Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

PopovIgor> Угу. Следовательно, имея штуцер ф10 и трубку ф8 недоберем около 5% высоты, как если бы зазора не было?
Если я правильно помню видео, ракета на старте наклонена.
Если устранить наклон, то не только повысится безопасность, но и выигрыш по высоте будет сравним с выигрышем от трубки.
Другое дело, если и с трубкой, и прямо (и без ветра, и ракета геометрически идеальна, и сопло соосно и по центру, и солнце светит, и нам по 18 лет...).

Gematogen>
Занимательная математика
Имеем два бустерных ускорителя с соплом S1 и ракету с соплом S2.
Полетели.
В точке соединения ускорителя с ракетой имеем силу направленную вверх и равную
F = 2*2*Р*S1 -2*P*S2
Если S1 = S2, то
F = 2*P*S т.е. польза от двух ускорителей нулевая. Это если без всяких направляющих или со всеми направляющими (тогда F=PS).
Если только направляющая у ракеты, а у ускорителей их нет, то F=3PS, т.е. как-бы одного ускорителя нет.

Теперь пусть S1=3,14 (ф20) и S2=0,785 (ф10)
тогда на этапе разгона на старте F=11P - без трубки в ракете и 11,8Р если она эта затычка есть.
Все это при условии, что из ускорителей истекает вода. Правда при этом надо еще вычесть довольно существенный вес снаряженных ускорителей. Не менее 40-50 Н.

Теперь в ускорители нальем воды 50-80 мл, лишь для герметичности уплотнений, а лучше вязкого масла.
Ракету будет разгонять в основном сж. воздух ускорителей.
Если ускорители стартуют со своих длинных направляющих, ракета со своей, тогда все ясно F = N*P*S1 - Р*S2, где N - число ускорителей. Или 5,5Р при тех же размерах. Ускорители пустые, их вес относительно небольшой.
А если без них? На чистом пневмовыхлопе ускорителей (затычка у ракеты остается)? Как посчитать? Усекаешь мысль? Будет суммарно больше, если учесть реальную трубку ракеты не более 1000 мм?

Хотелось бы под эту схему подвести, так сказать, теоретическую базу. Пусть Брат-2 (нелюбитель теорий) не морщится, но ускорителям все-равно что толкать, одноступенчатую, двух или даже трех.

Если наилучший вариант без направляющих на пневмовыхлопе, то технически задача существенно упрощается. Неклееных 2-х литровых баллонов натолкать по кругу, сколь войдет и все

Короче, задача сводится к поиску наилучшего варианта выстрелить ракету со старта, а дальше лети, милая, как Бог и конструктор тебе дали.

Gematogen> Если я правильно помню видео, ракета на старте наклонена.
Gematogen> Если устранить наклон, то не только повысится безопасность, но и выигрыш по высоте будет сравним с выигрышем от трубки.
Поэтому и толкую о дополнительных внешних.

Gematogen>>
PopovIgor> Занимательная математика
PopovIgor> ...польза от двух ускорителей нулевая.
Есть такая наука - софистика
Ты как-то пренебрег инерцией масс.
Основная фишка - это простые (читай - однобутылочные) ускорители в максимально технически достижимом количестве заправленные 50 г воды (не столько для смазки, сколько для предотвращения утечки воздуха) стартующие по короткой направляющей с коротким фалом.
Масса ускорителя - 30 граммов. Сила тяги - 15 - 20 кгс на ускоритель. Три таких ускорителя дают ракете пинка на полцентнера.
Конечно можно применить клееные бустеры и прочее... Но начать можно и с того, что я написал.

PopovIgor> Короче, задача сводится к поиску наилучшего варианта выстрелить ракету со старта, а дальше лети, милая, как Бог и конструктор тебе дали.
Я тут вкратце прикинул, что будет, если к твоей ракете приделать три двухлитровых ускорителя с полной дыркой на направляющих 20 мм длиной 0,3 м и привязать их фалом длиной 1 метр (принудительное торможение ускорителей чтобы с парашютом не париться).
Ракета - без внутренней направляющей, двигатель включается после отделения ускорителей. Иначе в существующем файле не прикинуть.
Так вот: ускорение по стержню - 29g, на высоте 30 см скорость составляет 13 м/с, при этом расходуется около 120 г воды. "Плевок" оставшимися 30 граммами воды дает короткий но мощный импульс, который доводит ускорение до 51g и скорость возрастает до 18 м/с к высоте 46 см. Далее в пневмофазе ускорение снижается с 39g до 8g и на высоте 100 см фал останавливает ускорители на скорости 23,2 м/с при избыточном давлении 1,1 атм.
Таким образом твоя ракета на высоте 1 м стартует на скорости более 23 м/с!
Стандартное сопло гардены сообщает ей ускорение 2,8g, которое постепенно растет по мере расхода рабочего тела.
Апогей составляет 163 метра.
Если ты помнишь, эта же ракета без внутренней направляющей имела апогей 93 м.
Учитывая то, что бустеры не клееные, можно их наддуть посильнее
При 8 атм апогей будет 177 метров
При 10 - 187. Или 196 метров при замене фалов ускорителей на двухметровые. Кстати, максимальная скорость через 1,07 с составит 240 км/ч.
Вот, как-то так...
Кстати, можно в воскресенье вместе что-нибудь в небо пульнуть...

Gematogen> Таким образом твоя ракета на высоте 1 м стартует на скорости более 23 м/с!
Gematogen> Вот, как-то так...
Да уж, я старый софист ...
Отлично. Я прикидывал порядка 25 м/с. Направление движения в смысле технических решений намечено. Эта стартовая пулялка вещь абсолютно независимая. Цеплять к ней можно что угодно.
Видятся ускорители в виде бутылок 2-2,5-3л (проверить их на предельное давление несложно, от чрезмерного раздутия есть апробированный метод с армированным скотчем, если помнишь, я поднимал до 14 атм!) расположенных по кругу сколько войдет. Скользкий вопрос как соединять с ракетой, пока открыт. Опять же надо проверять гардену по удержанию, но это потом. С дуру можно и тонну засадить, но выдержит ли?
300 мм даже много. 10 мм выше о-рингов и достаточно. Вместо воды 30 мл масла отработки - повязче будет. И ты считал, что ускорители толкаются сж. воздухом? За один метр воздух ведь не кончится? Какой будет суммарный импульс по воздуху и при истечении воды? Какая будет нагрузка на фал в момент остановки? Я так и не понял: стартуем на воздухе или на воде? Миш, нужна серьезная теоретическая база. Как делать крепление фала к ускорителю? Фал нужен не только чтобы не заморачиваться с парашютом, но и в основном для того, чтобы действие ускорителей на ракету прекратилось до ее схода с направляющих во избежании перекоса. Это когда один ускоритель отсоединился, а второй еще нет.
Gematogen> Кстати, можно в воскресенье вместе что-нибудь в небо пульнуть...
Миш, я бы с удовольствием, но на выходные уже запланировано отключение и слив воды на даче (у нас летнее, а во-вторых, мы на зиму все обесточиваем и дом не топим, а после пожара и вовсе боимся оставлять включенным обогрев без присмотра), в воскресенье ТО на Можайке.

PopovIgor> 300 мм даже много. 10 мм выше о-рингов и достаточно.
Не понял - это ты о чем?
PopovIgor> Вместо воды 30 мл масла отработки - повязче будет.
Нам повязче не надо, а вот почище, поэкологичней и попрактичней - хотелось бы. Масло не даст выигрыша.
PopovIgor> И ты считал, что ускорители толкаются сж. воздухом? За один метр воздух ведь не кончится?
По внутренней направляющей - нет, на реактивной тяге - кончится.
PopovIgor> Какая будет нагрузка на фал в момент остановки?
Бутылка весит 30 граммов. Выдержит любая веревочка.
PopovIgor> Я так и не понял: стартуем на воздухе или на воде?
В нашем понимании мы не стартуем. Происходит разгон ускорителя по внутренней направляющей за счет "силы выталкивания". Воды - 50 граммов на бутылку. Ее предназначение - предотвратить утечку воздуха при разгоне. Расход воды - 40 граммов на каждый ускоритель.
PopovIgor> Как делать крепление фала к ускорителю?
Ты на полном серьезе спрашиваешь, как привязать веревочку к горлышку пластиковой бутылки?

PopovIgor> ...от чрезмерного раздутия есть апробированный метод с армированным скотчем...
Забей на скотч, деформация нам по-барабану в данном случае.
Лишь бы не рвануло. А тут скотч не сильно влияет.
Я считаю, что сначала нужно все это запустить на 5 - 6 атм.
Это я тебе как знатный теоретик - знатному теоретику говорю!

PopovIgor>> ...от чрезмерного раздутия есть апробированный метод с армированным скотчем...
Gematogen> Забей на скотч, деформация нам по-барабану в данном случае.
Gematogen> Лишь бы не рвануло. А тут скотч не сильно влияет.
Скотч позволил увеличить давление в раза.
Короче, всё же по внутр. напр. по максимальной длине.

Насчет крепления.
Если 8G да на 30 гр, то оно, конечно, ДА!
Gematogen> Происходит разгон ускорителя по внутренней направляющей за счет "силы выталкивания".
А на пневмовыхлопе меньше? А на воде, пусть частично? Придется точить направляющие ф21,5*300-350

PopovIgor> Скотч позволил увеличить давление в раза.
Во сколько?
Мне кажется, что ты работал со склейкой?
Австралийцы до 11 атм двухлитровую бутылку надували, если память не подводит.
Начинать надо по-любому с 5 - 6 атм. При росте давления полезут проблемы в пусковой и уплотнениях.
PopovIgor> Если 8G да на 30 гр, то оно, конечно, ДА!
Побольше, чем 8. Избыточное давление будет больше 1 атм. Но шнурок все-равно выдержит.

Gematogen> Воды - 50 граммов на бутылку.
Передавится в 1 и 2 строго поровну?
В 1,5 раза. Можно и больше, вес увеличим за счет скотча. Где-то должен быть оптимум по весу и давлению.
Они ж все разные! Набирать от разных производителей и испытывать на предельное давление.
Один плюс. Если подталкивать снизу, то форма не имеет значения

PopovIgor> Хотелось бы под эту схему подвести, так сказать, теоретическую базу. Пусть Брат-2 (нелюбитель теорий) не морщится, но ускорителям все-равно что толкать, одноступенчатую, двух или даже трех.

Прочитал Ваш мозговой штурм решения фундаментальных проблем водяного ракетостроения, и лоб специально не морщил, а сделать полезные для себя выводы так и не смог. Да, я не сторонник голой теории – это удел болтунов! Да, я для дальнейшего развития больше беру из практики, по той простой причине, что мы забываем еще третью наиважнейшую составляющую – возможность! Возможность – это немного теории, много практики и, учитывая нашу реальность, в основном – случайность!
Ваша идея с привязанным бычком совсем мне не понравилась. Не трогайте святое! Метры, метрами, а зрелищность главнее!

Брат-2> Ваша идея с привязанным бычком совсем мне не понравилась. Не трогайте святое! Метры, метрами, а зрелищность главнее!
Саш! Тебе было скушно без меня все лето? Ну что ж, теперь не обессудь.
А стрелять водяной ракетой из пневмопушки, как предлагали форумчане из соседних братских тем, это тебе как? Мне тоже.
А если серьезно, то здесь те же бустеры, только отстреливаются не набегающим потоком воздуха по окончании тяги, а принудительно. Пожалуйста. Придумай, как их использовать по этой схеме, но с мгновенным одновременным отсоединением. Или нет сомнений в отсутствии перекоса тяги при возможном неодновременном отсоединении ускорителей вне рамок внешних направляющих самой ракеты в отсутствии фалов отсоединяющих ускорители в рамках этих направляющих?
Т.е. коренное отличие: не истечение воды в бустерах, что, конечно, эффектно, но не эффективно (все сводит на нет увеличение стартовой массы), а эффект пневмовыталкивания. Не эффектно, но зато эффективно. Дальнейший эффектный полет твоей уже разогнанной до 20-25 м/с двух- (трех-)ступенчатой.
Брат-2> Да, я не сторонник голой теории – это удел болтунов!
Александр, как всегда, верен себе,- не в лоб, так по лбу!
Я тоже. Но без элементарной теоретической базы, практик как ..., если не сказать большего.
Кстати, давно добивался от Ckona расчетов пневмотяги, еще весной обещал, но что-то все никак.
Брат-2> Да, я для дальнейшего развития больше беру из практики, по той простой причине, что мы забываем еще третью наиважнейшую составляющую – возможность!
Если будем ориентироваться только на свои региональные возможности, то так в каменном веке и останемся. Чего ты постоянно ссылаешься на мифические невозможности? Сначала надо подумать что, зачем и почему, а уж потом как и это как внесет коррективы в начало. У тебя наоборот. Автаркия какая-то, не кооперативная.

Сегодня проверил работу БРЭО. Видео снимал в гараже, так себе. Блок содержит в себе звуковой оповеститель, который включается отдельным выключателем, но на работу блока в целом не влияет. Постоянно пищит – нет давления в ракете, пищит прерывисто – высотомер включен, но не в режиме записи, молчит – можно стартовать. По постоянному звуковому писку осуществляется ближний поиск ракеты, дальний поиск до 300м осуществляется по радиосигналу на 433мГц, приемник пока не направленный. Система выброса парашюта включается автоматически при достижения давления более 2атм., после выброса парашюта автоматически отключается. Высотомер включается выдергиванием электромотором изоляционной прокладки, которая вставляется между контактами, на видео момент виден.
Всего было три выброса, из них два аварийных. В одном случае забыл пристегнуть фал парашюта, в другом вместе с фалом пристегнул и одну из строп, видно на видео, но в целом все работает. Головной обтекатель представляет собой капсулу, которая может быть автономно спущена на отдельном парашюте, идет отбор космонавтов!

PopovIgor> Саш! Тебе было скушно без меня все лето? Ну что ж, теперь не обессудь.
.....
Игорь! Да я прекрасно понял Вашу идею, она обязательно будет хорошо работать, но вот душа не лежит, ну не ракета – рогатка! Да делайте, кто Вам мешает, а мне не нравится!
Ну, а теория, к примеру, по работе знаю теорию, ну, возможно, лучше других, но она мне необходима только для практики. Некоторые товарищи постоянно и очень красиво болтают, а как дело до практики, то, честно, большое желание врезать между безумных глаз! Поэтому у меня развился комплекс, да я и не имел Вас в виду, если что извините! А без тебя мне действительно было скуЧно! Честно!

Брат-2> Сегодня проверил работу БРЭО.
Вот, болтуны-теоретики, смотрите - как надо работать !
Таковы, БРАТ-2, мои эмоции, после просмотра твоего ролика.

Что являлось источником света для имитации переворота ракеты ?

Брат-2> Сегодня проверил работу БРЭО.

Собрал заправщик, проверяю герметичность.

Рукоятки вентилей надо обязательно перекрасить. Пока надувал для проверки - все перепутал - и штуцеры, и вентили, вместо выпуска воздуха облился водой.

Ckona> Собрал заправщик, проверяю герметичность.
Ckona> Рукоятки вентилей надо обязательно перекрасить. Пока надувал для проверки - все перепутал - и штуцеры, и вентили, вместо выпуска воздуха облился водой.
Кран на воздушник ставить не захотел? Краны на 1/4"?

PopovIgor> Передавится в 1 и 2 строго поровну?
Пропорционально объему полостей, включая соединительные шланги.

Игорь, только мне кажется, что наш огород в последнее время похож на сад камней?

Gematogen> Пропорционально объему полостей, включая соединительные шланги.
Ну и чудесно! Все ускорители абсолютно одинаковы, заливаем через заправщик в т.ч. и ракету по своей линии. Далее через тот же коллектор воздух, давление во всех ускорителях будет строго одинаково. Имея вторую линию на ракету, давление в ней может быть по необходимости иным. Возможность сброса ранее уже обсуждалась. Блок ускорителей вещь абсолютно самостоятельная и независимая. На существующем столе сверлим отверстия и устанавливаем короткие направляющие стержни.

Открытый вопрос пока о соединении с ракетой, то ли сбоку на крючках, то ли снизу. Как проще и надежнее? Если сбоку, то велика инерция ракеты на старте, оторвет все на фиг. Короче, тащить или толкать?

Gematogen> Игорь, только мне кажется, что наш огород в последнее время похож на сад камней?
Ну и что, и в этом тоже есть своя прелесть.
Да уж, подкидывают потихоньку из-за забора . Не обращай внимания, "и на камнях растут деревья". Зайди в другие темы, там чуть ли не мясорубками бьются, а здесь еще тишь да гладь да божья благодать А с другой стороны, это даже хорошо, иначе все было бы пресным и скушным, и был бы кризис жанра, отдельные высказывания Брат-2 по настроению это подтверждают. Так что трём к носу, все будет нормально.
Давно хотел спросить, что означает эмблема на аватаре? Часто вижу ее, но не знаю, что это.

PopovIgor> Открытый вопрос пока о соединении с ракетой, то ли сбоку на крючках, то ли снизу. Как проще и надежнее?
Мне кажется, что лучше сбоку с двумя крючками входящими в две трубки прикрепленные к основной ракете. При этом сопла ракеты и ускорителей должны быть примерно на одном уровне. Так будет проще сделать систему удержания на старте не за центральную гардену, а индивидуальную для каждого ускорителя. Так надежнее, особенно при твоей тяге к высоким давлениям. И тут во весь рост встает вопрос согласования срабатывания системы, т.к. время движения по направляющей 0,035 сек! Видимо, нужно делать гарантированное (но минимальное) запаздывание центрального механизма.
Также потребует пересмотра конструкция крепления сопла. Вклееная крышка слишком ненадежна. Мне кажется, что моя конструкция гораздо надежнее. По крайней мере на 7 атм не было ни одного срыва.
PopovIgor> Если сбоку, то велика инерция ракеты на старте, оторвет все на фиг.
Сила воздействия одного ускорителя равна силе выталкивания, если не допускать предварительного прослабления соединения приводящего к ударным нагрузкам. Т.е. при двух узлах крепления на каждый приходится усилие порядка 10 кг. Узел надо рассчитывать с 1,5 - 2х кратным запасом.
Кстати, это одна из причин по которой я предлагаю начинать с низких давлений.

PopovIgor> Давно хотел спросить, что означает эмблема на аватаре? Часто вижу ее, но не знаю, что это.
Это просто QR-код. В нем можно зашифровать информацию. В данном случае там просто текст. Считывалки обычно есть в смартфонах.

Gematogen> Ты на полном серьезе спрашиваешь, как привязать веревочку к горлышку пластиковой бутылки?
Gematogen>
Если бутылки ускорителей расположенных вокруг ракеты связать в единое целое, то никакой фал и не нужен.
Ускорительный блок и ракета кинематически развязаны.
У самой ракеты имеется внутренняя направляющая, препятствующая истечению РТ и три наружных, центрирующие ракету и исключающие все возможные заклинивания.
Связка (блок) ускорителей выталкивается сж. воздухом и разгоняет ракету.
Она приобретает аэродинамическую стабильность.
Как только ракета сходит со своей внутренней направляющей, начинается истечение РТ и она резво отрывается от единого блока ускорителей, который к тому времени уже потерял свою тягу. На сколько?
И нет никаких перекосов тяги. Ну, поднимется по инерции еще метров на 5-8. Вес 100 - 200 гр, не страшно.
В какой момент ракета оторвется от блока ускорителей?
Очевидно, в момент когда ее собственная тяга будет больше, чем ее подталкивают снизу.
Вот здесь и нужен расчет по определению тяги на пневмовыхлопе ускорителя. Сам я, к сожалению, этого сделать не могу

Gematogen> Так будет проще сделать систему удержания на старте не за центральную гардену, а индивидуальную для каждого ускорителя. Так надежнее, особенно при твоей тяге к высоким давлениям. И тут во весь рост встает вопрос согласования срабатывания системы, т.к. время движения по направляющей 0,035 сек! Видимо, нужно делать гарантированное (но минимальное) запаздывание центрального механизма.
Это очень сложно и ненадежно.
Пусть давление 8 атм. Открытое горло ф21,5 мм. Количество - 3 шт.
Сила выталкивания 87 кгс + 16 кгс на ракете. Итого 103 кгс. С запасом 110 кгс. Думаю, что металлическая Гардена (спасибо Slavich77) спокойно выдержит.

Gematogen> Также потребует пересмотра конструкция крепления сопла. Вклееная крышка слишком ненадежна. Мне кажется, что моя конструкция гораздо надежнее. По крайней мере на 7 атм не было ни одного срыва.
У меня есть переходник, который наворачивается на резьбу горлышка.
Далее к нему по резьбе G3/4" наворачивается стандартный гарденовский штуцер. Так что этот вопрос решен.
PopovIgor>> Если сбоку, то велика инерция ракеты на старте, оторвет все на фиг.
Gematogen> Сила воздействия одного ускорителя равна силе выталкивания, если не допускать предварительного прослабления соединения приводящего к ударным нагрузкам. Т.е. при двух узлах крепления на каждый приходится усилие порядка 10 кг. Узел надо рассчитывать с 1,5 - 2х кратным запасом.
В двух точках никогда не будет равного силового замыкания. Один будет обязательно прослаблен.
Следовательно, на один крючок придется 29 кгс. При ф110 мм, изгибающий момент на крючке будет равен 1,6 кгс*м. Это серьезная нагрузка. И это пока только статика. Добавь сюда инерцию при начале движения!
При отсоединении верхний крючок будет биться о нижнюю трубку.
Поэтому я и говорю: пока это самое узкое место.
Как уже отмечалось, уплотнение ускорителей скользящее.
Поэтому, если делать нижний подталкиватель, то при подаче давления все ускорители поднимутся и уткнутся в нижнюю пластину.
Собственно, при крючках будет тоже самое. Однако, во втором случае нагрузка не будет передаваться на корпуса.
При нагнетании корпуса будут раздуваться, от этого никуда не денешься. Крючки же и трубки придется крепить хомутами.

Может в этом вопросе нам, "болтунам-горе-теоретикам", Брат-2 поможет?

PopovIgor> В двух точках никогда не будет равного силового замыкания. Один будет обязательно прослаблен.
Безусловно, но я думаю, что незначительная деформация более нагруженного соединения приведет к выравниванию нагрузки. Хотя разница естественно будет.
PopovIgor> И это пока только статика. Добавь сюда инерцию при начале движения!
Ничего не добавится.
PopovIgor> При отсоединении верхний крючок будет биться о нижнюю трубку.
Ну и что? Сделаем скошеной переднюю часть трубки.