расчетом на то чтобы выхлоп не задевал срез корпуса ракеты. И за счет этого организовать пристыковку первой ступени.

Xan> Саша Макс мог бы проверить, если его это заинтересует.

А давайте его попросим!
Саш, сумеешь проверить эту хрень на симуляторе?

Mihail66> Разница Сх на трансвуке почти в 3 раза!

И вот из-за этой грёбаной ступеньки на трасзвуке резко падает ускорение второй ступени с работающим двигателем.

На картинке изменение скорости и ускорения на активном участке разгона.

Mihail66>> Может кто-то вразумительно объяснить, что торчащее из задницы ракеты сопло так погано сказывается на аэродинамике?
Xan> А фиг его знает!!!

Я как-то уже говорил. Просто срез - это просто срез с обычным донным сопротивлением без сверхзвука. А любые сужения в хвостовой части приводят к местному сверхзвуку, скачкам уплотнения и резкому росту сопротивления. Можно поставить сопло вровень со срезом, но будет проигрыш на дозвуке.

RocKI> ... Можно поставить сопло вровень со срезом, но будет проигрыш на дозвуке.

Да, точно!
Я только сейчас это разглядел. Это несколько меняет подход к общей конструкции.
В моем случае, на первой ступени сопло выгодней выставить наружу, а вот на второй наоборот спрятать.
Спасибо за важное пояснение!

RLAN> ..... Катастрофического роста или падения Сх не получалось , максимум - десятки процентов.

Ты говоришь о каком-то усредненном Сх, или именно на трансзвуковом участке?

Evgenij> ... Так что посоветуете - оставить как получилось, или срочно менять положение двигателя и есть ли в этом необходимость? Ракета дозвуковая.

Не, так конечно лабуда получится. Обязательно двигай движок.

Mihail66> Не, так конечно лабуда получится. Обязательно двигай движок.
Еще дальше или обратно на выход? В обрез хвостовой части?
А что будет, если оставлю в таком, сегодняшнем положении? Тяга, импульс, высота - что изменится и на сколько процентов? Если высота полета уменьшится на 50 метров, так и трогать ничего не надо.

Evgenij> Еще дальше или обратно на выход? В обрез хвостовой части?
Конечно на выход.

Evgenij> А что будет, если оставлю в таком, сегодняшнем положении?

Тяга упадет (не знаю на сколько). Круглая приблуда на срезе в бараний рог. Хвост сгорит.

Evgenij>> А что будет, если оставлю в таком, сегодняшнем положении?
Mihail66> Тяга упадет (не знаю на сколько). Круглая приблуда на срезе в бараний рог. Хвост сгорит.
Посмотрел я схему (рисунок), но не увидел влияния пустого хвостового отсека на величину тяги. Можно предположить только, что при таком положении среза сопла относительно среза хвостового отсека могут возникнуть вихревые потоки, изменяющие на какую то угловую величину вектор этой тяги. Но изменения мизерные, ибо вся проекция выходящей газовой струи укладывается в выходное отверстие среза хвоста ракеты.

Evgenij> ... ибо вся проекция выходящей газовой струи укладывается в выходное отверстие среза хвоста ракеты.

Ты ее слишком идеальной (с изобразительной точки зрения) нарисовал. В моем представлении там будет все совсем по другому. Газообразная фаза на выходе из сопла должна начать сжиматься под действием атмосферного давления. Но т.к. у тебя фактический срез сопла это срез корпуса, то выхлоп захочет расширяться. А "тяжелая" К-фаза запросто захочет снести все, что находится на этом срезе.
(Может быть и нормально все пройдет, но зачем на это надеяться?)

Evgenij> Интересный опыт можно провести, установив хвостовой отсек носом в землю с утопленным движком и запустить ...

Да просто повтори на модели тоже самое что у тебя сделано, и проведи наземный тест выхлопом в небо.

Evgenij>>> А что будет, если оставлю в таком, сегодняшнем положении?
Mihail66>> Тяга упадет (не знаю на сколько). Круглая приблуда на срезе в бараний рог. Хвост сгорит.
Evgenij> Посмотрел я схему (рисунок), но не увидел влияния пустого хвостового отсека на величину тяги.

В этом пустом отсеке давление должно стать меньше атмосферного? Если да, то это тормоз, против более высокого атмосферного с головы ракеты. Я так по простому представляю. Нам желательно в голове иметь более низкое давление, по сравнению с хвостом.

Evgenij> На очередной ракете, что собираю, сопло утопил в хвостовой отсек по его срезу на 5 см.

У твоей конструкции есть потенциал.... Сразу вспомнилась картинка из книги В. Канаева "Ключ на старт". На моей памяти никто из ракетомоделистов еще не реализовал на практике эжекторное сопло, а судя по теории сопло Лаваля должно формироваться воздушным потоком, что сулит некий плюс к тяге при относительно простой конструкции и использовании не дорогих материалов...