УВТ любительских ракет

Предлагаемый впрыск фреона в закритическую часть сопла не имеет существенных преимуществ перед управлением четырьмя однокомпонентными микродвигателями на перекиси водорода. При специальном размещении эти четыре двигателя обеспечивают выдачу управляющих моментов по всем трём осям, отдельное управление по крену не требуется.

На схеме ниже показано предлагаемое расположение двигателей. Вид с торца ракеты. Управляющие двигатели расположены двумя парами, серый кружок в центре - маршевый двигатель. Выдача моментов по тангажу достигается включением двух двигателей в паре, по рысканию и крену- двух соответствующих двигателей в разных парах.

При этом нам не нужно иметь на борту отдельный бак для фреона, алгоритмы управления тоже у обеих систем очень близки.

RSR13> Совершенно верно . Только встает задача точного дозирования количества топлива и калибровки двигателей. Для управления очень важна хорошая приёмистость движков. То есть реальный отклик на управляющее воздействие.

Да, безусловно. Движки должны калиброваться и сортироваться. Но это достижимо легко.

RSR13> Скорость реакции возрастает , при уменьшении размеров движков. А ещё нужна многократность включений без стартового импульса. Нерегулируемый стартовый импульс может возникнуть , при переполнении КС перекисью в момент пуска.

А мы перед стартом - до подачи главной команды - подадим перекись во все четыре движка, прогреем катализатор. Даже можно от наземного источника перекиси.

RSR13> Еще один вариант , для полетов маленькой длительности - оставлять движки управления включенными и менять давление подачи топлива , то есть расход.

Тогда уж лучше газовые рули. Смотри - у нас большой движок с тягой 1 тонна и УИ 200 (условно). И четыре управляющих с тягой 50 кГ и УИ 100 (тоже условно, но циферки близкие к реальности). Большой движок на номинале расходует 5 кг топлива в секунду. Маленький - 0,5 кг. Если мы его включаем, эффективный УИ падает до 180 секунд. Так что, если мы используем для поддержания температуры катализатора расход в 25% от номинального для управляющего движка, то можно распрощаться с 10% УИ большого двигателя. При этом потери на неотклонённых газовых рулях обычно не превышают 6%.

Одна надежда - что управляющие двигатели работают не более нескольких секунд за весь активный участок. Реально - вот мы его включили на секунду - ракета начала вращаться. Она ж остановится только, если статически устойчива, и то остановится не мгновенно.

Т.е. большей частью клапаны будут открываться на минимальное надёжно контролируемое время...

Я предлагаю электроподогрев катпака. Даже подогрев его всего с 20 до 80 градусов будет убыстрять выход на режим раз в пять!

А если брать перекись после системы охлаждения сопла главного двигателя, она разве не будет примерно такой температуры?

Татарин> А если брать перекись после системы охлаждения сопла главного двигателя, она разве не будет примерно такой температуры?

Будет. Но это довольно радикальная переделка ФГ, к тому же, это отбор до 1 кг/с (20% от номинального расхода в 5 кг/с), а, значит, изменение условий в КС маршевика.

Можно, наверное, теплообменничек поставить, чтобы греть перекись, идущую в управляющие движки, но - отдельно, отдельно!

А.С.>> Одна надежда - что управляющие двигатели работают не более нескольких секунд за весь активный участок. Реально - вот мы его включили на секунду - ракета начала вращаться. Она ж остановится только, если статически устойчива, и то остановится не мгновенно.
А.С.>> Т.е. большей частью клапаны будут открываться на минимальное надёжно контролируемое время...
Wyvern-2> "Оставь надежды всяк сюда входящий..." Возьмите карандаш, поставьте его на палец и попробуйте поднять его от уровня пояса на уровень плеча. Сколько парирущих движений Вы сделаете?

Какая разница - сколько? Сколько-то. Главное, что их суммарная амплитуда будет мала. Я ж говорю - клапаны будут открываться на минимальное надёжно контролируемое время. Я ж не уточняю, сколько циклов открытия-закрытия в секунду! Может - пять, может - семь...

Главное, чтобы время, в течение которого клапан был открыт, было бы в несколько раз меньше того времени, когда клапан был закрыт.

Wyvern-2> ЧТО ВЫ СЧИТАЕТЕ "СУЩЕСТВЕННЫМИ ПРЕИМУЩЕСТВАМИ"?

1. Радикальное упрощение технологии любого из узлов.
2. Радикальное упрощение отладки любого из узлов.
3. Уменьшение требований к точности изготовления основных узлов.
4. Удешевление проекта в целом не менее чем на 10%
5. Сокращение сроков

А почему карданный подвес считается влишком сложным? По сравнению с изготовлением 4 движков и системы клапанов?

Может я чего и не понял, но я бы лично посоветовал сделать аналог рулевых КС РД-107, т.е. подвесить рулевые постоянно работающие КС. Потерь импульса особых не будет и конструкция будет как минимум проверенной .

Jerard> А почему карданный подвес считается влишком сложным? По сравнению с изготовлением 4 движков и системы клапанов?
Камера этих движков имеет внутренний диаметр 35 мм и точится из одной болванки на токарном станке. Катпак, конечно, посложнее, но и он вполне прост. Единственная движущаяся часть - шток клапана, всё остальное установлено жёстко.

В случае установки камеры основного ЖРД на кардановом подвесе придётся ставить, во-первых, сильфоны на топливные магистрали на полное давление подачи (около 80 атмосфер, или 8 МПа), чтобы камеру можно было качать. Во-вторых, нужен сферический упорный подшипник (разве что шаровую опору от восьмёрки приспособить, сами мы такое сделать не в состоянии). Понадобится усиление конструкции КС двигателя, т.к. нагрузки на него перестанут быть осесимметричными.

Понадобятся две рулевых машины, и, да, да, - четыре клапана, которые будут управлять гидравликой. Ибо чисто электромеханический привод будет слишком тяжёл. С учётом источников электричества - особенно.

Понятно.

Wyvern-2> Единственная движущаяся часть - шток клапана
Wyvern-2> Т.е. вы предлагаете вместо: стандартной емкости с френом, стандартных коротких трубок и стандартных клапанов
Wyvern-2> разработать совершенно другой РД, не маленькой , кстати, тяги, испытать его, уменьшить надежность системы УВТ вообще и получить на выходе: +КС с соплами+длинные, спец.обработанные трубки для подвода перекиси, + систему крепления этих ЖРД к корпусу и...+те же самые клапана???? :o
Wyvern-2> А то, что нужно фреон с собой "везти" , так ведь и перекись расходуемую на УВТ тоже надо везти. И импульс у такого ЖРД будет около 1000м\сек, а у системы впрыска, он в пересчете, равен импульсу основного ЖРД.

Демагогия.

Чем ОДНИ трубки будут отличаться от ДРУГИХ? Чем ОДНИ клапаны будут отличаться от ДРУГИХ? Они будут работать при одинаковых давлениях, и длина у них будет примерно одинакова.

Ни один бак, летящий на ракете, не является СТАНДАРТНЫМ. Он либо специально изготовлен, либо значительно модифицирован. Каждый ЛИШНИЙ бак - это ЛИШНИЙ геморрой.

У системы впрыска импульс не равен имульсу основного ЖРД. Возникающая в сопле ударная волна снижает УИ основного двигателя вполне заметно. На "Титанах" применялся впрыск четырёхокиси азота, там из-за того, что альфа меньше оптимума у большинства смесевых топлив, и уж заведомо меньше единицы, получалась некая прибавка тяги, но средний УИ всё равно падал, из-за того, что четырёхокиси на полёт нужно было весьма заметное количество.

Модификация сопла основного ЖРД гораздо сложнее, при нашей трубочной конструкции, чем изготовление четырех камер из болванок. Дело в том, что диаметр отверстия, через которое должен происходить впрыск, превышает толщину стенки трубки, а, значит, за этой дыркой будет "аэродинамическая тень" для охладителя, а, значит, стенка сопла будет перегреваться.

Почему это использование микро-ЖРД уменьшит надёжность системы в целом? Из-за трубочной рубашки охлаждения мы не можем сделать буртик для увеличения площади паяного шва, чтобы сделать крепление трубки впрыска более надёжным, а у микро-ЖРД из-за его точёной монолитной конструкции может быть использована дуговая сварка в аргоне, что даст нам достаточный запас прочности.

В конце концов, оцените, сколько фреона нужно для ракеты со стартовой массой 600 кг, тягой основного двигателя у земли 1,1 тонны, диаметром 0,43 м, если считать, что максимальный рабочий момент эквивалентен отклонению камеры основного движка на 5 градусов?

Перекись, да, действительно, для УВТ нужно с собой везти, но она находится в общем большом баке, масса которого изменится незначительно или вообще не изменится, при увеличении массы перекиси на 2-4%

А разрабатывать ДРУГОЙ РД, так получилось, начали даже раньше, чем ТОТ... Когда мы соорганизовались в группу, оказалось, что проекты входят друг в друга, как частицы паззла...

>А разрабатывать ДРУГОЙ РД, так получилось, начали даже раньше, чем ТОТ...


Хочу отметить, что он называется 500Н и активно обсуждается в соседних топиках

Да. Я забыл упомянуть про управление разнотягом, т.е. дифференциальным дросселированием.
Если дело дойдёт до многоступенчатой ракеты :), то на первой ступени будет минимум четыре движка. Их можно дифференциально дросселировать, тем более, что перекисно-керосиновые движки отлично управляются по одному керосину
Так что программный разворот по тангажу можно делать именно разнотягом, а быстрые возмущения парировать таки микродвигателями на перекиси, всё равно они нужны для управления по крену, и на большой ступени их нужно восемь... Хотя, подумав, можно обойтись и четырьмя. Но тогда потери 30%

Не думаю, что кто то меня переубедит в том, что для 4х движков оптимальная схема такая (см). Управление каждой камерой (или неохлаждаемым сопловым насадком) по одной оси. Привод - сервомотор или от давления наддува пневмоцилиндр.

RLAN> Не думаю, что кто то меня переубедит в том, что для 4х движков оптимальная схема такая (см). Управление каждой камерой (или неохлаждаемым сопловым насадком) по одной оси. Привод - сервомотор или от давления наддува пневмоцилиндр.

Качать камеру большого ЖРД - не для любителей. А неохлаждаемого соплового насадка у нас не будет на первой ступени.

Кстати, у 8К99 четыре двигателя или один двигатель с четырьмя соплами?

Вроде один движок и 4 сопла.

Но я настаиваю на том, что качание камеры на одной оси намного проще реализуемо (для конструкции, типа вашей), чем впрыск, и, тем более, система рулевых камер.
Не говоря уже о потере у.и.
Про кардановый подвес не говорю, тут сложность возрастает существенно.
Но, все равно, думаю, проще.

Нам рулевые камеры сейчас кажутся проще. На каждую нужен всего один управляемый клапан. В то время как качаемая камера маршевого ЖРД... во-первых, как крен парировать? Во-вторых, это подшипник, воспринимающий тонну тяги, рулевые машинки (есть идеи, как это сделать?)...

А как 4 камеры одного ЖРД получают топливо под давлением? От одного ТНА идёт через оси подвеса?