Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Ckona> давление - 5 атмосфер

А ты не испытывал, какое макс. давление выдерживает?

Bain>> Так как на самом деле высчитывать?
metero> F=Cx*Ro*V²*S/2 где
metero> F - сила возд.сопротивления kg
metero> Ro - плотность воздуха ( ~1.22-1.26) g/m3
metero> V- скорост m/Sec

Ага, все таки на 2 делится. А я думал, что сила сопротивления в Ньютонах.

metero> S - сечение миделя m2

Я это и подразумевал, просто забыл как правильно пишется...

Ckona>> давление - 5 атмосфер
umbriel> А ты не испытывал, какое макс. давление выдерживает?

Накачивал 2х литровую на 6кг/см² - все нормально. А больше накачивать не рискнул. В "Разрушителях легенд" взорвалась при 9 кг/см^2.

Bain> Накачивал на 6кг/см² - все нормально.

Bain ! Не поддавайся на хитрые провокации !

При испытаниях на прочность
1) ОБЯЗАТЕЛЬНО заполняй водой ВЕСЬ!! объем бутылки,
2) Используй шланги длиной не менее 5 метров
3) испытуемая бутылка должна находиться в другой емкости, например, в большом ведре.

(я накрывал бутылку проволочным ящиком из гастронома)

Bain>> Накачивал на 6кг/см² - все нормально.
Ckona> Bain ! Не поддавайся на хитрые провокации !
Ckona> При испытаниях на прочность
Ckona> 1) ОБЯЗАТЕЛЬНО заполняй водой ВЕСЬ!! объем бутылки,
Ckona> 2) Используй шланги длиной не менее 5 метров
Ckona> 3) испытуемая бутылка должна находиться в другой емкости, например, в большом ведре.
Ckona> (я накрывал бутылку проволочным ящиком из гастронома)


Так, еще всплыло чего я не знал... Если есть разница с пустой и заполненной бутылкой, насколько она велика? И какое же максимальное давление с полностью заполненной бутылкой?

Bain> есть разница с пустой и заполненной бутылкой ?

Огромная.

Пустая бутылка разрывается со взрывом, осколки летят в разные стороны.
Бутылка с водой просто громко лопается, осколки далеко не летят.

Вода-то не сжимается, потенциальной энергии не накапливает.
Поэтому нет взрыва. Энергия накапливается только в растянутом пластике.

Рекомендую проштудировать школьную физику.

Bain> Кстати, я тут думал (хотя мне это противопоказано ) насчет расстыковки двуступенчатой ракеты-бутылки и запуска второй ступени. Можно использовать принцип пускового механизма. Только использовать не ручной старт (подковообразная скоба, или как там у вас?), а разность давлений в ступенях. Т.е. как отработает первая, запускается вторая ступень. Незнаю, может такое уже придумали/используют. Если заинтересовал, опишу данный механизм и позже выложу эскиз.


Детали:
В "дно" первой ступени монтируем втулку (гильза на рис.). У второй ступени сопло с выступом на конце для зацепов. Зацепы композитные ( кстати из какого они материала?) как в пусковой установке. Зацепы крепятся к гильзе. Эти зацепы, удерживая сопло, фиксируются кольцом. Кольцо привинчено к поршень-стержню. Можно кольцо и поршень-стержень сделать одной деталью. Тогда нужно делать отверстия для зацепов. Красные точки - это резиновые кольца. Верхнее для уплотнения, нижнее - для 2х функций:
1. Уплотнение.
2. Достижение необходимой разности давлений для срабатывания механизма, зависит от толщины кольца ("плотности" соединения)
Данное кольцо "скользящие". Должно сидеть достаточно плотно для уплотнения и достаточно свободно, чтобы поршень-стержень смог двигаться.

Принцип действия:
При достижении необходимой разницы давлений, при которой нижнее резиновое кольцо не сможет препятствовать движению поршень-стержня, поршень-стержень сдвигается вниз ( в гильзу) увлекая за собой кольцо сдерживающие зацепы. Зацепы "открываются" и происходит разделение ступеней и старт 2ой ступени.

Единственное необходим некий упор между 1ой и 2ой ступенями, дабы механизм не сработал под силой тяжести 2ой ступени. Ну я думаю вы придумаете что-нибудь

Эскиз прилагается.

Bain>> есть разница с пустой и заполненной бутылкой ?
Ckona> Огромная.

Я просто думал, что бутылка (с водой) лопнет при меньшем давлении.

Ckona> Рекомендую проштудировать школьную физику.

Там про ракеты-бутылки ничего нету, да и просто про пластиковые бутылки и их взрывы. По крайней мере в наших учебниках я такого не припомню.

Bain> Кстати, я тут думал насчет расстыковки двуступенчатой ракеты-бутылки и запуска второй ступени. Можно использовать ... разность давлений в ступенях. Т.е. как отработает первая, запускается вторая ступень. Незнаю, может такое уже придумали/используют. Если заинтересовал, опишу данный механизм и позже выложу эскиз.

Я это сообщение пропустил.
Конечно, интересно !
На этом форуме подобная идея впервые высказана здесь.

Но двухступенчатые ракеты - это уже уровень "после выполнения расчетов".

Ckona> На этом форуме подобная идея впервые высказана здесь.


Так там "земная" пусковая установка (ПУ). А я выложил ( сделанную по ее принципу) "воздушную" ПУ для 2ой ступени.

Или я не там прочел.....

Bain> Эскиз прилагается.

Хм... а идея ничего... у австралийских водоракетчиков была подобная попытка - но неудачная. Конструкция была неудачная, причем они пока не пытаются ее доводить.

Ckona>> На этом форуме подобная идея впервые высказана здесь.


Ваше сообщение за 08.04.2009 23:41
"Таким образом, все конструктивные задачи сводятся к удержанию второй ступени на стартовом столе перед запуском."

А чем моя конструкция не вариант, правда ее опробовать надо. А то еще окажется неработоспособной

Bain> Или я не там прочел.....
Сообщение от 08.04.2009 23:41, начиная с четвертой строчки сверху.
Но твоя конструкция - другая, причем ...неожиданная.
Берем на заметку !

Bain>> Так как на самом деле высчитывать?
metero> F=Cx*Ro*V²*S/2 где
metero> F - сила возд.сопротивления kg
metero> Ro - плотность воздуха ( ~1.22-1.26) g/m3
metero> V- скорост m/Sec
metero> S - сечение миделя m2

А может быть все же эта формула вся в сишных единицах?

F - сила возд.сопротивления Н
Ro - плотность воздуха ( ~1.22-1.26) кг/м³
V- скорост м/с
S - сечение миделя м²
Cx - безразмерный коэфф. лобового сопротивления

Bain>> Кстати, я тут думал (хотя мне это противопоказано
Bain> Единственное необходим некий упор между 1ой и 2ой ступенями, дабы механизм не сработал под силой тяжести 2ой ступени. Ну я думаю вы придумаете что-нибудь

Если сам придумал, то молодец. По крайней мере - нарисовал. Тебе очень полезно упражняться в дизайнерских задачах. Для конструкторской практики. Только это нужно делать профессионально. А профессионал сначала проводит патентный поиск. Не поленись, зайди в свой яндех.ру и набери "патентный поиск". И описание устройства. А теперь - критика. Конструкция имеет несколько слабых мест в приложении к ракетной технике. Никогда не забываем о ИНЕРЦИИ. Вода, как рабоче тело в камере второй ступени при стартовом ускорении увеличит вес ему пропорционально. То есть, скорее всего срабатывание (расстыковка затвора) произойдёт практически сразу с пуском ракеты. Для того, чтобы этого не произошло, необходима дифрагма, выдерживающая вес воды при ускорении, но лопающаяся, при изменении давления в камере 1 ступени до минимума (1 Атм). Второй непродуманный тобою фактор - заправка и наддув 2 ступени. Как ты предполагаешь это делать? Ведь давление на мениском воды в верхней камере должно быть меньше, чем в нижней. Подумай, и ответь, пожалуйста.И помни, разработка тогда имеет цену, когда она закончена и предполагает решение проблемы в целом. А ты пока только создал больше работы другим, чем облегчил им жизнь.
А потом я выложу свои соображения по поводу возможной конструкции такого узла.

Bain>>> Кстати, я тут думал (хотя мне это противопоказано
Bain>> Единственное необходим некий упор между 1ой и 2ой ступенями, дабы механизм не сработал под силой тяжести 2ой ступени. Ну я думаю вы придумаете что-нибудь
a_centaurus> Если сам придумал...

Сам

a_centaurus> Только это нужно делать профессионально. А профессионал сначала проводит патентный поиск. Не поленись, зайди в свой яндех.ру и набери "патентный поиск". И описание устройства.

я google'ом пользуюсь Обязательно поищу

a_centaurus>А теперь - критика. Конструкция имеет несколько слабых мест в приложении к ракетной технике. Никогда не забываем о ИНЕРЦИИ. Вода, как рабоче тело в камере второй ступени при стартовом ускорении увеличит вес ему пропорционально. То есть, скорее всего срабатывание (расстыковка затвора) произойдёт практически сразу с пуском ракеты.

Да, про это я и не подумал...

a_centaurus>Второй непродуманный тобою фактор - заправка и наддув 2 ступени. Как ты предполагаешь это делать? Ведь давление на мениском воды в верхней камере должно быть меньше, чем в нижней.

Я расчитывал 2ую ступень заправлять воздухом сверху. Как это делаю со своей бутылкой - сопло снизу, заправка сверху. Или так не пойдет? Дабы находится на расстоянии.
Заправляем обе ступени водой и состыковывем (сила тяжести воды, давящей на поршень, думаю, меньше будет, чем сила при разности давлений). Затем заправляем воздухом 1ую ступень, а потом 2ую, но не наоборот, дабы избежать преждевременной расстыковки.


При возможности попробую сделать этот механизм расстыковки и проверить его работу на практике.

Bain>>>> Кстати, я тут думал (хотя мне это противопоказано

Bain> При возможности попробую сделать этот механизм расстыковки и проверить его работу на практике.

Про заправку понятно. В первом приближении пойдёт. А про победу на инерциальной добавкой веса, подсказываю: попробуй подумать о перфорирующем элементе (просто заострённая трубка внутри переходника), который может разрушить целостность мембраны при увеличении веса рабочего тела и изменения формы или положения этой мембраны. Например - мембрана резиновая. Или это пластиковый поршень с тонким донышком. Это, кстати решит и стартовую проблему. Удачи.

a_centaurus> Вода, как рабоче тело в камере второй ступени при стартовом ускорении увеличит вес ему пропорционально. То есть, скорее всего срабатывание (расстыковка затвора) произойдет практически сразу с пуском ракеты.

А с другой стороны, даже если расстыковка призойдет сразу с пуском ракеты, 1ая ступень будет подпирать 2ую, пока сама не отработает.... Или... Как я понимаю вес воды во второй ступени увеличивается из-за ускорения передаваемого 1ой ступенью. Значит ускорения у них одинаковые, различаются лишь только силы воздействия друг на друга зависящие от их собственного веса. Эту разность можно компенсировать избытком давления 1ой ступени, в сравнении со 2ой, и разными диаметрами стержень-поршня...
Или я заблуждаюсь?

a_centaurus> А потом я выложу свои соображения по поводу возможной конструкции такого узла.

Хотелось бы посмотреть!!!

Bain> диаметрами стержень-поршня...Или я заблуждаюсь?

Не заблуждаешься.
Играя площадями поршней в верхней и нижней ступенях, можно решить ряд проблем. Но уже надо считать, не словами жонглировать, а рассчитывать: сечения, силы, размеры, перемещения.
И делать, опираясь на опыт, планируя эксперименты и прогнозируя результаты.

metero>> Ro - плотность воздуха ( ~1.22-1.26) g/m3
Sorry,пропустил к" перед "г".

alex_zeed> А может быть все же эта формула вся в сишных единицах?
alex_zeed> F - сила возд.сопротивления Н
Можно.
Тогда уж плотность в N/m3.

metero> Тогда уж плотность в N/m3.

Ньютон - единица силы. Плотность-отношение массы (количества вещества)/ обьём: кг/м3

metero>> Тогда уж плотность в N/m3.
a_centaurus> Ньютон - единица силы.
Удельный вес?

Вообще-то я сам не до конца был уверен, но думал - может тут в ракетном разделе есть люди, знающие эту формулу наизусть?

Вообще, физика - она по сравнению с математикой дает нам дополнительный инструмент для проверки формул - размерность. Итак:

Cx*Ro*V²*S/2

кг/м³ * (м/с)² * м² = кг * м / с² = H - все верно. Ну это конечно если Cx и правда безразмерный.

А еще можно просто взять и эту формулу вывести. Рассмотрим случай полной передачи импульса набегающего воздуха телу, заодно узнаем какому Сх это соответствует. Пусть масса тела M, так проще считать, она потом сократится. На тело в секунду набегает V*S м³ воздуха, его масса m=V*S*Ro кг. Его импульс V*m = V²*S*Ro кг*м. Он его телу отдаст, тело получит приращение скорости V²*S*Ro/M м/с (это за секунду), т.е. его ускорение составит V²*S*Ro/M м/с², а т.к. F = Ma, то сила получится F = V²*S*Ro. Все в сишных единицах - сила в ньютонах, масса в килограммах, все коэффициенты единичные. Да, получилось что полное торможение потока соответствует Cx=2. Я почему-то думал, что 1. Так что возникает вопрос, зачем в формуле двойка в знаменателе. Но его мы оставим продвинутым в аэродинамике спецам

alex_zeed> возникает вопрос, зачем в формуле двойка в знаменателе. Но его мы оставим продвинутым в аэродинамике спецам.

А это еще из гидравлики произошло - древнее, как Колумб.

Скоростной напор = v²/(2*g) .
Вставляли гнутую трубу в ручей и измеряли высоту подъема заторможенной воды.
Аналогично поступали прибористы времен братьев Райт.
А потом началась наука аэродинамика, и ввели Сх как отношение измеряемых на практике величин - скоростного напора и силы динамического давления.

Ckona> Давайте идти дальше !

Идет подготовка к полетам, вот краткий отчет по испытаниям системы спасения.
Датчик ориентации ракеты - оптический, механизм - усовершенствованный по результатам предыдущих полетов.

Вес пустой ракеты - 510 граммов, с фотоаппаратиком будет - 590 граммов.

Видео - 5 МБ

На изображении ниже - новенький 80-граммовый фотоаппаратик и его габаритно-весовой макет.