Оборудование ракеты

Serge77>Ты всё правильно говоришь, только безгазовые составы из подручных материалов не делаются. Там довольно экзотические компоненты.

Чего там экзотического ??? металлическое горючее и окись металла. Делал не однократно, правда не для замедлителей.
Самый простой железо - аллюминиевый термит. Fe2O3 + Al.

Serge77>А собственно термит от карамели не загорится. А если загорится, то расплавит двигатель.

Загораются тяжело, это верно, надо подобрать воспламенительный состав. А чтоб двигатель не плавился состав изолировать от стенок.

По логике датчиком верхней точки при вертикальном полете в атмосфере может быть именно датчик невесомости с задержкой срабатывания в пару секунд. Такую вещь можно сделать достаточно легкую. Трехосевые акселерометры выпускаются весом в несколько грамм. Вопрос только в подборе порогов ускорений и времени задержки срабатывания, чтоб избежать ложного срабатывания в момент выключения двигателя и пр.
При отсутствии более менее заметной атмосферы, такой метод не подойдет. Правда, и гироскоп не поможет. Надо или интегрировать ускорения по всем осям и с момента выключения двигателя рассчитать время до верхней точки (что просто при наличии контроллера на борту) либо использовать внешний контроль.

Очень интересная идея с микрофоном. Просто его на боковую поверхность без всяких Пито.
Но при наличии существенной горизонтальной составляющей большинство этих методов не сработает.

С нештатным полетом по корявой траектории бороться нужно обычным таймером, который настроен на время срабатывание гарантированно большее, чем требуется для достижения верхней точки траектории. А мерять вертикальную составляющую сопротивления воздуха, вернее ну, которая совпадает с продальной осью ракеты как раз трубка Пито и должна. Только вот беда, при уменьшении скорости потока, погрешность измерения стремится к бесконечности. т. е. при достижении определенной минимальной скорости погрешнось измерения будети 100%.
Флажковый же датчик хоть и имеет сравнительно большую чувтсвительность, но подвержен влиянию боковых скоростей, да и сопротивление движению немаленькое создает.

RLAN>Очень интересная идея с микрофоном. Просто его на боковую поверхность без всяких Пито.
RLAN>Но при наличии существенной горизонтальной составляющей большинство этих методов не сработает.
Я дома поэкспериментирую с соломинкой и ухом

Yahen>С нештатным полетом по корявой траектории бороться нужно обычным таймером, который настроен на время срабатывание гарантированно большее, чем требуется для достижения верхней точки траектории.
Согласен!
Yahen>А мерять вертикальную составляющую сопротивления воздуха, вернее ну, которая совпадает с продальной осью ракеты как раз трубка Пито и должна. Только вот беда, при уменьшении скорости потока, погрешность измерения стремится к бесконечности. т. е. при достижении определенной минимальной скорости погрешнось измерения будети 100%.

Ты не совсем корректно вопрос ставишь!
Нужно определить момент когда скорость меньше пороговой величины.
Вполне прилично иметь порог срабатывания 10 м/с ± 50%
Это даст нам примерно ± 3 метра (по высоте) от апогея.

timochka>>2) Ракета летит вверх, но тяги уже нет.
timochka>>ПОЛНЫЙ ВЕКТОР УСКОРЕНИЯ направлен ВНИЗ! (все силы только тормозят полет).
timochka>>3) Ракета развернулась носом вниз и лети к земле.
timochka>>ПОЛНЫЙ ВЕКТОР УСКОРЕНИЯ направлен ВНИЗ! (Сила тяжести вниз, сопротивление вверх).

timochka>>Соответсвенно капля
timochka>>1) У дна датчика
timochka>>2) У носа датчика
timochka>>3) У носа датчика (датчик перевернут)

Maggot>Ты пропустил самое интересное. Остановку, движение соплом вперед и разворот ракеты.
Maggot>В момент остановки капля в невесомости.
Maggot>При движении вперед соплом капля падает быстрее корпуса, так как на нее не действует сила сопротивления воздуха, т.е. может оторватся от носа датчика - сперва замкнет, а потом разомкнет контакты.
Maggot>При развороте на каплю действует сила не паралельная оса ракеты.

Так как при движении вблизи апогея скорости и аэродинамические силы малы. То разворачиваться будет не понятно как. В смысле медленно, с полетом боком, закручиванием и протчим. Как мешок с ...навозом.
Если бы резко тогда можно простой датчик сделать, а так. Работать плохо будет. IMHO.

LBS>Неплохой способ детектирования ориентации по 1 оси - полупроводниковый магнитометр.
LBS>Магнитное поле Земли в средних широтах имеет существенную вертикальную составляющую. Отклонение которой от запомненного при предстартовой процедуре значения больше чем на 20% является признаком отклонения ракеты от вертикальной оси.

Это как раз тот магнитометр про который Serge писал. Способ хороший, но нужна простая схема.

LBS>Далее. Можно поставить на ракете фотодиод с узкой ДН - например, 20гр, а в точке старта расположить батарею мощных светодиодов, которую замодулировать сигналом, например, 1кГц, который на борту детектировать и делать соотв. выводы при потере сигнала.
.......
Варианты со светодиодом не годятся! не удается надежно видеть
светодиод с растояния 400 - 600 метров днем или в облачность.
По этим граблям проходят все кто пытается сеть на IR линках сделать.

LBS>Далее. Везде есть мощные ДВ и СВ радиостанции. Думаю, можно сочинить ферритовую антенку в несколько гр весом, которая будет резко менять уровень принимаемого сингала при отклонении ракеты от вертикали. Электроника - детекторный приёмник + триггер шмидта + реле или ключевой каскад. Настрока перед стартом отвёрткой - частота сигнала и пороговый уровень.

ОТ ВЕРТИКАЛИ? Как? там-же нет вертикальной составляющей.

LBS>Про конденсаторы. Дело, однако, не в ёмкости, а в энергии, которая = CU²/2 в СИ, так?
LBS>Соответственно, можно соптимизировать конденсатор.

Да. только напряжения выше 100 Вольт не есть гуд.

LBS>Кстати, ощутить ускорение от сопротивления воздуху на низких скоростях дубовым датчиком - хммм... нереально как-то.

Не ускорения, а скорости.
Кстати, а как на счет ШУМОВОГО датчика. Водух на скоростях более 10 м/с ощутимо шумит. Может на микрофоне и трубке Пито?

Serge77>Вот состав, который используют в замедлителе в карамельных двигателях с вкладными шашками: KNO3/Epoxy/Fe2O3 (70/30/2). Нужно хорошо бронировать шашку и герметично вклеивать, чтобы пламя не проскочило вдоль стенки к вышибному заряду.

Я неоднократно пользовался составом: 53% - нитрата калия, 22% -сахара и 25% - эпоксидной смолы разведенной с отвердителем. Он не дает жидкого шлака, остается губчатая черная масса. Горит со скоростью 1 мм/с при атмосферном давлении. загорается весьма легко. Но для пущей надежности восле запрессовки неотвержденного состава торец предназначеный для воспламенения присыпаю дымным порохом и крупинки слегка вдавливаю в состав.

Чтобы исключить влияние давления думаю можно поступить так. Сперва в трубку замедлителя залить топливо, а потом запрессовать состав. Причем слой топлива сделать равным слою топлива в двигателе. Тогда замедлитель загорится после окончания работы двигателя, т.е. когда избыточного давления практически не будет.

Serge77>Кто-нибудь смотрел ссылку по флажковым датчикам, которую я давал?

Serge77>http://hometown.aol.com/powerdeployment

уж очень там все както просто

поход по ссылкам с той странички и вот еще один таймер

Таймер это хорошо, но по всем параметрам лучше электронный.
Причины
1. Электронный таймер весит меньше.
2. Расположить его можно в правильом месте т. е. в головном обтекателе, а не в двигателе, где он только ухудшит развесовку ракеты.
3. Электронный таймер на несколько порядков надежнее. и точнее.
Но хотелось бы датчик скорости. А еще лучше альтиметр.

вот еще одна ссылочка по теме, точнее ZIP архив
http://www.ibiblio.org/pub/archives/.../ELECTRONICS/altimet.zip

Serge77>>Ты всё правильно говоришь, только безгазовые составы из подручных материалов не делаются. Там довольно экзотические компоненты.

Full-scale>Чего там экзотического ??? металлическое горючее и окись металла.

Не надо торопиться. Внизу - цитата из Шидловского. Если бы всё было так просто, как ты пишешь, то никто бы с такой экзотикой и не возился.


[html_font FACE="Times New Roman"]

БЕЗГАЗОВЫЕ СОСТАВЫ[/html_font] [/p]

Безгазовые (точнее, малогазовые) составы используют для снаряжения ими различных пиротехнических замедлителей, а также в некоторых специальных нагревательных изделиях. Кроме того, их используют в дистанционных трубках и взрывателях, во вспомогательных системах ракетно-космической техники. [/p]

Пиротехнические замедлители рассчитаны обычно на небольшое время горения, не более нескольких минут. Конструкция некоторых из них дана в работе [23]. К пиротехническим замедлителям предъявляются следующие требования: [/p]

1) максимальная точность в соблюдении времени горения; [/p]

2) минимальная зависимость времени горения от температуры и давления окружающей среды; [/p]

3) устойчивость по отношению к влажности и возможность длительного хранения. [/p]

Отличительное свойство, присущее большинству безгазовых составов,—малая зависимость скорости горения от внешнего давления. У них должен быть невелик и температурный коэффициент скорости горения; этому требованию удовлетворяют, однако, не все “безгазовые” составы. Составы такого типа должны легко воспламеняться и безотказно воспламенять следующее звено огневой цепи. Термин “безгазовые” составы ставится нами в кавычки потому, что в момент реакции, протекающей при высокой температуре, эти составы образуют некоторое количество газообразных продуктов, при охлаждении превращающихся в твердые вещества. Но количество газообразных продуктов так велико, что их можно назвать малогазовыми составами уже без кавычек. [/p]

В качестве горючих в безгазовых составах используют порошки циркония (и его сплавов), ниобия, металлов средней калорийности: марганца, хрома, вольфрама, а также порошки бора и кремния [23, 118]. В более ранних патентах в качестве окислителей указывались оксиды свинца — Рb304 и РbО;. 274 [/p]

Комбинация таких окислителей с порошком циркония образует очень быстро горящие составы, дающие в соответствующих изделиях время замедления, выражающееся в миллисекундах. [/p]

В современной зарубежной литературе в качестве окислителей для безгазовых составов (delay—composition) приводятся чаще всего хроматы бария и свинца (см. табл. 2.2). В некоторых составах содержится также второй окислитель — перхлорат калия (10—15%). Окислитель при разложении не должен давать газообразных продуктов. Так, например, двойная смесь Zr—BaCr04 в результате горения образует только твердые и тугоплавкие оксиды металлов: [/p]

3Zr+4ВаСг04=3Zг02+4ВаО+2Сг20з. [/p]

Компоненты безгазовых составов должны быть мелкодисперсными: так, например, порошок марганца имеет размер частиц 10—14 мкм; вольфрама (для разных составов)—от 1,5 до 10 мкм, хромата бария и хромата свинца — не более 5 мкм. Принятой в США характеристикой замедлительных составов является время горения столбика состава длиной 1 см. Для большинства составов это время составляет 16—0,1 с, что соответствует линейной скорости горения от 0,6 до 100 мм/с. [/p]

В современных рецептах циркониевых составов часто используют сплавы цирконий—никель с содержанием циркония 70, 50 и 30%. В работах [23, 117, 118] приводится много различных рецептов составов для пиротехнических замедлителей. По данным [23], они в зависимости от содержащихся в них горючих делятся на три основные группы: с порошками марганца, вольфрама и порошками сплавов Zr—Ni. Составы с вольфрамом содержат 27—58% W, 58—32% BaCr04, 5—10% КС104 и 5% SiO2 (диатомита). Линейная скорость горения увеличивается с увеличением процентного содержания в составе порошка металла; для состава с 27% W она равна -~6 мм/с. Калорийность двойной смеси W—BaCr04 27/27, если ее рассчитывать по уравнению [/p]

W+2BaCr04=BaW04+Ba(Cr02)2+~130 ккал (545 кДж),

составляет около 0,2 ккал/г (0,84 кДж/г) смеси; перхлорат калия добавляется к ней, очевидно, для повышения ее реакционноспособности. Ниже приводятся некоторые рецепты составов [117,М8] с заимствованными оттуда пояснениями: [/p]

Состав 1 [/p]

Zr/Ni сплав ...... 54 [/p]

BaCr04 ....... 31 [/p]

КС104 ........ 15 [/p]

1 Некоторые из сплавов Zr—Ni обладают большой хрупкостью. [/p]

Время горения составов, в которых использованы разные сплавы Zr—Ni с содержанием 70, 50 и 30% Zr, относится как 1:2:3. [/p]

Состав 2. Бор аморфный/ВаСг04 5/95 [/p]

Состав 3. То же ........ ............ 10/90[/p]<TR></TR><TR></TR><TR></TR>

М арганец металлич.

ВаСгО4

РЬСгО4,

Ниобий

Тантал

BaCrO4

[html_font FACE="Times New Roman"] Состав 4[/html_font] [/p][html_font FACE="Times New Roman"] Состав 5[/p] Состав 6[/html_font]

44 [/p] 37[/p] 33

3 [/p] 20 [/p] 31

53 [/p] 43[/p] 36

[html_font FACE="Times New Roman"] Состав 7 [/p] Состав 8[/p] Состав 9 Состав 10[/html_font]

15 [/p] 50

29[/p] 50

85 [/p] 50[/p] 71[/p] 50

Примечание. Скорость горения составов 2—10 мя/с; 3—50 мм/с; 4; 5 и 6 соответственно 6; 3 и 2 мм/с.

В 1968 г. К. Hossjer был .предложен низкокалорийный [—0,10 ккал/г (0,42 кДж/г)] безгазовый состав (Sn—24%, CuO— 15%, PbCr04—61%), температура горения которого, по его определению, 560° С. [/p]

Беэгазовые составы используются также для разогрева твер-доэлектролитных ячеек. В США [W][html_font FACE="Times New Roman"] для этого разработан состав Z-2—смесь порошков циркония с хроматом бария. Пластины ячейки изготовлены из Ni и Mg, а твердым электролитом служит эвтектическая смесь солей КС1 и Lid с некоторыми добавками деполяризаторов. Преимущество таких батарей заключается в том, что они полностью законсервированы: химический процесс в них возникает только после расплавления электролита. Вместе с тем очевидно, что эти батареи — источник тока одноразового действия. Смесь ВаСг04 с 40% Zr при горении дает тепла 0,5ккал/г (2,1 кДж/г). [/p]

В заключение следует отметить, что некоторые “безгазовые” или малогазовые составы по своим свойствам близки к термит-но-зажигательным составам, но отличаются от них большей легкостью воспламенения. [/p]

Вот состав, который используют в замедлителе в карамельных двигателях с вкладными шашками: KNO3/Epoxy/Fe2O3 (70/30/2). Нужно хорошо бронировать шашку и герметично вклеивать, чтобы пламя не проскочило вдоль стенки к вышибному заряду.

Здесь картинки и видео:




video of an 80mm 3grain KN/SB motor shows a small section of its smoke grain burning at the end of the video.

Я по зрелому размышлению прихожу к выводу, что флажковый измеритель скорости для маленькой ракеты - ВОЗМОЖЕН.
Если брать размер флажка 3х10 мм. и не нажимать на микросвитч, а либо размыкать контакт, либо делать на фотоэлементе (как колесики в мыше) то можно уложиться в 10 - 20 грамм без батарей.

timochka>Если брать размер флажка 3х10 мм. и не нажимать на микросвитч, а либо размыкать контакт, либо делать на фотоэлементе (как колесики в мыше) то можно уложиться в 10 - 20 грамм без батарей.

А что же там будет весить 10-20г? Флажок - 0.5г, а что остальное?

А как заставить флажковый перекличатель не переключиться в момент старта? На старте допустим мы его удерживаем, а дальше?

Маленький флажок можно сделать, сложив вдвое упругую плёнку и обрезать одну половинку почти до основания. Обрезанной стороной приклеить над фотодатчиком. На скорости флажок будет закрывать датчик. Такая штука будет работать только днём.
Флажок прижимать на старте не надо. Можно собрат простейшую схему на триггере. Перед стартом фотодатчик освещён – выходного сигнала нет;
после старта фотодатчик закрыт – схема приводится в состояние готовности, выходного сигнала нет;
ракета остановилась – фотодатчик снова освещён, есть выходной сигнал.
Схему можно собрать на одной микросхеме КМОП, тока не потребляет, работает от 3 вольт и выше. Один резистор на питание фотодатчика. Параллельно фотодатчику желательно поставить небольшой конденсатор для устранения импульсных помех. Ещё один конденсатор для обнуления схемы при включении питания. Транзистор для включения исполнительного механизма. Резистор с выхода микросхемы на базу транзистора. Всё.

Ещё есть ИК оптопары, где излучатель и приёмник расположены рядом и смотрят в одну сторону. Излучатель светит на флажок, и отражённый свет попадает на фотодатчик. Когда флажок отклонится, подсветка исчезнет. Такое будет работать и ночью. Только алгоритм надо поменять на обратный. Излучатель будет жрать небольшой ток, миллиампер 10 примерно.

Yahen>1. Масса пустой бобышки вышибного заряда составляет около 10 грамм и развлекаться снижением массы мне совершенно не хочется.

Снарядил я вчера заглушку, точно такую как описывал для "ласточки". Вес пустой - 3.3г, полностью снаряженной - 4.4г. Вышибной заряд составляет 0.6г. И тут есть возможность снижения веса.

готовый двигатель[/b]

[ 01-12-2002: Message edited by: Full-scale ]

timochka>>Если брать размер флажка 3х10 мм. и не нажимать на микросвитч, а либо размыкать контакт, либо делать на фотоэлементе (как колесики в мыше) то можно уложиться в 10 - 20 грамм без батарей.

Serge77>А что же там будет весить 10-20г? Флажок - 0.5г, а что остальное?

Придется же электронику делать. Светодиод, фотодиод, таймер, ОУ, печатка, выключатель. Тут надо делать, а потом вешать.
Я пока над надежной конструкцией флажка думаю. чтоб легкий и переключался надежно.

Full-scale>Снарядил я вчера заглушку, точно такую как описывал для "ласточки".

В твоей конструкции не хватает одного: возможности регулировки времени задержки. Обычно такой замедлитель оставляют открытым сверху, чтобы при необходимости можно было перед запуском высверлить в замедлителе отверстие на определённую глубину, чтобы уменьшить время задержки. После этого засыпают вышибной заряд и заклеивают.

Но если двигатель делается под одну ракету, то этого конечно не нужно.

Из Наша РАКЕТОМОДЕЛЬНАЯ страничка III

Альтиметр, это конечно хорошо. Но в нашей стране ( Беларусь ) и в России к сожалению тоже, все упирается в датчик. Денег он стоит. За 10 угрюмых енотов датчик не купишь, а рисковать парой сотней долларов совсем не хочется.
Вот если кто найдет толковый и недорогой датчик, тогдаи за паяльник взяться можно.

Yahen>Альтиметр, это конечно хорошо. Но в нашей стране ( Беларусь ) и в России к сожалению тоже, все упирается в датчик. Денег он стоит. За 10 угрюмых енотов датчик не купишь, а рисковать парой сотней долларов совсем не хочется.
Yahen>Вот если кто найдет толковый и недорогой датчик, тогдаи за паяльник взяться можно.

А датчики даления от MAXIM дороже разве ?

CaRRibeaN> Есть весьма толковый и недорогой, но тяжелый

CaRRibeaN> 20 $ диапазоны - любые. Мост на мембране. Но он цельнометалический, вес грам 50 наверное

Вот и я о том же. Если недорогой, то тяжелый будет. Да там еще и электроники много. Она тоже вес имеет.
И вообще я пришел к выводу, что нужно возвращаться к таймеру. Будь то механическому(огневому) или электроному.
Проведя испытания разных флажковых датчиков скорости, пришел к неутешительному выводу о том, что флажковый датчик, нечувствительный к боковому ветру со скоростью 10 м/с дает погрешность определения скорости 30 м/c что вполне соизмеримо с погрешностью связки мотор+таймер. Причем это был лучший вариант. Если увеличивать вес флажка до десяти грамм, то точность увеличивается раза в два, то это уже не интересно для маленькой ракеты.
Посему, раз пока зима, то и от электронного таймера откажемся. А вот 4.4 грамма снаряженный вышибной заряд это уже интересно, у меня так не получалось. В 10 грамм с очень большим трудом вписывался. Но есть идея одна. попробовать сделать корпус заряда из коры пробкового дуба "пробки". Сегодня вечером попробую. Может что и получится.