Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV

Брат-2> Если положительная плавучесть то поплавок обязательно выше всплывет

Он уже всплыл, равновесие УЖЕ есть. Можно хоть на центрифуге крутить, хоть 1000g.

RLAN> Эка зацепило
RLAN> Ладно, с другого бока.
Xan>Садись, два!

Извините господин учитель, правильная формулировка – поплавок плавает потому, что его плотность меньше плотности вытесненной воды. Неточность мной допущена умышленно, дабы засветить g, подразумевая, что имеется разный вес, но при равном объеме. Но моя трагедия не в этом, два так два, с оценкой вынужден согласиться.
Неверный ход мыслей, подкрепленный неверным пониманием задачи про поплавок с пружинкой в ракете, завели меня в полное заблуждение.
Сегодня утром переосмыслил свое мировосприятие под впечатлением доказательств PLAN и мне стало понятно, что я был не прав!
Я, конечно, не догнал, так как погрелись!

Сегодня изготовил ртутный инерционный датчик из латунной трубки диметром 4мм, длиной 35мм. Ртути я не пожалел, а вот датчик оказался практически неработоспособным. Как ожидал, включение датчика должно было происходить после углового пересечения горизонтали. Фиг Вам, ртуть переливалась примерно при -45°. То есть теперь понятен смысл эксперимента с ртутными датчиками. У ребят датчики с одного конца были коническими с другого цилиндрическими. На коническом конце ртуть вела себя как поршень и разряжение, не давало ей легко поднять от силы инерции.
Вот и у меня, нет количество ртути можно убавить, но тут другая оказия. Датчик не всегда, при переливании ртути, давал замыкание цепи, вероятно необходимы контакты, из материала которого я не знаю. Ртутный датчик выбросил, буду делать датчик на основе контактной пары.

Если есть ещё "порох" для дискуссий на тему: "поплавок в инерциальной системе": забытая игрушка - "водолаз" в пробирке, заполненной до верху водой. В теле водолаза колокол, для пузырька воздуха. Вес в. подобран так, чтобы он плавал внутри, недалеко от поверхности. Нажатием пальца на мениск давление через воду передавалось на пузырёк, он сжимался, уменьшаясь в обьёме, и в. шёл ко дну. Убирая палец, процесс шёл по обратному пути и в. всплывал. Очевидно датчик ускорения на этоом принципе имеет место существовать. При пуске ракеты, с увеличением перегрузок, изменится давление на стенки и поплавок с камерой изменяемого обьёма (это уже в терминах описания технического предложения) начнёт погружаться в направлении дна. Конечно, по окончании активного участка, всё вернётся на начальный уровень.

Брат-2> Сегодня изготовил ртутный инерционный датчик ....
Создать ртутный инерционный датчик не такая и простая задача как кажется. Сегодня разобрал датчик и выяснилось, что дно латунной трубки облудилось при запайке и для ртути получилась смачиваемая поверхность, вот она и стала прилипать. Кроме того на видео австралийцев было видно, что капля ртути может разбрызгиваться.
Решил поискать иные технические решения. От контактной системы отказался сразу. Взял магнит от головки CD и поместил его в латунный короб, в котором он мог свободно продольно перемещаться, надеясь, что при вертикальном положении сопротивление не будет большим. Фото1. Для фиксации положения использовал магнитоуправляемую микросхему от кулера. Все работало, но надежды на небольшое сопротивление перемещению не оправдались. Далее датчик по принципу рычага. Фото 2.
Лучше, но и габариты больше, да и конструкция более размазанная.
Далее взял металлический шарик Ø4мм, поместил в латунную трубочку, а в трубочке в стенках выполнил окна. Фото 3. Шарик в верхнем положении перекрывает окна. Перед окнами расположил фотодиод и светодиод, то есть создал открытую оптопару. Сигнал от фотодиода преобразуется в необходимый уровень при помощи 1-го SMD транзистора. Вот теперь все прекрасно, инерционный датчик у меня есть!

Брат-2> .... инерционный датчик у меня есть!
Шариковый инерционный датчик изготовлен из отрезка (20мм) тонкостенной латунной трубки диаметром 5мм. Трубка крепится пайкой к плате 10х25мм стойками - упорами ǿ1мм. В трубке прорезаются два окна 3х5мм для прохода потока светодиодов, вовнутрь трубки помещается свободно перекатываемый шарик ǿ4мм от шарикоподшипника. С обеих боков трубки, в районе расположения окон, размещены светодиод и фотодиод, которые взяты из открытой оптопары CD проигрывателя, тип неизвестен. В исходном положении шарик находится внизу, окно открыто, транзистор открыт, на выходе схемы низкий уровень. За счет сил инерции шарик поднимается, перекрывает окно и соответственно световой поток, транзистор закрывается, на выходе схемы высокий уровень, который открывает МДП – транзистор исполнительной цепи. Данный тип датчика не содержит вредных веществ, нет эффекта прилипания, в сигнальной цепи нет эффекта дребезга, имеет небольшие габариты.

a_centaurus> Если есть ещё "порох" для дискуссий на тему: "поплавок в инерциальной системе": забытая игрушка - "водолаз" ....

Сгорел весь порох! Заплутался я совсем малость, но при этом фатально! Мне было непонятно почему на камень, лежащий на дне, ускорение действует, если притопила пружинка действует, то почему на поверхности не действует! Все разъяснилось и стало на свои места.
Александр! Твое предложение и есть основа для интегрирующего датчика апогея!

Брат-2>> .... инерционный датчик у меня есть!
Интересная конструкция. Главное что нет механических контактов.
Единственное что не нравится, когда датчик включен, с собранной ракетой нужно очень аккуратно обращаться.
P.S. Около восьми лет назад тоже делал конструкцию, где шарик перекрывал луч. Только шарик был диаметром 40мм, и это была не ракета.
И еще. Если трубку взять медную, а в нее вставить в место шарика неодимовый цилиндрический магнит то магнит будет перемещаться плавно.

Брат-2>> Сегодня изготовил ртутный инерционный датчик ....
Брат-2> Создать ртутный инерционный датчик не такая и простая задача как кажется.
Брат-2> Решил поискать иные технические решения. Взял магнит от головки CD и поместил его в латунный короб.....

А по такой схеме не пробывал - внизу, шарикообразный магнит в пробирке, обмотанная (укрепленная) скотчем. Вверху, прикрепленный геркон, который замыкается при приближении к нему магнита.

LEVSHA> ... нужно очень аккуратно обращаться.
....
LEVSHA> И еще. Если трубку взять медную, а в нее вставить в место шарика неодимовый цилиндрический магнит то магнит будет перемещаться плавно.

Включение инерционного датчика будет осуществляться от отдельного выключателя, причем, только после установки ракеты на направляющую, риск запуска двигателя равен нулю!
Предложение понятно, осуществить подтормаживание за счет сил индукции, то есть, получаем таймер задержки на запуск двигателя второй ступени.
Во-первых, трубка должна быть толстостенной иначе эффект индукции будет ничтожно мал. Во-вторых, величина индукции будет зависеть от скорости перемещения магнита и не очень понятно будет ли она ощутимо проявляться на практике. Кроме того, совершенно невозможна регулировка задержки времени на срабатывание. И опять же, магнит цилиндрический, то есть большое сопротивление перемещению. Наверно лучше герметизировать торцы трубки и подтормаживание осуществить за счет сил пневматики.
Таймер лучше осуществить по электрической цепи. Собственно необходим лишь токоограничивающий резистор и конденсатор, легко осуществить как регулировку задержки времени, так и проверку работоспособности системы.

OL29> А по такой схеме не пробывал - внизу, шарикообразный магнит в пробирке, обмотанная (укрепленная) скотчем. Вверху, прикрепленный геркон, который замыкается при приближении к нему магнита.

Собственно пробовать нечего. Геркон ужасный компонент, нестабильный и слабочувствительный. Где найти магнит в виде шарика? Как будут располагаться полюса? Геркон наиболее чувствителен, когда его противоположные контакты подмагничиваются разными полюсами магнита. Какое будет положение полюсов магнита, в виде вращающегося шарика, вообще предугадать не представляется возможным, система работать не будет.
Австралийцы пытались использовать неконтролируемую задержку переливания ртути в датчике для возможности использования его в качестве датчика апогея. Так вот, в шариковом инерционном датчике это легко осуществить путем подмагничивания шарика. Вот Вам плодородная почва для любителей датчиков апогея подобного типа. Аж, самому захотелось попробовать, подумаешь, на одну авантюру больше, но здесь главное придумать, как легко проверить работоспособность, а может на велосипедном колесе?

OL29>> А по такой схеме не пробывал - внизу, шарикообразный магнит в пробирке, обмотанная (укрепленная) скотчем. Вверху, прикрепленный геркон, который замыкается при приближении к нему магнита.
Брат-2> Где найти манит в виде шарика? Как будут располагаться полюса?
Посмотри тут MAGNETIX - Неодимовые магниты NdFeB- Более 200видов- Шайбы, Кольца, Квадраты, Поисковые, Большие, Маленькие. Применение магнитов: двигатели, генераторы, счетчики воды, электроэнергии, газа. Неодимові магніти.

Брат-2>> Где найти манит в виде шарика? Как будут располагаться полюса?
Костян1979> Посмотри тут MAGNETIX - Неодимовые магниты NdFeB- Более 200видов- Шайбы, Кольца, Квадраты, Поисковые, Большие, Маленькие. Применение магнитов: двигатели, генераторы, счетчики воды, электроэнергии, газа. Неодимові магніти.

Какая красота!! Даже шарики есть!! Вот бы нагрести задаром таких игрушек и вечный двигатель в кармане!!

OL29>>> А по такой схеме не пробывал - внизу, шарикообразный магнит в пробирке, обмотанная (укрепленная) скотчем. Вверху, прикрепленный геркон, который замыкается при приближении к нему магнита.
Брат-2>> Где найти манит в виде шарика? Как будут располагаться полюса?

"Не страшны дурные вести, продолжаем бег на месте..."
Одноосевой акселерометр на основе пары магнит-геркон был реализован (эскиз прилагается) и использован не менее чем в 20 лётных испытаниях. А с герконами знаком ещё из практики космического приборостроения (с 1975 года). Герконы с магнитными активаторами ставили на крышках оптических систем. Последний опыт - многозональная камера MMRS на борт спутника NASA -CONAE, Argentina, где геркон стоит (до сих пор работает, уже 12 лет в космосе) также на крышке калибрователя. Конечно, геркон штука очень чувствительная и хрупкая. Поэтому необходим тщательный входной контроль и отбор. Лучше всего не экономить на размерах. Более надёжными, хоть и менее чувствительными (из опыта) является капсулы 40 х3 мм. Наиболее проблемной является реакция герметичного контакта на ток. Проще говоря контакты могут приваривариваться при прохождении токового импульса более 0.5 - 1 А. Поэтому, их использование в качестве прямого ключа (батарея - омический потребитель) должно быть с ограничением по току. Но в качестве вторичного реле их надёжность не меньше чем у других подобных ключей. Поэтому их можно смело использовать как инерциальные ключи для таймеров. Или, например, как стартёр для оптического датчика (See Foto 4) (включение сенсора после окончания активного участка, что обезопасит стартовые операции). Хорошей алтернативой коммерческому поиску магнита является обычный мини телефон-наушник. Я вытаскиваю из них кольцевые керамические магниты (15 х 2 мм) с отверстием 8 мм. Для изготовления скользящего магнитного активатора нужно выточить или подобрать из готовых трубку бегунок с внешним диаметром под дырку в магните. Направляющую можно подобрать из готовой немагнитной тонкостенной трубки с внутренним диаметром чуть больше диаметра геркона. Как альтернатива - клееная трубка из Al фольги с эпокси. Я использую 5 мм трубку из нейзильбера (из лавки для ремёсел). Геркон предварительно испытывается на чувствительность и механическую надёжность (в картонную коробку его и потрясти 1-2 мин). Затем один вывод откусывается под 2 мм и к нему припаивается проводник, который, вместе с капсулой вставляется в трубку и выводится через её хвостовую часть. Далее эти два проводника впаиваются в плату таймера (или другого устройства). Для позиционирования направляющей лучше выточить (подобрать, сделать, например из пробки )
подпятник. Положение магнита на бегунке находится подбором относительно положения геркона в трубке. Когда эти положения найдены, магнит фиксируется на бегунке цианакрилом, а геркон - термоклеем.
Из попыток сделать механический замедлитель для пары магнит-геркон, кроме уже указанных гидротаймеров (как наиболее перспективный, рекомендован "писающий мальчик", см выше по ветке) имела место следующая схема: магнитный активатор (не магнит) шарообразной формы поднимается силой инерции внутри спиральной направляющей после останова двига. и по достижению геркона, замыкает цепь. Шарик активатора делается из дискового магнита и эпокси (для лепки). Покрывается лаком. Спираль (вытянутая) может быть изготовлена из PVC трубки быть для электропроводки (18 х0.5 мм) навиванием на оправку в горячей воде. Второй вариант более технологичен: тот же кольцевой магнит облепливается эпокси (для массы) и насаживается на внешнюю поверхность спирали (из нейлоновой трубки, например). Разумеется, гидромеханические таймеры требуют тщательной калибровки. И самодельная центрифуга (ручная или из в. колеса) может помочь.
Фотодатчик: вместо шарика лучше использовать маятниковую шторку. Децентрированную, для однозначности направления. Соединив её с флапсом, вынесенным на поверхность ракеты, можно получить вполне гарантированный эффект регистрации скорости ракеты и детектации её минимума (оперативного, для открытия оптического канала) вблизи апогея.

GOGI> Таймер с активацией от 3-х осевого акселерометра.

Годно, но почему не интегрировано с основной электроникой? По уму, вычислитель должен быть один.

LEVSHA> И еще. Если трубку взять медную, а в нее вставить в место шарика неодимовый цилиндрический магнит то магнит будет перемещаться плавно.

Есть ещё более интересный вариант с алюминиевой. Тороможение из-за токов Фуко будет не сильно слабее, но зато из-за парамагнитных свойств алюминия можно, наверное, добиться гистерезиса. Что ценно для такого типа датчиков.

Да и вес меньше

Это и есть основная и единственная электроника С чем его еще интегрировать в данном случае?

Если единственная — то, разумеется, ни с чем Я просто подумал, что там ещё что-то есть.
А так — повторюсь, одобряю. Компоненты из магазина и никакого лишнего веса

GOGI> Магниты, герконы...
GOGI> Таймер с активацией от 3-х осевого акселерометра. 3 силовых выхода (один спаренный со светодиодом на плате).

Андрей!
Я поклонник твоего таланта и благодарный пользователь (SDA). Но замечу, что дело вовсе не в разнице между аналоговыми и цифровыми реле, а в концепте - ТАЙМЕР. Твой т. с аж 3 силовыми выходами уже можно назвать ПВУ (программно-временное устройство). И чтобы его использовать на борту короткоживущей ракеты нужно иметь точную секвенциальную (что, за чем и сколько времени) модель процессов которые должны происходить с вероятной неизбежностью... Когда нештатная задержка по времени наступления события в 1 с уже может привести к нештатному срабатыванию запрограммированного устройства, а потом и следующих за ним.
Поэтому апогей ракеты лучше определять по точке перегиба какой-то физической величины. Например, изменению курса с помощью того же оптического датчика. Или давления. Таймер же удовлетворительно работает в сравнительно долгоиграющих (квазистатических) процессах. Например, на зондах 60 г ставили механические таймеры, которые отстреливали ГЧ с парашютом уже в стратосфере, когда не было опасности набегающего потока. А на спускаемых зондах на Венеру электромеханические ПВУ доходили до 250 команд (если не ошибся в цифре).
А "герконы с магнитами" - это средство от потери креативности в современном мире. А китайцев, с их дешёвой электроникой "про все" уже не догонишь.

a_centaurus> А "герконы с магнитами" - это средство от потери креативности ....

Извиняюсь за свое неуважительное высказывание по герконам. Безусловно, герконы применяются и у нас на жд транспорте, герконы, ранее, применялись даже в клавиатуре, были, ранее, квазиэлектронные АТС и т.д., естественно использую их и я. В гараже установил сигнализацию, контроль положения ворот при помощи герконов, вот бы поставил элементы на эффекте Холла – курам на смех! То есть каждому сверчку - свой шесток!

GOGI> Магниты, герконы...
GOGI> Таймер с активацией от 3-х осевого акселерометра. 3 силовых выхода (один спаренный со светодиодом на плате). Успешно отлетал на спортивном ракетоплане (класс не помню).
GOGI> В серию, пока, не пойдет
Класс модели ракетоплана S-4-A. А таймер выше всех похвал по всем параметрам.

Брат-2>...
Ртутный датчик...был у меня, промышленного изготовления. Улетел, как-то, безвозвратно, хотя, возможно и не он был этому причиной... На форуме была его фото и ролик полета той ракеты.
Еще "жива" "двухступенчатая"? Не разбил? Может быть, вот так, попробовать? На "защелку", без дребезга?

Брат-2>>...
Laska_2879> Ртутный датчик...
Laska_2879> Еще "жива" "двухступенчатая"? Не разбил? Может быть, вот так, попробовать? На "защелку", без дребезга?

Да нет, конечно, я ее подарил внучке! В ее конструкции имелся существенный недостаток, при тяжелом стартовом двигателе неприемлемая балансировка, поэтому построил другую. Кстати в книге «Ключ на старт» есть и про ртутный инерционный датчик и о принципах инжекции воздуха. То есть порывы моей души были не так дурны, чему нашлось документальное подтверждение. Свой оптический инерционный датчик усовершенствовал, о триггере-защелке думал, но пока отказался, работает и так как будто нормально. Двигатели залиты, вот сейчас изготавливаю запалы.
Твое предложение понятно, но вижу проблему в безопасности. То есть малейшее неосторожное движение и ступень улетит прямо из рук.