Конструкция ракет XI

Gеnеral> а что такое фюз?

Так Центаврус слово "фюзеляж" упростил, в моем "хенд-мейде" закрепилось.

Gеnеral>> а что такое фюз?
mihail66> Так Центаврус слово "фюзеляж" упростил, в моем "хенд-мейде" закрепилось.

Это сленг из аеромоделизма. (Hand made - ручная работа??? Очевидно - vocabulary?) Выкладываю вот эти два рисунка из книги "Польские исследовательские ракеты". Прекрасный пример работы "незацифрованных" мозгов и не "клаватрофированных" рук. ГГ на основе пищевой соды соляной кислоты, производящий двуокись углерода по команде выпущенного стриммера. Полученный в результате реакции газ заполняет шар, который выполняет роль тормозного устройства. Делал прототип(положительно) такого ГГ правда только с уксусной эссенцией. Идея была - использовать принцип для наполнения надувного волана, который эффективнее шара в роли десселератора. При малых весах и габаритах такой ГГ и ССР на его основе может вполне заменить источник сжатого газа (CO2 capsule) на борту. Конечно, стоит рассмотреть современные возможности для триггера. Например тот же соленоид или серво для открытия контейнера с катализатором, управляемый с платы контроллера или сенсора. И структура вполне может быть напечатана из ABS.

feonor12> Строить ракету а потом по необходимости нагружать нос?

Да.
Для первой ракеты сделай площадь стабилизаторов побольше, и с возможностью их обрезки прямо на ракете.
"Нос" приходится нагружать не только для правильного расположения ЦТ.
Правильно подобрав массу ракеты в свободном полете (с отработанным двигателем) можно повысить планку апогея. Когда с массой определишься, можно будет уменьшить размах стабилизаторов до приемлемого положения ЦД.
А потом уже само собой силуэт ракеты будет получаться.

feonor12> Ведь пока все узлы не созданы физически это нереально узнать. Точнее пока вся ракета не собрана даже.
А о том как это сделать, пока вся ракета не собрана, написано в книжке Эльштейна (но делать так очень не хочется).

feonor12> Строить ракету а потом по необходимости нагружать нос?

Загрузка балластом - дурной тон. Можешь собрать ракету, но стабилизаторы подобрать и приклеить в последний момент.

RocKI> Загрузка балластом - дурной тон. ...
RocKI, а зачем ты в своей программе сделал оптимизацию массы под максимальный апогей?
Или "балласт" это все что больше оптимальной массы?
Просто мне постоянно приходилось догружать ракету, поэтому я за КМС не гнался до той поры пока двухступенчатыми не занялся.

mihail66> Просто мне постоянно приходилось догружать ракету....
У меня вот буквально пару дней назад вопрос возник почти не туже тему.
Как раз упражнялся стабилизаторами в Аэролабе, пытался сделать их максимально маленькими.
То что, чем меньше площадь стабов, тем выше ЦД поднимается это понятно,
но неожиданно то насколько близко ЦД к ГО приближается если стабов совсем нет.
Ведь если ракета "как палка" без ГО и стабов, то ЦД должен получится посередине, но он в Аэролабе получается почти на самом конце.
??? Это я вот сейчас для себя открытие сделал, или картинки не правильные?

mihail66> RocKI, а зачем ты в своей программе сделал оптимизацию массы под максимальный апогей?

Если ты загружаешь ракету до оптимального веса балластом, вместо того, чтобы увеличить количество топлива, то об этом тоже лучше помалкивать.

mihail66> Ведь если ракета "как палка" без ГО и стабов, то ЦД должен получится посередине, но он в Аэролабе получается почти на самом конце.

На малых углах атаки, и это доказано Барроуманом, цилиндрическая часть ракеты не влияет на положение ЦД. Таким образом положение ЦД зависит только от размеров и формы ГО.

RocKI> Если ты загружаешь ракету до оптимального веса балластом, вместо того, чтобы увеличить количество топлива, то об этом тоже лучше помалкивать.
Похоже что у меня наоборот.
После выгорания топлива, остается слишком легкая оболочка, которую приходится нагружать.
Твой ответ мне понравился.

RocKI> На малых углах атаки...
Это я случайно обнаружил существенные различия расположения ЦД в SimpleRocketCP и Аэролабе для очень маленьких стабилизаторов.
Как то подозрительно впереди ЦД расположился.

mihail66> Это я случайно обнаружил существенные различия расположения ЦД в SimpleRocketCP и Аэролабе для очень маленьких стабилизаторов.

В SimpleRocketCP ЦД вычисляется двумя методами, т.е. ЦДБ и ЦАП. ЦДБ - это Барроумановский ЦД для малых углов атаки. ЦАП - Центр Аэродинамической Проекции для больших углов атаки (если таковые ожидаются). Основной, конечно, Барроумановский ЦДБ.

Барроумановский ЦД обе программы вычисляют корректно.
RocKI> Основной, конечно, Барроумановский ЦДБ.
Но у меня в этом случае возникает дилемма.
Для ракет с привычным нам силуэтом, где стабилизаторы имеют достаточную площадь, ЦДБ как правило находится позади ЦАП. И если расположить ЦТ между ЦАП и ЦДБ, то ракета будет правильно летать только вертикально. При сильном порыве ветра и существенном угле атаки ЦДБ перестанет работать, а ракета не сможет лечь на ветер т.к. ЦАП в этом случае дестабилизирует полет.
Поэтому я всегда игнорировал ЦДБ при выборе положения ЦТ, и делал ЦТ выше ЦАП.

А теперь я стремлюсь максимально минимизировать площадь стабов (ракета является второй ступенью, и её большие стабы становятся злом для конструкции 1+2). При этом ЦДБ опережает ЦАП и убегает в ГО, и становится уже не возможно переместить ЦТ выше ЦДБ.
А я опять игнорирую Барроумана, т.к. если в этом случае на малых углах атаки ЦДБ не сработает, то ЦАП все равно вернет ракету к стабильной траектории.
Так почему же Барроумановский ЦД основной?

*Блин, написал аж рябит от аббревиатур, надеюсь уважаемые ракетчики сумеют до конца дочитать.

Или я заблудился?

mihail66> Просто мне постоянно приходилось догружать ракету, поэтому я за КМС не гнался до той поры пока двухступенчатыми не занялся.

Чтобы не догружать ракету балластом, нужно применять полезную нагрузку, но столько ПН у нас не бывает, либо увеличивать массу топлива в том же диаметре, что приводит к большому удлинению двигателя и большим рабочим давлениям, чего тоже не было.

Поэтому догружают балластом. Лучшее, что тут сообразили - это распределить массу балласта на корпус и ТЗП двигателя. Тогда всё просто получается с двигателем, и не прогорит и не лопнет, и ракета высоко улетит, но это всё работает только до определенного габарита по ракете и только в одноступенчатом её исполнении.

mihail66> Или я заблудился?

Есть только ЦД - центр давления или точнее точка в пространстве, относительно которой момент аэродинамических сил, воздействующих на тело, равен 0.

Всё остальное - это всего лишь его математические приближения.

Вот, я ради интереса прикинул твою "палку" в Flow на 0,8М и угле атаки 1°;
Координата ЦД получилась 270 мм от задницы или 730 мм от носа.

Т.е. ЦД по Flow в носу не находится на малых углах атаки без стабилизаторов.

В точке между конусом и цилиндром у меня система координат поставлена и там момент получился относительно оси Z аж 6,3 Нм, у сопла -2,35 Нм. При таких значениях ЦД никак не может быть на конусе и даже близко к нему не может находится.

П.С. Не сообрази ещё стабилизаторы убрать из-за этого Борроумана!

SashaMaks> Есть только ЦД ...
Под ЦД ты предполагаешь центр проекции?

SashaMaks> Координата ЦД получилась 270 мм от задницы или 730 мм от носа.
Вот я ее (эту точку) именно в этом месте и "вижу", но никак не на носу.

SashaMaks> П.С. Не сообрази ещё стабилизаторы убрать из-за этого Борроумана!
А ты знаешь, именно эта идея и была, правда без помощи Борроумана.
Просто сместить ЦТ второй ступени вперед (развесовка как у копья),
короткий корпус (L/D около 10), нагруженный ГО, и "двигун" почти на всю длину фюза.

SashaMaks> ....но это всё работает только до определенного габарита по ракете и только в одноступенчатом её исполнении.

Как бальзам на душу.

mihail66> Под ЦД ты предполагаешь центр проекции?

Нет, я предложил расчёт в Flow, там можно учесть угол атаки и скорость потока.
Так на сверхзвуке ЦД обычно уползает ближе к носу.

mihail66> Просто сместить ЦТ второй ступени вперед (развесовка как у копья),

Подойдёт, лишь бы запас аэродинамической устойчивости был и соответствовал минимально необходимой скорости стабилизации, которая будет увеличиваться по мере разряжения атмосферы с высотой подъёма.

SashaMaks> Подойдёт, лишь бы запас аэродинамической устойчивости был и соответствовал минимально необходимой скорости стабилизации, которая будет увеличиваться по мере разряжения атмосферы с высотой подъёма.

Вот так я наплевал на расположение ЦАП и ЦДБ посчитанное Аэролабом.
И затеял манюненькие стабы.

mihail66> И затеял манюненькие стабы.

Маленькие стабилизаторы у второй ступени, которая запускается после баллистической паузы, не получится сделать, так как она стартует при минимально возможной скорости полёта и в разреженной атмосфере. Ей-то как раз придётся делать относительно большие стабилизаторы. И не забывай о том, что изначально вторая ступень - это полноценная ракета с топливом, т.е. тяжёлая и совсем не легкая*.

Не учтёшь этого, будешь искать свою ракету где-то очень далеко от места запуска.

• Если это не "бутафорская" любительская ракета, где много воздуха внутри: большой корпус ракеты и маленький по размерам внутри неё двигатель.

SashaMaks> Маленькие стабилизаторы у второй ступени, которая запускается после баллистической паузы, не получится сделать, так как она стартует при минимально возможной скорости полёта и в разреженной атмосфере.
Сейчас она у меня виртуально стартует на 14-й секунде, с высоты 3500 на скорости 120м/с.
Нужны ли ей там большие "лопухи"?

mihail66> Сейчас она у меня виртуально стартует на 14-й секунде, с высоты 3500 на скорости 120м/с.
mihail66> Нужны ли ей там большие "лопухи"?

Очень примерно всё будет так же, как при старте с Земли, т.е. ничего лучше не уменьшать по площадям для стабилизаторов ИМХО.

А вообще вопрос очень объёмный.
1. Нужно учитывать отклонение вектора тяги во время запуска второй ступени и работы двигателя.
2. Горизонтальную скорость воздуха на указанной высоте.
3. Степень разрежения атмосферы.

SashaMaks> А вообще вопрос очень объёмный.
Объемный! А по мне так, что пока за запустишь, не увидишь и не узнаешь, что там после 3 км будет твориться.
Поэтому нужно запустить и узнать про отклонение вектора, горизонтальную скорость и разряжение.
Увы, в прошедшем сезоне до конца довести не удалось.

mihail66> Поэтому нужно запустить и узнать про отклонение вектора, горизонтальную скорость и разряжение.

Интересно, как это планируется узнавать прямо в полёте?

SashaMaks> Интересно, как это планируется узнавать прямо в полёте?
Хороший вопрос.
Наверно правильный ответ "никак".
А субъективно можно оценить "свалилась" ракета или нет, просмотрев запись с камеры и сопоставив со скоростью в нужный момент времени.
И сделать выводы, "а в нужный ли момент ты включил тягу второй ступени".
А вот встречный вопрос.
Допустим ты уже знаешь отклонение вектора, горизонтальную скорость и разряжение.
Какие действия для правильного неуправляемого полета предпринимать?
*Вот чувствую, что либо никаких, либо ответ очень длинный должен получиться.

RocKI>> Основной, конечно, Барроумановский ЦДБ.
mihail66> Но у меня в этом случае возникает дилемма.
mihail66> Или я заблудился?

Конечно заблудился. Причем в двух соснах. Нормальная ракета при нормальных условиях пуска никогда не выходит на большие углы атаки. Насколько я знаю, твои ракеты не кривые и не короткие, запускаются с нормальной направляющей, тяги хватает. Забей на ЦАП, ориентируйся по Барроуману.