Аэродинамика ракет

Evgenij>> Не согласен. Во-первых, Все наши ракеты на форуме - управляемые.
Mihail66> Нихира они не управляемы. Если из-за воздушный течений будет меняться направление ее траектории, то ты никак не сможешь на это повлиять. Отсюда появилась и аббревиатура НУРС.
Если наши ракекты неуправляемые, так зачем мы "клеим" им стабилизаторы? Давайте их обрежем и тогда на 100% они будут неуправляемыми. Летящий вниз кирпич с крыши - неуправляемый, на 100%
В наши ракеты управление их полетом заложено при их проектировании и изготовлении. Абревиатура НУРС неграмотная, ибо введена каким то тыловиком для учета авиаракет на складе (дополнительно Википедия это подхватила).
А на мой вопрос (про надежность) так и нет ответа ...
Про изменение полета ракеты под действием воздушных течений. Да, при порыве ветра ракета кратковременно меняет траекторию, но встречный поток воздуха, набегающий на ракету, компенсирует это влияние бокового ветра, воздействуя на стабилизаторы. На пусках почти всех наших ракет этот эфффект заметен. Вот это и есть управление. Оно заложено в конструкцию ракеты. И чем больше стабилизаторов, тем быстрее ракета займет свое положение, компенсировав порыв бокового ветра.
Почти лекцию прочитал ...

...
Evgenij> Почти лекцию прочитал ...

Хорошо бы понять о чем и на хрена она нам.

Брат-2> ...
Evgenij>> Почти лекцию прочитал ...
Брат-2> Хорошо бы понять о чем и на хрена она нам.
Вопрос задал про изготовлению на 3D принтере хвостового отсека ракеты и стабилизаторов. Хозяин этого станка предлагает мне для экономии материала изготовить только три стабилизатора. Я предложил 4. На форуме не могли пояснить, почему можно три поставить. И не могут пояснить, почему на военных ракетах стоят 4 стаба, а мне советуют только три. Тормоза какие то.
Для этого и лекцию прочитал. Так будет ответ на вопрос? Но я не настаиваю ...

Evgenij> Если наши ракекты неуправляемые, так зачем мы "клеим" им стабилизаторы?

Для стабилизации (опускаем ЦД ниже ЦТ).

Evgenij> Летящий вниз кирпич с крыши - неуправляемый, на 100%

Тогда кирпич, руководствуясь твоим принципом, еще более управляемый. У него нет стабилизаторов, и воздушные течения оказывают меньше влияния на его полет.

Evgenij> ... Да, при порыве ветра ракета кратковременно меняет траекторию, но встречный поток воздуха, набегающий на ракету, компенсирует это влияние бокового ветра, воздействуя на стабилизаторы.

При порыве ветра ракета меняет траекторию не кратковременно, а навсегда. И уже никакие пассивные стабилизаторы не вернут ее к первоначальной траектории.

Evgenij>> Если наши ракеnты неуправляемые, так зачем мы "клеим" им стабилизаторы?
Mihail66> Для стабилизации
Все равно ответ на мой вопрос отсутствует. Мажем хлеб маслом, потому что это масло.
Теперь по порядку попыток ответить на мой вопрос. Вот интересно, стабилизация полета для чего нужна? Неужели только для (опускаем ЦД ниже ЦТ).

А для чего же эта стабилизация? В моем понимании, это элемент управления полетом ракеты. Именно управления, направления ее на путь истинный.
Про кирпич вообще не понял (к сожалению).
Про изменение траектории. У меня есть ролик (и на форуме он есть) пуска первой моей ракеты. В нем характерно показан пример воздействия на полет ветра и сопротивление этому воздействию ракеты. За счет чего? Конструктор заложил в ее устройство элемент управления - стабилизаторы! А в кирпич ничего не заложено. Ракета в результате борения с ветром заняла вертикальное положение. Задача управления выполнена.
По-прежнему нет ответа - почему на военных ракетах 4 стабилизатора, а форумчане рекомендуют мне только три. Безо всякого объяснения.
Наверное, только Xan может ответить, он же мой должник ...

Evgenij> И не могут пояснить, почему на военных ракетах стоят 4 стаба, а мне советуют только три. Тормоза какие то.

Мной тебе было объяснено, что на управляемых ракетах рациональней и проще использовать 4 плоскости стабилизатора, соответственно и руля. При этом мы имеет четкие, независимые две оси управления X и Y, а соответственно и два взаимонезависимых канала управления. А если 3 плоскости и руля. Тогда необходимо из данных осей X и Y сделать микс для 3 рулей, сложно.
Видимо действительно тормоза!

Evgenij> ... Вот интересно, стабилизация полета для чего нужна?

Если совсем по простому, то для того, чтобы тяжелая "задница" не обгоняла легкую "голову".

Evgenij> Неужели только для [i](опускаем ЦД ниже ЦТ).

Не "для", а "с помощью".
Смотри здесь -

Evgenij> Про кирпич вообще не понял (к сожалению).

У кирпича меньше шансов изменить траекторию полета.

Evgenij> Про изменение траектории. У меня есть ролик (и на форуме он есть) пуска первой моей ракеты. В нем характерно показан пример воздействия на полет ветра и сопротивление этому воздействию ракеты. За счет чего?

Поясняю. У стабилизаторов есть зависимость их эффективности от скорости. Чем больше скорость, тем лучше стабилизация. Поэтому сначала (на малой скорости) ракета виляет, а потом (набрав скорость) летит прямолинейно. Но здесь есть еще один момент. По мере выгорания топлива ТЦ смещается к носу и это повышает запас АД-устойчивости, благодаря чему полет ракеты получается более прямолинейным.
По существу большая площадь стабилизаторов нужна ракете только в первый момент полета, при сходе с направляющей.

Evgenij> По-прежнему нет ответа - почему на военных ракетах 4 стабилизатора, а форумчане рекомендуют мне только три. Безо всякого объяснения.

Ни кто здесь тебе не рекомендует делать 3 стаба. Так делается с целью упрощения конструкции, меньше сделать просто нельзя. А так можно и 4, да хоть 6 или 8 поставь, если отсутствует или мал запас АД-устойчивости.

Mihail66> По существу большая площадь стабилизаторов нужна ракете только в первый момент полета, при сходе с направляющей.

Т.е. сошла с направляющей( или чуть позже)-сбрасывай стабы.?

Mihail66> Ни кто здесь тебе не рекомендует делать 3 стаба. Так делается с целью упрощения конструкции, меньше сделать просто нельзя.

Можно один стабилизатор-кольцевой. Про него забыли. А центаурус где-то выкладывал выдержки из книги, где утверждалось, что при одинаковой площади кольцевой эффективнее.

EG54> Т.е. сошла с направляющей( или чуть позже)-сбрасывай стабы.?

У меня была такая задумка. Только не после направляющей, а после выключения двигателя.

Evgenij> А для чего же эта стабилизация? В моем понимании, это элемент управления полетом ракеты. Именно управления, направления ее на путь истинный.

Нет.
Стабилизация — "чтоб летела примерно туда", не виляя особенно.

Управление — это именно активное изменение параметров ракеты, чтоб она летела куда надо. А не "примерно туда".

Evgenij> По-прежнему нет ответа - почему на военных ракетах 4 стабилизатора, а форумчане рекомендуют мне только три. Безо всякого объяснения.

На них всякое число стабилизаторов.
6, 8, 10 — например. Нечётное труднее на чертеже изобразить, поэтому реже.

А вот рулей, обычно, две пары.
Потому что удобнее каждому каналу — по X и Y — свою пару рулей дать.
Тем более, что военные ракеты, летящие горизонтально, часто имеют верх и низ, лево и право.
И разное управление по X и Y, с разными коэффициентами и прочим.

=====

Я планирую делать много стабилизаторов (6, 8). И не "раскидистых". Потому что на сверхзвуке имеет значение только площадь, а не форма.
И не имеет смысла делать их размашистыми, как крылья у дозвукового самолёта. Это дороже.

А рулей, которые крутятся, можно поставить, например, три пары (по паре перьев на одной оси).
Вспомнив теорему Пифагора легко разложить сигналы управления по X и Y на три машинки под углом 120 градусов.
Зато если сделать перья в паре немного несимметричными, то поворот пары вызовет ещё и момент по Z.
И получится управление по всем трём осям.

Evgenij>> А для чего же эта стабилизация? В моем понимании, это элемент управления полетом ракеты.
Xan> Стабилизация — "чтоб летела примерно туда", не виляя особенно.
Не "примерно туда", а именно в направлении, которое задал стартовый расчет и помог в этом конструктор ракеты. А выражение "примерно туда" подходит для направлений север, юг, запад, восток. Уж очень примитивно сказано про "примерно ...".
Теперь про то, что можно ставить не четыре стабилизатора, а три. Обосновывают простотой конструкции. Тогда почему же С.П. Королев не применил на своих ракетах только три стабилизатора? Тогда правильно сделал И.Сталин, засадив его в лагерь, ведь растрату гений допустил.
Вопрос то этот совершенно простой про количество стабилизаторов, а участники, кроме Xan-а не могли толком сами себе этот вопрос разжевать. Запутались в формулировках.
Теперь про надежность конструкций наших ракет и их узлов. Почти все они конструируются в гаражно-домашних условиях, вероятность конструкторской ошибки довольно высока. Поэтому ошибка в установке стабилизаторов реальна, но она может нивелироваться количеством этих стабилизаторов (суммой разнознаковой ошибки их установки). Поэтому в вопросе надежности полета ракеты в нужном направлении 4 стабилизатора предпочтительнее, нежели три. Читайте теорию вероятности.
Спасибо всем за дискуссию!

Evgenij> Теперь про надежность конструкций наших ракет и их узлов. Почти все они конструируются в гаражно-домашних условиях, вероятность конструкторской ошибки довольно высока. Поэтому ошибка в установке стабилизаторов реальна, но она может нивелироваться количеством этих стабилизаторов (суммой разнознаковой ошибки их установки).

Если отталкиваться от этих рассуждений, и заведомо закладывать в конструкцию вероятность ошибки с разнознаковостью 50/50, то конечно четное количество стабов будет предпочтительней.
Но я делал и 3 стаба, и 4 стаба, и могу сказать, что при любом их количестве никак не удается снизить вращение. Один лишь раз, по воле случая, мне удалось запустить ракету с очень малым вращением (было 3 стаба). Но это скорей исключение

Evgenij>> Теперь про надежность конструкций наших ракет и их узлов.
Mihail66> Если отталкиваться от этих рассуждений, и заведомо закладывать в конструкцию вероятность ошибки с разнознаковостью 50/50, то конечно четное количество стабов будет предпочтительней.
Не только четное, четность при вычислении вероятности не имеет значения. Имеет значение количество стабилизаторов. Вероятность попадания ракеты в цель (у нас в зенит) вычисляется и потом сравнивается с результатами нескольких пусков. Есть даже специальный параметр для такой конечной оценки, как КВО (круговое вероятное отклонение). Так вот, я могу с большой долей вероятности утверждать, что КВО при трех стабилизаторах значительно больше, чем при четырех.
КВО моего последнего пуска на фото:

Mihail66> Один лишь раз, по воле случая, мне удалось запустить ракету с очень малым вращением

Можно сделать вертикальную аэродинамическую трубу.
На входе грамофонный раструб, чтоб воздух плавно входил, без завихрений.
На выхлопе, внизу, вентилятор.

Ракету подвешиваешь на нитке и опускаешь в трубу.
И сразу видно, насколько криво установлены стабы.
И можно легко подправить кривизну до нулевого вращения.

Xan> И можно легко подправить кривизну до нулевого вращения.

Отличное предложение. Надо бы это обдумать.

Xan> Ракету подвешиваешь на нитке и опускаешь в трубу.
Xan> И сразу видно, насколько криво установлены стабы.
Xan> И можно легко подправить кривизну до нулевого вращения.

Я про такое устройство уже думал, но подвеска ракеты без царапания стабилизаторами о трубу проблемная. Дополнительно габариты устройства значительные. У кого есть гараж или мастерская, так я бы приветствовал такие эксперименты. Вентилятором я давно (на заре моих пневмо ракет) проверял парашют.

Evgenij> Не только четное, четность при вычислении вероятности не имеет значения.

Конечно не имеет, тем более что ошибки как правило совершаются в одну сторону. А значит сколько угодно стабов поставь, один хер ничего не усреднится. Так что вероятность попадания твоей ракеты в цель зависит не от количества стабов, а от эффективности стабилизации в общем. На этом месте нужно повернуть разговор в сторону надежности, и ответь на вопрос о том, как количество стабов влияет на вероятность аварии или возникновении нештатки. И тут нарисуется картина, которая понравится Xan-у. Лучше много стабилизаторов, но маленьких.

Evgenij> Я про такое устройство уже думал, но подвеска ракеты без царапания стабилизаторами о трубу проблемная.

А не надо стабы в трубу опускать.

Xan> Можно сделать вертикальную аэродинамическую трубу.

А тебе не хочется для вентилятора поставить спрямляющий аппарат? А ты будешь уверен, что у тебя получится точно прямой поток? Хорошо, вращаться не будет. А куда деть дестабилизирующие моменты от аэродинамической асимметрии корпуса ракеты , поперечной асимметрии масс, несоосности тяги двигателя. Хорошо, зададим вращение, допустим 10-30 об/мин, но так это для скорости потока воздуха в трубе! То есть я к тому, что подобная труба вообще ничего не даст. Надо доверится Хаn рукам Бога, да еще верить в свои не кривые ручки, а там, как повезет!

Evgenij> Вопрос задал про изготовлению на 3D принтере хвостового отсека ракеты и стабилизаторов. Хозяин этого станка предлагает мне для экономии материала изготовить только три стабилизатора. Я предложил 4.

Надо исходить из координатных осей 3Д принтера (самопального из китайских деталей). Он сможет распечатать одинаковые стабы при повороте на 120 градусов?

Evgenij> .... Вентилятором я давно (на заре моих пневмо ракет) проверял парашют.

А мы с тобой знакомы? У меня есть догадка, но не уверен.

Tayfur> Надо исходить из координатных осей 3Д принтера (самопального из китайских деталей). Он сможет распечатать одинаковые стабы при повороте на 120 градусов?
Не знаю, скорее всего, сможет. Хозяин принтера в Хабаровске, а я почти рядом с Балтикой. Но если он предлагал, так такое возможно. Когда он слепит мне хвостовой отсек со стабилизаторами, покажу.

Evgenij>> .... Вентилятором я давно (на заре моих пневмо ракет) проверял парашют.
Брат-2> А мы с тобой знакомы? У меня есть догадка, но не уверен.
Я не уверен. На форуме я новичок ...

Evgenij>> Я про такое устройство уже думал, но подвеска ракеты без царапания стабилизаторами о трубу проблемная.
Mihail66> А не надо стабы в трубу опускать.
Надо опускать!
Вне трубы не создать приемлемого для эксперимента обтекающего ракету и стабилизаторы потока воздуха. Если делать серьезный эксперимент, так надо применять не только простую трубу, а трубу с критикой, в области которой поток воздуха ускоряется. Но габариты ...
Я помню такие эксперименты с аэродинамической трубой в лаборатории. Мы для курсового проекта в эту критику устанавливали макеты головных частей для ракет разной формы. Интересно было наблюдать результаты.

Evgenij> Не знаю, скорее всего, сможет. Хозяин принтера в Хабаровске, а я почти рядом с Балтикой.

Проще в своих пенатах найти человека с 3D-принтом. У нас сейчас по городу около трех десятков предложений об оказании услуг 3D-печати, за деньги конечно.