Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

slavich77> Чо издеваццо то над организьмом? У меня все-равно весов не было. А теперь - есть! ))
Я своей несколько раз предлагал купить ей на кухню электронные Говорит - ей не надо.

Брат-2>> Почему у тебя такая форма бронзового маховика гироскопа? В моем понимании у маховика основная масса должна быть расположена по максимальному диаметру, а у тебя в точности наоборот.
a_centaurus> Да, верно подмечено. Это я снял то, что осталось на сегодняшний день от изначального варианта.
Как ни странно, но идеальный маховик (не считая ленточного) - это у которого максимум массы сосредоточен на наименьшем диаметре при сохранении прочностных характеристик. Т.е. форма в профиль примерно похожа на параболу либо кривую 3 порядка - в центре толще, по краям тоньше.
Извините, братцы, но это я так, в качестве замечания.

PopovIgor> Идеальный маховик - в центре толще, по краям тоньше.
А почему ?
Масса, которая ближе к оси вращения - "мертвая", она не создает момента инерции.
По этому "соображению", маховик должен иметь форму тонкого диска с толстенными кромками.
Тогда при минимуме массы - максимум инерции.
Какие аргументы в пользу "в центре толще, по краям тоньше" ?

PopovIgor>> Идеальный маховик - в центре толще, по краям тоньше.
Ckona> А почему ?
Ckona> Масса, которая ближе к оси вращения - "мертвая", она не создает момента инерции.
Ckona> По этому "соображению", маховик должен иметь форму тонкого диска с толстенными кромками.
Ckona> Тогда при минимуме массы - максимум инерции.
Предел скорости вращения определяется прочностными характеристиками материала. В твоем случае, Алексей, предел скорости будет на порядок ниже. Поэтому приближение массы к центру позволяет раскрутить маховик с гораздо большей скоростью и запастись бОльшей энергией.
Я ж оговорился, в качестве замечания. К нашим бутылочным делам это не относится.

PopovIgor> Предел скорости вращения определяется прочностными характеристиками материала.
Ага, понятно - речь идет о скоростях вращения, при которых центробежные силы разрушают маховик.
К бутылочным делам маховик-гироскоп имеет отношение как средство коррекции траектории.
Сопло 21,5 мм дает тягу 40-50 кГс, кое-что можно поднимать в воздух, кроме парашютика.
Кстати, о тяге, - одно из ранних видео, тебе будет интересно.

Ckona> Кстати, о тяге, - одно из ранних видео, тебе будет интересно.
Прикольно. На одном из видео я видел как ракету со старта пинком заставляют стартовать
Алексей, зацени идею. Цель - увеличение высоты точки ЦТ заполненной моноблочной ракеты на старте.
Борьба за устойчивость. Кстати, в первом приближении разобрался с ЦБС (ЦД). Надеюсь, смысл ясен из картинки.

PopovIgor> Борьба за устойчивость.
И еще по той же теме. Снижение точки ЦД.
Можно вот так попробовать? По теории д.б. эффект.

PopovIgor> увеличение высоты ЦТ ... Снижение точки ЦД.

Идею с увеличением высоты ЦТ в том виде, как предложено, одобрить не могу.
Сильно упадет тяга.
Имеем три бутылки (снизу вверх) - 1,2,3.
Между бутылками 1 и 2 изображена соединительная втулка, диаметр которой вряд ли получится более 9,5 мм.
Как только вода из бутылки 3 попадет в бутылку 2, получится водяная затычка в этой втулке, и вода из бутылки 1 будет выталкиваться только воздухом, оставшимся в бутылке 1.
Энергия сжатого воздуха в бутылках 2 и 3 будет расходоваться на проталкивание воды через соединительную втулку.

Также непонятно, как заполнять водой всю эту систему.
Вообще, многие моменты "возникают" только на практике, когда на них "натыкаешься".

Второе предложение представляет собой разновидность цилиндрического стабилизатора.
Классический цилиндрический стабилизатор имеет калибр те же 80 мм и крепится на выносах
в полутора калибрах ниже сопла.

Ckona> Между бутылками 1 и 2 изображена соединительная втулка, диаметр которой вряд ли получится более 9,5 мм.
Картинка изменена в первом сообщении. Затычки - нет.
Ckona> Также непонятно, как заполнять водой всю эту систему.
Верхняя часть - неск. скрепленных бутылок, у последней - пробка на верху с ниппелем наверху. И вода и воздух.
С заполнением водой нижней части несколько сложнее, воздухом - как обычно снизу.

Ckona> Идею с увеличением высоты ЦТ в том виде, как предложено, одобрить не могу.
И все-таки,Алексей, не оставляет меня мысль об ином размещении. В классической схеме топливо (вода) - внизу, резервуар с воздухом - вверху. Просто, технологично и отработано. Была идея у centaurus о размещении сопел сверху - ее дружно раскритиковали.
Давай пока абстрагируемся от конструктивных сложностей и посмотрим на рисунок.
Размеры стандартные. Ф 80. Длина (при 1:18) - 1440. Заправка Н2О и сж. воздуха через верх при снятой ГЧ. Сбоку на рисунке приведены примерные линейные размеры. Основной резервуар сж. воздуха расположен в нижней части. При такой схеме мы забудем, что такое неустойчивость.
Сложности лежащие на поверхности. 1. Конструктивные - как элегантнее сделать сообщающимися два воздушных объема.
2.Гидродинамика - оценить потери при движении топлива из резервуара к соплу. Все-таки длина 800. Какой диаметр, какие потери.
И тем не менее согласись, рациональное зерно в этой схеме есть. Давайте все вместе подумаем. И не надо будет городить гироскопы и т.п. ибо положительная разница между ЦТ и ЦД весьма значительна, что является громадным плюсом. На втором рисунке - вариант конструкции.

....
PopovIgor> И тем не менее согласись, рациональное зерно в этой схеме есть. Давайте все вместе подумаем. И не надо будет городить гироскопы и т.п. ....
Игорь, безусловно, в предложенной тобой схеме есть толк, но как все это реализовать на практике? Возможно, лучше в место одной нижней бутылки использовать связку как у Алексея, но тоже необходим коллектор. Активная стабилизация могла бы обеспечить вертикаль, так как наши ракеты отклоняются по ветру, при этом твоя будет стремиться развернуться против ветра.

В качестве абстрактной фантастики:
Бак с водой сверху, баки с воздухом снизу, на водяном баке 4 сопла с управляемым расходом жидкости. Получаем сразу и ЦТ вверху, и активную стабилизацию )))
Можно без управления, просто 3-4 сопла на баке с водой, чтобы не тянуть вниз трубу с водой.

...
Serge77> Можно без управления, просто 3-4 сопла на баке с водой, чтобы не тянуть вниз трубу с водой.
Если без управления, и одним соплом то и труба не нужна!

PopovIgor> посмотрим на рисунок, схема 2

Если сопло 9 мм, схема работать будет, с небольшими потерями в длинной трубке.
У этой схемы другая перспектива - т.н. "двойное сопло".
Для стартового ускорения используется часть нижнего объема и "нижняя" вода "вне трубки".
Для "маршевого" полета используется остальная часть воздушного объема и "верхняя" вода.
Будет достаточно даже 7-мм сопла.

Ckona> Если сопло 9 мм, схема работать будет, с небольшими потерями в длинной трубке.
Ckona> У этой схемы другая перспектива - т.н. "двойное сопло".
Ckona> Для стартового ускорения используется часть нижнего объема и "нижняя" вода "вне трубки".
Ckona> Для "маршевого" полета используется остальная часть воздушного объема и "верхняя" вода.
Ckona> Будет достаточно даже 7-мм сопла.
Предложение стартового и маршевого объема очень интересно. Стартуем с большим соплом, и далее двигаемся с меньшим диаметром. Крайне интересно. Надо подумать , как это воплотить конструктивно.
А вот в первом приближении мое видение конструкции с верхним расположением топливного резервуара. Ребята! Давайте помогайте! Аэродинамическая устойчивость поможет достичь высот. Сам не могу рассчитать потери в трубе, гидравлику проходил в институте свыше 25 лет назад. И по работе мало сталкивался. Прилагаю схему из которой вроде понятно как конструктивно все можно сделать. Алексей, прошу дать веса пустого корпуса ф 100, ф 80, головной части (примерный стандарт). Хотелось бы посчитать ориентировочно расположение ЦТ заполненной ракеты. ЦД цилиндра полагаю посередине. Пока сам вижу недостатки и недоработки. В частности нижний уплотнительный узел, клееный корпус ф 100, невозможность добраться до внутрянки без разборки корпуса, но надеюсь все вместе осилим. В файле jpg стрелка уплотнение показывает на центрирующее кольцо, это неправильно. Смотрите файл pdf, там четче.

PopovIgor> прошу дать веса пустого корпуса ф 100, ф 80, головной части (примерный стандарт).
Не дам !

Габариты неизвестны, количество клея неизвестно, толщина стенок трубы неизвестны.

В отличие от мальчишек, здесь придерживаются инженерного подхода к разработке изделий.
Игорь, правильный путь: берешь бутылку, автокад, штангенциркуль, и пока пиво выпивается - готов чертеж бутылки. Потом компонуешь в изделие.
Если нет автокада - вырезай картонки 1:1 и выкладывай их на столе на ватман (так пива больше влезет, потому что двигаешься).
Примерный "стандарт": 2 литра - 55 граммов, 1,5 литра - 40 граммов (это вес пустых бутылок, а не содержание об.% ! )

Также советую подсчитать вес 1 погонного сантиметра бутылки - при склеивании они перекрываются, на 3-5 см.

PopovIgor> Хотелось бы посчитать ориентировочно расположение ЦТ заполненной ракеты.
Запросто ! Но по чертежу, с размерами !

Трубу рассчитывать смысла нет. Хочешь с трубой - делай. Существенных потерь не будет. Труба должна иметь наружный диаметр 21,5 мм, такие продаются в сантехмагазинах. Внутренний диаметр трубы - как можно больше, кроме участка, куда навинчивается Гарденовское сопло (высунуть). Там надо будет нарезать резьбу 1/2". По наружному диаметру подойдет и токостенная ручка от кухонного совка.

Замечания по эскизу:
скотч в воде/брызгах размокнет и держать не будет, только полиуретановый герметик.
Центрирующее кольцо можно выполнить из бутылки, вот как на этом фото.
Никакой системы спасения на эскизе нет.
Никакой наземной пусковой нет.

Не устану повторять: чтобы запулять даже просто бутылку, нужен дистанционно управляемый захват и "пневмостанция" со шлангом для заряжания.

Ckona> Не дам !
Ну и не надо
Ckona>.... и пока пиво выпивается - готов чертеж бутылки. Потом компонуешь в изделие.
Это правильное замечание. Качество чертежа зависит от количества пива. Иными словами, закон диалектики - переход количества в качество.

Ckona> Замечания по эскизу:
Ckona> скотч в воде/брызгах размокнет и держать не будет, только полиуретановый герметик.
Не знал. Учту.

Ckona> Никакой системы спасения на эскизе нет.
Ckona> Никакой наземной пусковой нет.
Такой задачи не стояло. Условно не показано ни пусковое устройство, ни ГЧ с ССР и остальными прибабахами.
Ckona> Не устану повторять: чтобы запулять даже просто бутылку, нужен дистанционно управляемый захват и "пневмостанция" со шлангом для заряжания.
Не устану повторять. Я предлагаю пока идею, которую еще предстоит обсудить на предмет возможности осуществления, а ты прям сейчас хочешь все детали. Полагаю коллективный ум и опыт единомышленников гораздо сильнее и эффективнее нежели, чем индивидуум. Александр, Slavich77, Serge77, где вы? Забил дядька Ckona

PopovIgor> прошу дать веса ... головной части

У меня получается 200 граммов, плюс парашют.
Питание 9 вольт, распотрошенная "Крона" или 6 шт. АААА.

Брат-2> По поводу управляемого вертикального старта пришел к выводу, что затея в рамках наших ракет не осуществима.
Александр! См. мое сегодняшнее предложение. Аэродинамическая стабилизация - вот что нам нужно. Предлагаю обсудить как идею, так и конструкцию. Вы все здесь гораздо опытнее в этой сфере и ваши конструктивные идеи несомненно более глубоки, нежели чем мои. И я надеюсь, что здесь собрались люди серьезные и увлеченные, приверженные одному делу. Пусковое устройство, ССР, на отсутствие которых на рисунке указал уважаемый Алексей (Ckоna), на данном этапе не суть важны. Если сама суть идеи по аэродинамической стабилизации с момента старта интересна, то нужно концентрировать внимание на конструктивных возможностях ее достижения. Не так ли? Сотрясать воздух просто так нам незачем. Поэтому и предложил свою конструкцию. Чтобы было от чего отталкиваться и критиковать, а дальше .... дальше родится, не сомневаюсь. С уважением ко всем, Игорь.

PopovIgor>> прошу дать веса ... головной части
Ckona> У меня получается 200 граммов, плюс парашют.
Ckona> Питание 9 вольт, распотрошенная "Крона" или 6 шт. АААА.
Алексей! Не спишь? Хотя у вас ведь на два часа позже Прикинул в первом приближении ЦТ. Разница между ЦТ и ЦД составила +150. Но это грубо, так на вскидку. Но по любому - положительная и около двух диаметров. Без учета эффективности стабилизаторов. К = 10%. При наполовину опустошенном верхнем баке е = 110 мм (К=7.3%), бак пуст, но вода в трубе е=72 мм (К=4.8%).
А вот несмотря на то, что поздно - пойду пиво пить, благо повод есть: из новичков перевели в начинающие.

PopovIgor> А вот несмотря на то, что поздно - пойду пиво пить, благо повод есть: из новичков перевели в начинающие.

Непонятно происхождение точки приложения давления на твоём рисунке. Исходя из чего ты его установил? Это ведь функция аэродинамических качеств твоей ракеты и свойств набегающего потока. При всём при этом, необходимо учитывать изменение балансировки ракеты, которая в случае рабочего тела происходит ещё до схода с направляющей. На самом деле самое простое решение для гидроракеты заключается в установке 3-4 стабилизирующих сопел под небольшим углом к главному вектору тяги в сечении выше основного. Оси установки при этом должны пересекаться в виртуальном Цт ракеты для времени, когда баки с рабочим телом будут наполовину пусты (полны). Вариант: сопла дают закрутку для лучшей стабилизации по курсу. Это не я придумал, подобные системы использовались для артиллерийских ракет.

a_centaurus> Непонятно происхождение точки приложения давления на твоём рисунке. Исходя из чего ты его установил?
Уравновешиванием контура, а контур - прямоугольник. Метод грубый, но на данном этапе достаточный.

a_centaurus> На самом деле самое простое решение для гидроракеты заключается в установке 3-4 стабилизирующих сопел
Простое на схеме, но переусложненное в реальной конструкции.
a_centaurus>под небольшим углом к главному вектору тяги в сечении выше основного. Оси установки при этом должны пересекаться в виртуальном Цт ракеты для времени, когда баки с рабочим телом будут наполовину пусты (полны).
А в идеале точка пересечения этих осей должна следовать за изменяющимся во времени положением ЦТ? Т.е дополнительные сопла должны во времени менять угол наклона? Зачем так сложно? Не проще ли придать ракете изначально положительную динамику, обеспечить аэродинамическую стабилизацию? Мы же здесь не в космос ракеты отправляем. Что касается арт. систем, то там шла борьба за кучность стрельбы.

a_centaurus>Вариант: сопла дают закрутку для лучшей стабилизации по курсу. Это не я придумал, подобные системы использовались для артиллерийских ракет.
Стабилизация ракеты, конечно, будет. НО! Вектор тяги дополнительных сопел, во-первых, направлен под углом к направлению движения, следовательно вертикальная составляющая суммарной тяги становится меньше. Во-вторых, наклон по второму углу (для закрутки) еще больше ее уменьшит, даже без учета увеличения аэродинамического сопротивления.
В идеале, мы всю мощность двигателя (в случае любительских водяных ракет) должны направить для достижения макс. высоты. В твоем случае, часть этой мощности отбирается на обеспечение устойчивости полета ракеты. Не лучше ли сохранить всю мощность для вертикального полета ракеты, устойчивость которой следует обеспечить совершенствованием ее аэродинамических качеств?

Serge77> Можно без управления, просто 3-4 сопла на баке с водой, чтобы не тянуть вниз трубу с водой.
Что эффективнее: расположение сопла снизу или три сопла вверху сбоку? Во втором случае струи воды бьют по корпусу ракеты. Как это влияет на динамику полета? Я просто не в курсе. Для простоты понятия я нарисовал картинку с боковым верхним расположением сопла, а также площадку внизу ( опять же для облегчения понимания вопроса). При истечении струи воды возникает реактивная сила Fр толкающая ракету вверх, это понятно. Далее некий объем воды массой m со скоростью V ударяет в нарисованную площадку. В результате возникает сила Fc толкающая ракету вниз! Теперь уберите эту площадку, но струя воды будет бить по корпусу, вызывая тот же эффект. Не мне тебе объяснять, что струя воды выйдя из сопла не сохранит его диаметр, а вследствие падения скорости струи, падает давление внутри и результате имеем конус. Чтобы этого избежать придется увеличивать эксцентриситет осей сопла и ракеты, увеличивая тем самым опрокидывающий момент и делая полет все более неустойчивым. Так что одно сопло не годится, как предлагал Брат-2. Если уж на то пошло, то надо минимум три. И опять же возникают проблемы с уравновешиванием тяги на всех соплах, городить коллектор, а также сложности с пусковым устройством, особенно, если принимать во внимание предложение a_centaurus с расположением трех сопел под углом к оси ракеты, да еще под другим углом - для закрутки ракеты в полете. " Гладко было на бумаге, а вышли - ямы да овраги"