Спутник minimorum

igor_suslov, 05.01.2004 11:58:04:

Понятно, почему ракета без СУ будет поворачивать в плоскости тангажа?

 

 Нихрена непонятно! Ни одной знакомой буквы!

 Вы словами можете объснить, с какой стати ракета находящаяся в вакууме будет разворачиваться по тангажу с нужной нам скоростью и окажется в нужный момент стабилизирована с нужным углом тангажа?

Старый, 05.01.2004 13:34:44:

По двигателю - почему это нельзя делать регенеративное охлаждение при вытеснительной подаче? Весь мир делает, и ничего! Пример - маршевые двигатели Аполлона и Союза. Более ранние примеры - ОРМ-52 и ОРМ-65, Д-1-1100

 

 По моему скромному имхо у Аполлона не было регенеративного охлаждения, у Союза (7К-Т) турбонасосная подача. У Союза-ТМ не знаю есть ли регенеративное охлаждение. Двигатели ОРМ и Д-1-1000 не имели конструкции со связанными стенками. (То есть с тонкой огневой стенкой.)
 Насколько я понимаю при вытеснительной подаче мало давление топлива зато велик относительный размер КС, это не позволяет организовать достаточный поток охладителя и приводит к перегреву охладителя и огневой стенки. К тому же при малом давлении компонент легко вскипает.

 

Старый, не будьте столь категоричны .
Хотя я тоже против регенеративного охлажения. Но IMHO там проблемсы не с охлаждением будут (это можно посчитать, А-4 ведь немцы охлаждали, а там и горшок большой, и расход сравнительно малый, а Рк сопоставимо с вытесниловкой, хоть у них и ТНА был). В любом сл-е можно посчитать таплопоток (а Рк будет небольшое, а значит и теплопоток в стенку) и извратиться.
Главная проблема регенеративного охлаждения это потери давления — парочку Мпа вынь да положь на потери. Тем более что чистоту поверхности в трубочках, да еще кустарно, обеспечить будет нелегко. Поэтому я бы лично сделал композитную КС с абляционным ТЗП по образу и подобию РДТТ и движков ВА-2 .

Вы словами можете объснить, с какой стати ракета находящаяся в вакууме будет разворачиваться по тангажу с нужной нам скоростью и окажется в нужный момент стабилизирована с нужным углом тангажа?

 

Гы! Заметили!!!
Выше приведены диф.уравнения движения материальной точки (первые два). Отсюда следует, что она (точка!), конечно, не будет поворачиваться:) Поворачиваться будет вектор скорости

Но! Речь шла о том, что можно вывести в космос (заметьте - на орбиту ИСЗ, а не на отлетную траекторию) спутник.
Как? Кто то ответил - с потерью ХС: аэродинамически стабилизированная ракета, будет сохранять до некоторых пор (собственно, до определенных значений скоростного напора, я так предполагаю, для быстроразгоняющейся ракеты - до высот в 40-50 км) одинаковую ориентацию угла тангажа (т.е. угла между осью ракеты и местным горизонтом) и угла между вектором скорости и местным горизонтом. Доведем этом угол, положим, градусов до 10-12. Отрубаем ступени. Набрав высоту в 200-300 км врубаем движок очередной ступени. Говорите, направление оси ракеты не будет совпадать с вектором скорости? Правильно. Но легкой жизни никто не обещал - будут потери ХС и похлеще, чем для управляемых РН.

Качественно картина ясна?

Количественно могу посчитать...

ЗЫ: Возвращаясь к началу своего ответа: я привык, что люди на обоих Форумах привыкли читать первые две-три строки, а уж если встречаются формулы, то и вообще их пропускать (кроме, быть может, некоторых участников. Вы знаете, кого я имею в виду).
Вот я и пошутил...

Но IMHO там проблемсы не с охлаждением будут (это можно посчитать, А-4 ведь немцы охлаждали, а там и горшок большой, и расход сравнительно малый, а Рк сопоставимо с вытесниловкой, хоть у них и ТНА был).

 

 Дык говорят что у них там проблемы были сугубого характера. Из-за этого даже пршлось спирт водой разбавлять. Опять же важно давление с которым компонент подаётся в рубашку охлаждения, о чём вы совершенно справедливо отметили ниже.

В любом сл-е можно посчитать таплопоток (а Рк будет небольшое, а значит и теплопоток в стенку) и извратиться.

 

 Посчитать то можно. Удачно извратиться будет гораздо сложнее. Если Рк маленькое то для обеспечения требуемой тяги придётся увеличивать размер КС, иначе никак. Больше КС - больше площадь стенки.

Главная проблема регенеративного охлаждения это потери давления — парочку Мпа вынь да положь на потери.

 

 Два Мпа это 20 атмосфер? Вот и я про то. Если 20 атмосфер теряется только в тракте охлаждения, то какое же давление в баках нужно для вытеснительной подачи? А надо ещё и на форсунках чтото обеспечить...

Поэтому я бы лично сделал композитную КС с абляционным ТЗП по образу и подобию РДТТ и движков ВА-2 .

 

 Я бы тоже. Тем более что при нынешнем уровне развития эпоксидной смолы намешать туда какого нибудь асбеста или пришпандёрить графитовый вкладыш не так уж и сложно. А проклятые супостаты поняли это ещё со времён Аэроби, да так им это понравилось что только так и летают. На маленьких моторах, естественно, типа вот ОМС на Шаттле.
 На самый худой конец у нас всегда остаётся в резерве завесное охлаждение.

igor_suslov, 05.01.2004 14:40:47:

 Доведем этом угол, положим, градусов до 10-12. Отрубаем ступени. Набрав высоту в 200-300 км врубаем движок очередной ступени. Говорите, направление оси ракеты не будет совпадать с вектором скорости? Правильно. Но легкой жизни никто не обещал - будут потери ХС и похлеще, чем для управляемых РН.

Качественно картина ясна?
Количественно могу посчитать...

 

 Не. То, что с вектором скорости не совпадает - это фигня. Есть опасение что с местным горизонтом не будет совпадать, и весьма сильно. А тогда орбита может получиться довольно таки элиптическая и есть такое имхо, что перигей этого элипса может оказаться ниже поверхности земли. А это весьма нежелательно...
 Хотя... Есть мысль как можно это обойти. С потерей ХС, естественно. Или не обойти... Считать надо.

Старый, 05.01.2004 14:58:38:

Считать надо...

 

Вот именно. Качественно можно многое объяснить, а потом (посчитав) понять, что ошибся.
Посчитаю сегодня вечером - завтра выложу результаты. Параметры задам худшие...

Что вы так боитесь регенеративного охлаждения? Я рассчитываю на 80 атм в баке керосина. Он будет сферический, ибо его много меньше, чем окислителя. Потери - 20 атм на рубашке, 15 атм на форсунках, 45 атм в КС. В баке окислителя давление пониже - ему через рубашку не идти. Соответственно, его можно сделать полегче, но ему нужен лейнер из алюминиевого сплава.
На второй ступени можно обойтись 15-20 атм в КС.

Конечно, у ранних машин с редкими связями было меньше гидравлическое сопротивление рубашки охлаждения, но ведь и композитных баков у них не было! На том же БИ-1 баки были из монель-металла (типа мельхиора), что не есть самый прочный материал! Выбрали за стойкость к азотной кислоте!

На нем планировалась турбонасосная подача, но ТНА отладить за приемлемое время не удалось. Тем не менее, самолет неплохо летал и с вытесниловкой!

При 80 атм вес газа наддува - заметная величина. Поэтому я и хочу парогаз, у него средняя молекулярная масса всего 22, да плюс температура будет достаточно высокой, так что нужное давление получится при разумной плотности.

Андрей Суворов, 04.01.2004 00:25:06:

Вот возник у меня такой смешной вопрос - есть ли способ запустить любительский ИСЗ по-настоящему любительской ракетой, то есть, без инерциальной системы наведения, и, соответственно, без управления вектором тяги?

Очевидно, что, по крайней мере, теоретически, благодаря наличию Луны, такой способ есть - нужно обеспечить такое огибание Луны, чтобы после этого спутник оказался на стабильной орбите с апогеем в районе 290 000 - 350 000 и перигеем не ниже 250 км. Но это требует, во-первых, очень точной стрельбы, а во-вторых, характеристической скорости в районе 13 км/с.

Есть ли более простой способ? Есть ли вообще способ развернуть ракету без применения сколько-нибудь серьезной СУ и УВТ, желательно, стабилизированную вращением.

 

Чё мучаться?


А9/А10 - придумали давно...

Старый, 04.01.2004 00:54:33:

Из пушки не выйдет. Сделав круг спутник ударит артиллеристов по затылку. Если конечно вращением земли пренебречь. Если не пренебрегать то ударит совершенно невинных людей.

 

Если пушка эл.магнитная, то выйдет...

Но, где такая пушка?

Гы, помоему больше смысла с аФоном "заговор правительств" обсуждать, чем этот топик...

Как красиво тема умерла

На СтарЛабе заведенная примерно в таком же духе тема насчет поиска гамма-всплесков в оптике загибалась постепенно, несколько месяцев

igor_suslov, 05.01.2004 15:03:19:

Посчитаю сегодня вечером - завтра выложу результаты.

 

Угу. Посчитал, блин...
Мало того, что формулы, мной приведенные, оказались неверными (см. второе уравнение, второе слагаемое - оно даже по размерности не подходит), что я понял спустя два часа работы (потому, что идиот!). Еще к тому же уравнение оказалось очень чуствительным к начальной скорости и углу тангажа... Таким образом, пришлось перейти к орбитальной системе координат, т.е. вращающейся, связанной с Ц.М. ракеты и центром Земли. Потом я очень долго соображал, как посчитать момент инерции однородного стержня, вспомнил теорему Штейнера - Гюйгенса , в итоге - посчитал, даже изменяющийся во времени. Тогда уже оказалось, что уравнение вращательного движения ракеты также неустойчиво и ракета склонна (при больших шагах дискретизации) раскачиваться в плоскости тангажа ОЧЕНЬ сильно...
В общем, ни хрена я не добил эту программку, соответственно результата пока сказать не могу

>Андрей Суворов
>Максимальная скорость снаряда у пушки - 3-4 км/с при любых ухищрениях.

    Ну, это смотря у какой пушки Для испытания защитного экрана проекта "Венера-Галлей" в 80-х на физтеховской кафедре физмеха сделали "пушку", разгонявшую небольшие пульки практически до второй космической скорости.

Fakir, 06.01.2004 13:56:00:

>Андрей Суворов
>Максимальная скорость снаряда у пушки - 3-4 км/с при любых ухищрениях.

    Ну, это смотря у какой пушки Для испытания защитного экрана проекта "Венера-Галлей" в 80-х на физтеховской кафедре физмеха сделали "пушку", разгонявшую небольшие пульки практически до второй космической скорости.

 

Я и говорю - электро-магнитная пушка сможет.



Только нет пока таких - для "макро" тел...

Но, люди (что у нас, что за океаном) стараются в поте лица.
Правда не совсем для этих целей.
Вернее - не только, для этих.

Андрей Суворов, 05.01.2004 02:38:31:

О, как делать камеру, я думал довольно много. Что касается топлива и размерности движков, то размерность первой ступени получается очень порядочной в любом раскладе.

Значитца, так. Охлаждение, безусловно, регенеративное. КС набирается из медных трубок. Конечно, это хуже, чем фрезерованная камера, но лучше, чем КС с редкими связями. Трубки гнутся на простейшем трубогибном станке, затем ручной выколоткой по текстолитовому шаблону им придается нужный профиль и сечение, затем сборка и пайка газовым паяльником серебряно-медным припоем в струе CO2 или аргона. Собирается с помощью гипсового центрального тела на деревянном каркасе. Высотная часть сопла на второй ступени - неохлаждаемая из жаропрочной стали.

Форсуночная головка состоит из трех деталей, изготавливаемых с помощью фрезерного и сверлильного станков, собирается на болтах, нижняя плита - медная, паяется тем же припоем к трубчатой камере. Дополнительное крепление - восемь-двенадцать шпилек вдоль КС до сужения.

Размерность двигателя второй ступени можно скопировать с ОРМ-52, можно даже вообще не пересчитывать, только сделать высотное сопло.

Энергетика АК-27 чуть лучше, чем у перекиси водорода.

 

Я прошу канечно прощение за вопрос, но какова по вашему температура и давление в сопле и камере сгорания?

Kotov, 06.01.2004 18:39:19:

Я прошу канечно прощение за вопрос, но какова по вашему температура и давление в сопле и камере сгорания?

 

Давление - атмосфер 25-45, в зависимости от того, на сколько удастся бак сделать. Температура - 3300-4000 градусов, ну и что? Недаром же регенеративное охлаждение придумано.

igor_suslov, 06.01.2004 07:33:15:

Тогда уже оказалось, что уравнение вращательного движения ракеты также неустойчиво и ракета склонна (при больших шагах дискретизации) раскачиваться в плоскости тангажа ОЧЕНЬ сильно...

 

Реальная ракета, стабилизируемая вращением, тоже норовит прецессировать. До конца второй ступени этому мешают стабилизаторы, затем удлинение ракеты уменьшается и склонность к сильной прецессии тоже.

 Пoчему не рaссмoтреть твердoтoпливный двигaтель? Удельнaя тягa у перхлoрaтa aммoния впoлне приличнaя, a слoжнoсть в изгoтoвлении гoрaздo меньше, чем у жидкoстнoгo.

>Удельнaя тягa у перхлoрaтa aммoния впoлне приличнaя, a слoжнoсть в изгoтoвлении гoрaздo меньше, чем у жидкoстнoгo.

Если мы делаем УВТ в каком бы там не было виде - то жидкосной проще.

CaRRibeaN, 06.01.2004 20:11:25:

>Удельнaя тягa у перхлoрaтa aммoния впoлне приличнaя, a слoжнoсть в изгoтoвлении гoрaздo меньше, чем у жидкoстнoгo.

Если мы делаем УВТ в каком бы там не было виде - то жидкосной проще.

 

На самом деле, проще в изготовлении только двигатели на карамельке. Реальная сложность двигателей на полибутадиеновой связке и перхлорате аммония больше, чем ЖРД с вытеснительной подачей.
По крайней мере, можно разнести в пространстве теплонапряженные и механически напряженные элементы.

УВТ воздушными и газовыми рулями, а также отдельный рулевой двигатель на перекиси - безразлично куда ставить. Правда, выхлоп твердотопливника еще и эрозивный.

>Реальная сложность двигателей на полибутадиеновой связке и перхлорате аммония больше, чем ЖРД с вытеснительной подачей.

Не скажи однако. Уж я много читал и про те и про другие. Во всяком случае аматерские РДТТ пока лучше получаються, чем аматерские же ЖРД и по параметрам и по стоимости.

>По крайней мере, можно разнести в пространстве теплонапряженные и механически напряженные элементы.

Это в ЖРД-то? Ты имеешь в виду баки? Но все равно мы имеем здоровенную композитную деталь на 80 атм рабочих с лейнером, в РДТТ и давление наверное будет поменьше.

Насколько по весу будут различаться баки на 10 и на 20 атмосфер? Какая там вообще зависимость? Имеется в виду, не принцип, а реальные числа, с учётом технологических ограничений.

avmich, 08.01.2004 12:15:26 :

Насколько по весу будут различаться баки на 10 и на 20 атмосфер? Какая там вообще зависимость? Имеется в виду, не принцип, а реальные числа, с учётом технологических ограничений.

 

Оболочка под внутренним давлением работает на растяжение и изгиб. Величина изгибающих напряжений гораздо меньше напряжений от растяжения, при этом кольцевые напряжения больше меридиональных. По ним и считают толщину оболочки (l):
l = p*D / (k1*k2*S - p), где
p - внутреннее давление;
D - диаметр оболочки;
k1 - коэффициент, зависящий от типа обечайки (цилиндр, конус, эллипс);
k2 - коэффициент запаса прочности;
S [sigma] - предельное напряжение на растяжение для конкретного МЕТАЛЛА.
Расчетное значение округляют до стандартного.
И смотрят, можно ли хим.отфрезеровать или сварить обечайку такой толщины...

Это, конечно, теория. Еще не плохо бы учесть технологию. Например, при сопряжении цилиндрической оболочки с полусферой, возникают напряжения (вызванные моментами) на месте стыка, которые уже не считаются по безмоментной теории и требуют установки силовых элементов...

А еще, если ты хочешь эмпирики, основанной на опыте проектирования, см.здесь - http://www.geocities.com/igor_suslov/ftd-redir.pdf

Андрей Суворов, 06.01.2004 19:31:45 :

Kotov, 06.01.2004 18:39:19 :

Я прошу канечно прощение за вопрос, но какова по вашему температура и давление в сопле и камере сгорания?

 

Давление - атмосфер 25-45, в зависимости от того, на сколько удастся бак сделать. Температура - 3300-4000 градусов, ну и что? Недаром же регенеративное охлаждение придумано.

 

Ой, что то многовато. Какие компоненты говоришь ? И меня есть посчитанный керосин-HNO3 при Рк=4МПа. Вот температура
Начальная Критика На срезе
3090.0 К 2930.3 К 1713.8 Л
Импульс — 2373 м/с, альфа ок.=1
Боюсь, что на коленке, трубочками ты такую КС не охладишь .