Аэродинамика ракет

Чайник> Лучше было объяснить проще, как делает учитель в школе

Проще векторной формы не получится, а то, что Вы нашли из школы - это наоборот сложнее будет, так как является общипанной курицей со всех сторон, являясь результатом той же самой векторной формы с кучей допущений, которые Вам всё равно не дадут ответа, так как никакого угла поворота там нет, как нет и описания вращательного движения.

SashaMaks> Проще векторной формы не получится,
Хан писал, что он взял свои формулы из учебника школьного

Чайник>> Это какой то древний музей
Xan> Я и сам древний!

Я это стал подозревать на второй день наших диалогов с Вами - снимаю шляпу!
Вообще то я задавал всем собеседникам форума достаточно простые вопросы, ответы на которые тоже можно было сформулировать просто. Но многие пошли в своих ответах по пути научности в формулировках, хотя можно было намного проще все это описать. В хороший штиль кривизна траектории получается не от ветра, который увидит ракету, и подует на нее, а от обычных "кривых" стабилизаторов. Идеально отцентрованную ракету в хороший штиль всегда будут сопровождать аплодисменты. И я хочу в этом убедиться лично

Чайник> Хан писал, что он взял свои формулы из учебника школьного

А что в школах векторы не проходят?
Проще да, но только пока есть плоский случай, и все идеально, а не как Вы хотите с кривыми стабилизаторами и пр.

Чайник> Вообще то я задавал всем собеседникам форума достаточно простые вопросы, ответы на которые тоже можно было сформулировать просто. Но многие пошли в своих ответах по пути научности в формулировках, хотя можно было намного проще все это описать. В хороший штиль кривизна траектории получается не от ветра, который увидит ракету, и подует на нее, а от обычных "кривых" стабилизаторов. Идеально отцентрованную ракету в хороший штиль всегда будут сопровождать аплодисменты. И я хочу в этом убедиться лично

А какой "простой" формулой можно посчитать давление в двигателе в любой момент времени? А если там не просто канал по центру, а канал со смещением? А если там "звезда"?
Поэтому весь полет ракеты делят на короткие промежутки времени. В каждый из них рассчитывают все необходимые параметры, вычисляют силы, находят ускорения -> скорости -> координаты. И, таким образом, получают модель полета "в первом приближении".

Кроме этого можно учитывать:
a) Сопротивление воздуха
b) Сопротивление воздуха в зависимости от высоты
c) Смещение центра масс ракеты при сгорании топлива
d) Отстрел первой ступени

и т.д.

Одной "простой" формулы для всего этого просто нет.

Чайник>> Хан писал, что он взял свои формулы из учебника школьного
SashaMaks> А что в школах векторы не проходят?
SashaMaks> Проще да, но только пока есть плоский случай, и все идеально, а не как Вы хотите с кривыми стабилизаторами и пр.

Хан нам написал формулы:
"Там простая школьная физика.
v_x = v_x + a_x * dt;
v_y = v_y + a_y * dt;
x = x + v_x * dt;
y = y + v_y * dt;"

Векторов там не было. Это очень старая запись из учебника физики 60-х годов. Производные ... Помните -д икс по дт ... индексы через дефисы.

Объяснять что-то надо желательно не демонстрацией перепечатанного из учебника, а словесно, выявляя дидактически сущность вопроса. А так выходит - протянул учебник, и сказал: "Изучай". Я не критикую уважаемого Хана, и больше обращаюсь ко всем форумчанам - лучше написать три толковых предложения, чем выбросить на экран молчаливую формулу, в которой игрек слева не равен игреку справа

Чайник>> Вообще то я задавал всем собеседникам форума достаточно простые вопросы,
Salimbek> А какой "простой" формулой можно посчитать давление в двигателе в любой момент времени? А если там не просто канал по центру, а канал со смещением? А если там "звезда"?
Так я не просил рассказать, как вычислить такие параметры. Для измерения давления в двигателе у меня есть датчик давления и контроллер Ардуино
Представляю ситуацию: На морозном поле стоит парнишка, нажимает кнопку старта ракеты, и как только она полетела, начинает вычислять по формуле давление в ее двигателе. Я же эту величину могу взять с флэшки - после спуска ракеты
Мы вообще отвлеклись от темы беседы - я спрашивал, может ли быть устойчивой на траектории полета ракета (особенно у апогея), или это для всех проблема и безнадега? Тогда зачем пилить в сараях и квартирах стабилизаторы, и отрезать куски от алюминиевых труб, делая РДТТ ?

А мне в ответ - страницы учебников и формулы
Т.е. доказательство безнадеги ....

А ракету мне так никто и не показал. Вы все что - теоретики?
Я уже много чего показал. Показываю следующее - как делал стабилизаторы ракеты. Они абсолютно идентичны, и вставляются в идентичные пазы хвостовой части ракеты. Ошибка отклонения от оси ракеты - тысячные доли градуса!

Чайник> y = y + v_y * dt;"
...в которой игрек слева не равен игреку справа
Да, с игреками крутое выражение, типа 2=2+3
Мозги можно сломать от таких вычислений. Я про такие равенства первый раз слышу и вижу.
Неужели нельзя эти игреки пометить так, чтобы они явно были не однтипны друг другу? Какую ни будь валентность игреку справа присвоить ... Ну, хоть обозначить, что один игрек скалярный, а другой справа - векторный?

Чайник> хотя можно было намного проще все это описать.

Ну так многие сразу говорили, что ракета не летит строго прямо.
И в какой-то момент она переворачивается.
И всё это от аэродинамики.

Чайник> В хороший штиль кривизна траектории получается не от ветра,

"Хорошего штиля" не бывает.
Атмосфера устроена сложнее, чем ты думаешь. В ней множество слоёв, в каждом из которых ветер дует в своём направлении и с разной силой.
То, что около земли ветер слабый, ничего не значит.
И это прекрасно видно по искривлению дымного следа от вертикально взлетевшей ракеты.

Вон над Японией бывают струйные течения со скоростью до 200 м/с. Не всякий самолёт против такого выгребет.

ЗЫ:
Задача с немного не вертикально летящей ракетой в спокойной атмосфере не является сложной.
Для её решения (написания программы симуляции) нужны очень ограниченные знания по физике и векторам.

Но, как я уже говорил, каждый выбирает себе задачи по своему желанию/возможностям.

Чайник>> y = y + v_y * dt;"
Evgenij> Мозги можно сломать от таких вычислений.

Это ж не математические выражения, а строчки на программном псевдокоде.
Где изменяется значение переменной y.

Для погромистов такая запись совершенно естественна.
Хотя в некоторых языках знак присвоения пишется не одним "=", а, например, ":=".
Чтоб математики не так сильно расстраивались!!!

Чайник>> хотя можно было намного проще все это описать.
Xan> И всё это от аэродинамики.
Чайник>> В хороший штиль кривизна траектории получается не от ветра,
Xan> "Хорошего штиля" не бывает.

Да, Вы верно все пишите. Но я знаю про все это - проектировал летательные аппараты в молодости, на аэродромах не один год. Хотел бы услышать, как практически решаются эти проблемы с ракетами вертикального старта, а мне открывают школьный учебник физики. И длинные комменты о безнадеге и боковом ветре, и слоях атмосферы. Как бы опять попал к теоретикам. Мне бы с ветераном-практиком побеседовать, у которого за плечами хотя бы 50 пусков с авариями и победным приземлением. И хотя бы пару изображений его проектов. Кто-либо решится на это - раскрыть свой опыт?

Чайник>>> y = y + v_y * dt;"
Evgenij>> Мозги можно сломать от таких вычислений.

Xan> Для погромистов такая запись совершенно естественна.
Xan> Хотя в некоторых языках знак присвоения пишется не одним "=", а, например, ":=".
Xan> Чтоб математики не так сильно расстраивались!!!
Вы нас запутали сразу, дав четыре строчки формул на диковинном синтаксисе, и объявив, что они из учебника физики. Поэтому и начались непонятки. Надо было сразу сказать, что это программный код одного из языков программирования ... Сейчас такого нет у программистов.
Я лично начинал изучение языков программирования с "Фортран-4", работал на СМ-4
Из молодости почти ничего не запомнил, прошло столько лет, но перфоленту и перфокарту запомнил, как их вставляли на барабан и в приемник ЦВМ. Сейчас немного могу на С+ и Visual Basic - они у меня на компе установлены. Но желанием творить с утра до вечера не горю

Чайник> .. Мне бы с ветераном-практиком побеседовать, у которого за плечами хотя бы 50 пусков с авариями и победным приземлением. И хотя бы пару изображений его проектов. Кто-либо решится на это - раскрыть свой опыт?

Да уж, такое чувство что кто-то европейского политика дуру включать пытается. На форуме есть парочка специальных веток аж с видосами...

Xan>> Для погромистов такая запись совершенно естественна.
Чайник> Вы нас запутали сразу, дав четыре строчки формул на диковинном синтаксисе,

Ну нифига себе!

Чайник> и объявив, что они из учебника физики.

Да, это законы Ньютона на погромистском наречии.

Чайник> Надо было сразу сказать, что это программный код одного из языков программирования ... Сейчас такого нет у программистов.

Ну нифига себе-2!!

Чайник> Сейчас немного могу на С+ и Visual Basic - они у меня на компе установлены. Но желанием творить с утра до вечера не горю

Аминь.
Тогда не имеет смысла дальше обсуждать симулятор полёта ракеты.

EG54>> и вертикальным g , чтобы получит результирующее ускорение вниз.
Mihail66> А вертикальное g там равно нулю, т.к. оно одинаково действует как на ракету, так и на "пассажира".

Тут тоже не понимаю, как g равно нулю.
Еду в авто, прямо и быстро. Захожу в поворот. Земля видит, что мое тело движется прямо. Авто на завороте видит, что по касательной к линии заворота от ценробежно улетаю.( тут ЦБ силы нет, и одновременно здесь она есть. Как у Вини-Пуха с горшком с медом).
Апогей. Ракета делает аэродинамический заворот.
Шарик аэродинамически нейтрален. Только сила аэросопротивления путается под ногами. Опять же Земля видит прямолинейно двигающийся шарик. Ракета видит центробежно улетающий по касательной к линии параболы. Т.е. он должен куда-то выпасть. Или вниз по направлению к земле. Или против, как только Цб сила превысит g.
Мне так представляется. Чтобы он не вероятностно выпал, наверное лучше его поместить в голову или хвост. В центре масс ракеты он скорее всего ни куда не двинется. Гравитация договориться с аэродинамическими силами и выберет общий баланс. Который в идеале сохранить симметричный шарик в точке ЦТ.
Не судите строго. На Нобелевку не претендую, отказываюсь. Как Перельман. Как узнали, что он доказал, если ни кто не знает как доказать?

EG54> Тут тоже не понимаю, как g равно нулю.

Ракета свободно падает весь полёт, она не действует на Землю, пока не упадёт.

Xan>>> Для погромистов такая запись совершенно естественна.

Xan> Тогда не имеет смысла дальше обсуждать симулятор полёта ракеты.

Да, я не ставил целью разработать симулятор - по вашей просьбе создал небольшой образец имитации движения тела, брошенного под углом к горизонту. Я хочу, чтобы мой проект дошел до победной стадии, и заглянул на этот форум к Вам ради любопытства. До этого о существование такого даже не подозревал. Но просмотрел множество видеороликов на Ютубе. Там есть оригинальные разработки, но в основном иностранцев за Бугром. Российский сегмент представлен только школьными поделками, которые после старта сразу делают дугу параболы
А тут у Вас обнаружил столько специалистов! Но что-то они неохотно делятся своим опытом - загораживаются школьными учебниками

EG54>> Тут тоже не понимаю, как g равно нулю.
SashaMaks> Ракета свободно падает весь полёт, она не действует на Землю, пока не упадёт.

Нет, она все же действует на Землю - Закон всемирного тяготения работает

Чайник>> Лучше было объяснить проще, как делает учитель в школе
SashaMaks> Проще векторной формы не получится,

Все равно, я не пойму, что это за векторная форма?
Это схема сил с изображением векторов?
Это физическая формула?
Это строка программного кода?
Или это алгебраическая запись уравнения с использование индексов-стрелок?

Векторная форма чего Вы имеете ввиду?

Чайник>> y = y + v_y * dt;"
Evgenij> ...в которой игрек слева не равен игреку справа
Evgenij> Да, с игреками крутое выражение, типа 2=2+3
Evgenij> Мозги можно сломать от таких вычислений. Я про такие равенства первый раз слышу и вижу.
Evgenij> Неужели нельзя эти игреки пометить так, чтобы они явно были не однтипны друг другу? Какую ни будь валентность игреку справа присвоить ... Ну, хоть обозначить, что один игрек скалярный, а другой справа - векторный?

В программировании этого нельзя делать (менять обозначения), потому что в каждом языке программирования существует свой синтаксис, нарушать который нельзя - программа перестанет работать. Но не всегда удается распознать, что нам дают на рассмотрение - чистую физику, или чистое программирование. Они зачастую похожи по своим записям. Особенно это начинается с операции присваивания в программировании, и которая в математике является знаком равенства. Нас элементарно запутали ... обозначив письменно, что это физика. Я пролистал три учебника физики после этого, но таких выражений не нашел - дома у меня хорошая библиотека советских и российских учебников

EG54> Тут тоже не понимаю, как g равно нулю.

В апогее вертикальное g действует одинаково и на грузик, и на корпус ракеты. Поэтому относительно ракеты грузик находится в невесомости, значит 0g. А относительно Земли и у ракеты, и у грузика 1g.

Чайник> Да, Вы верно все пишите. Но я знаю про все это - проектировал летательные аппараты в молодости, на аэродромах не один год. Хотел бы услышать, как практически решаются эти проблемы с ракетами вертикального старта, а мне открывают школьный учебник физики. И длинные комменты о безнадеге и боковом ветре, и слоях атмосферы. Как бы опять попал к теоретикам. Мне бы с ветераном-практиком побеседовать, у которого за плечами хотя бы 50 пусков с авариями и победным приземлением. И хотя бы пару изображений его проектов. Кто-либо решится на это - раскрыть свой опыт?

50 пусков у меня наверно не наберется. Но около полутора десятков (а среди них много аварийных), я опубликовал на этом форуме в теме "Запуски ракет и ....". Изображений (фото) самих проектов, а так же их отдельных узлов у меня пруд пруди. Что именно тебя интересует?

EG54>>> Тут тоже не понимаю, как g равно нулю.
SashaMaks>> Ракета свободно падает весь полёт, она не действует на Землю, пока не упадёт.
Чайник> Нет, она все же действует на Землю - Закон всемирного тяготения работает

Тогда после этого Вашего "Нет" извольте измерить её, находясь в летящей ракете.

Чайник> Все равно, я не пойму, что это за векторная форма?
Чайник> Это схема сил с изображением векторов?
Чайник> Это физическая формула?
Чайник> Это строка программного кода?
Чайник> Или это алгебраическая запись уравнения с использование индексов-стрелок?
Чайник> Векторная форма чего Вы имеете ввиду?

Для свободно движущегося тела:
Сумма всех сил = "силе" инерции:
∑Fi=Fин или F+Fтр+Fт=mA;
Сумма моментов всех сил относительно ЦМ = "моменту" инерции:
∑momFi=Mин или momF+momFтр+momFт=Iε.
где:
F - вектор силы тяги двигателя;
Fтр - вектор силы трения;
Fт - вектор "силы" тяжести;
A - вектор ускорения ракеты;
ε - вектор углового ускорения ракеты;
m - масса ракеты;
I - момент инерции ракеты.

EG54> Мне так представляется. Чтобы он не вероятностно выпал, наверное лучше его поместить в голову или хвост. В центре масс ракеты он скорее всего ни куда не двинется. Гравитация договориться с аэродинамическими силами и выберет общий баланс. Который в идеале сохранить симметричный шарик в точке ЦТ.
EG54> Не судите строго. На Нобелевку не претендую, отказываюсь. Как Перельман. Как узнали, что он доказал, если ни кто не знает как доказать?

Аэродинамические силы действуют только на ракету, она в атмосфере которая ни куда не падает (только движется с ветром). Шарик в ракете, и падает с атмосферой ракеты, потому на шарик аэродинамические силы не действуют.
Потому ракета будет падать медленней шарика. Шарик догонит часть ракеты по направлению движения ракеты в атмосфере (относительно ветра).
У австралийцев шарики и жидкость помещены в середину ракеты. Если шарик поместить в нос ракеты, то тут не известно куда пойдёт шарик. Нос ракеты будет разворачиваться вниз и неизвестно будет шарик поспевать за носом или нет. И какой стенки шарик коснётся неизвестно.
Получается если шарик поместить в хвост, он гарантированно должен коснуться нижней стенки. Но там двигатель и разгуляться особо негде.

Вообще все эти шарики нужно бы выносить к отважным грузикам.