Продраться через атмосферу.

Xan> Наклон головы позволяет одними и теми же моторчиками рулить и в атмосфере и в вакууме.

Это правда.

Xan> Одним и тем же софтом.

А вот это - заблуждение. Ибо в атмосфере ты смещаешь в первую очередь ЦД, а уж во вторую - ЦТ, а в вакууме - только ЦТ. Коэффициенты могут даже поменять знак. Притом, коэффициенты при производных его гарантированно поменяют, и, скорее всего, два раза: первый раз - при переходе с дозвука на сверхзвук, второй раз - при пропадании звука, то есть, воздуха.

Напоминаю. В Р-12 в баке окислителя было промежуточное днище, для того, чтобы система управления могла справиться с изменением центровки во время трансзвука и Qmax. Размеры ракеты и размеры рулей (как воздушных, так и газовых) были сопоставимы с Р-5М, но, в силу большей плотности азотнокислого окислителя АК-27 по сравнению с жидким кислородом, запаса в коэффициентах не хватило для борьбы с перемещениями ЦТ и ЦД, пришлось вводить промежуточное днище. Несмотря на то, что юбка, прикрывавшая 4-камерный РД-214, оказывала стабилизирующее воздействие и сама - смещая ЦД ближе к хвосту (Р-5 и Р-5М юбки не имели).

umbriel>> Какие же нужны тяги..
Xan> Сила сопротивления, действующая на голову, примерно около половины веса ракеты - несколько кГ.
Xan> Так что усилия там не шибко большие.

Ню-ню (с)
Это они в статике, в осреднённом виде не шибко большие. А какая собственная резонансная частота у подвеса головы?

Xan> Наклон головы позволяет одними и теми же моторчиками рулить и в атмосфере и в вакууме. Одним и тем же софтом.

А как рулить по крену? Если ракету закрутит хотябы 30 град/сек рулить будет трудновато

А.С.>> N-prize не выиграть ни с какими движками - ибо разрешение на запуск (а альтернатива - турма по обвинению в тыраризме) уже стоит дороже, чем разрешено правилами этого контеста.
umbriel> Андрей, а почем сейчас запуск, если не секрет?

Утверждается, что фирма "Аэрокосмические технологии" (почти такие же самозванцы, как и мы) прошли этот путь целиком, регистрация им обошлась где-то в 5ххх долларов официальных расходов (госпошлины и т.д.), а взятки в сумме составили около 2хххх долларов. Но это не лицензия на запуск, как таковой, это лицензия на т.наз. "космическую деятельность", которая подразумевает не только запуски, но и права на разработку этого добра, которое, вообще-то, прикрывается разными законами типа как "технологии двойного назначения".

Т.е. формально, даже, чтобы разрабатывать ЖРД, надо иметь такую лицензию. Не знаю, как это урегулировано, скажем, с МАИ, где А.А. Козлов разрабатывает, испытывает и даже предлагает потребителям микро-ЖРД для систем ориентации и т.д.

Подозреваю, что "микрушки" можно делать и без лицензии, придираться будут, только если попытаться их продать, даже неофициально за наличные Подозреваю также, что работающая СУ должна обеспокоить "органы" быстрее, чем работающий ЖРД, правда, работоспособность оной проверить сложнее

А.С.> запаса в коэффициентах не хватило для борьбы с перемещениями ЦТ и ЦД, пришлось вводить промежуточное днище
Они туда топливо/окислитель перекачивали?

А.С.> А какая собственная резонансная частота у подвеса головы?
Как можно измерить собственную частоту колебаний реального подвеса в комнатных условиях? Имхо нужен перестраиваемый генератор ЗЧ (выход звуковухи), хороший УМ и какой-то соленоид либо мощный басовик (75 ГДН?), звуковую катушку которого жестко связать с подвешенным объектом, и гонять генератор по диапазону, отслеживая пик амплитуды?

Xan>> Одним и тем же софтом.
А.С.> А вот это - заблуждение. Ибо в атмосфере ты смещаешь в первую очередь ЦД, а уж во вторую - ЦТ, а в вакууме - только ЦТ. Коэффициенты могут даже поменять знак.

С чего бы?
Наклонил голову, ЦТ сместился.
В ту же сторону действует подъёмная сила. Независимо от скорости. (Ну, если форма головы традиционная.)

А.С.> Притом, коэффициенты при производных его гарантированно поменяют, и, скорее всего, два раза: первый раз - при переходе с дозвука на сверхзвук, второй раз - при пропадании звука, то есть, воздуха.

Не понимаю, как такое может быть. Если коэффициенты знак не меняют.

А.С.> Напоминаю. В Р-12 в баке окислителя

Ну, это если приспичит жидкостную делать.
С торцевиками в этом смысле всё хорошо.

А.С.> Ню-ню (с)
А.С.> Это они в статике, в осреднённом виде не шибко большие. А какая собственная резонансная частота у подвеса головы?

Масса головы 100 граммов.
Предположительно на трёх винтиках М2 (актуаторы) длиной 1...2 см.
Ну подшипники (скольжения), ну крепление всякое.
Какая там жесткость? Ну 0.1 мм / кГ, например. Получается 160 Гц, ± лапоть.


umbriel> А как рулить по крену?

В атмосфере одним маленьким пёрышком.
А дальше реактивным двиглом на холодном газе, альтернативы (реактивному) нет.

Non-conformist> Как можно измерить собственную частоту колебаний реального подвеса в комнатных условиях?

Коллекторный двигатель с кривошипом, регулируемый источник питания.

А.С.> Т.е. формально, даже, чтобы разрабатывать ЖРД, надо иметь такую лицензию.

Даже принимать сигналы со спутников - это уже "использование космоса".

И не написано, является ли исключением приём спутниковых телепрограмм на тарелку.
А раз не является, то можно сажать всех!


Даже хуже: нельзя заниматься разработкой - даже смотреть в потолок, ковыряясь пальцем в носу и при этом что-то космическое обдумывать.

А.С.>> запаса в коэффициентах не хватило для борьбы с перемещениями ЦТ и ЦД, пришлось вводить промежуточное днище
Non-conformist> Они туда топливо/окислитель перекачивали?
Сначала расходовался окислитель из нижней половины бака, затем из верхней.

А.С.>> А какая собственная резонансная частота у подвеса головы?
Non-conformist> Имхо нужен перестраиваемый генератор ЗЧ (выход звуковухи), хороший УМ и какой-то соленоид либо мощный басовик (75 ГДН?), звуковую катушку которого жестко связать с подвешенным объектом, и гонять генератор по диапазону, отслеживая пик амплитуды?

Это возможный вариант, да. Только нужно учесть собственную резонансную частоту стенда, иначе будут фазовые искажения и связанный с ними сдвиг измеряемой величины.

Xan>>> Одним и тем же софтом.
А.С.>> А вот это - заблуждение. Ибо в атмосфере ты смещаешь в первую очередь ЦД, а уж во вторую - ЦТ, а в вакууме - только ЦТ. Коэффициенты могут даже поменять знак.
Xan> С чего бы?
Xan> Наклонил голову, ЦТ сместился.

С того, что ракетой управляют не силы, а моменты. И смещение ЦТ и ЦД в одну сторону (скажем, вправо) может вызывать моменты, направленные в противоположные стороны (по часовой стрелке и против, в зависимости от того, где ЦТ и ЦД располагаются).

Xan> В ту же сторону действует подъёмная сила. Независимо от скорости. (Ну, если форма головы традиционная.)

Какая сила приложена к ЦТ? а какая к ЦД? и куда оно всё крутит ракету?

А.С.>> Притом, коэффициенты при производных его гарантированно поменяют, и, скорее всего, два раза: первый раз - при переходе с дозвука на сверхзвук, второй раз - при пропадании звука, то есть, воздуха.
Xan> Не понимаю, как такое может быть. Если коэффициенты знак не меняют.

Ещё раз. Тебе вначале нужно перевести голову из одного крайнего положения в другое за 0,5 секунды. А теперь - за 0,1 секунды. На моторчике для этого должны быть разные напряжения? Не забывай, что ты воюешь не только с аэродинамической силой, но и с моментом инерции башки. Теперь. Если у тебя у башки есть присоединённая ударная волна, то гладкой зависимость подъёмной силы от угла будет только для "тупой" (лучше всего - полусферической) формы, для острой, которая повыгоднее на сверхзвуке, там будет излом, место с недиффиренцируемостью. В результате на трансзвуке, когда местами обтекание уже сверхзвуковое, но, в большинстве ещё дозвуковое, аэродинамический момент, действующий на голову относительно корпуса, может менять знак, в зависимости от скорости.

А.С.>> Напоминаю. В Р-12 в баке окислителя
Xan> Ну, это если приспичит жидкостную делать.
Xan> С торцевиками в этом смысле всё хорошо.
А.С.>> Ню-ню (с)

С чего же хорошо-то? центр тяжести смещается по мере выгорания топлива. Ну и что, что ближе к голове? коэффициенты-то корректировать всё равно нужно.

А.С.>> Т.е. формально, даже, чтобы разрабатывать ЖРД, надо иметь такую лицензию.
Xan> Даже принимать сигналы со спутников - это уже "использование космоса".
Xan> И не написано, является ли исключением приём спутниковых телепрограмм на тарелку.
Xan> А раз не является, то можно сажать всех!
Xan> Даже хуже: нельзя заниматься разработкой - даже смотреть в потолок, ковыряясь пальцем в носу и при этом что-то космическое обдумывать.

Нет, в законе о космической деятельности все виды космической деятельности прямо перечислены И приёма сигнала со спутников среди них нет.

Xan> В атмосфере одним маленьким пёрышком.
Xan> А дальше реактивным двиглом на холодном газе, альтернативы (реактивному) нет.

Это надо рассчитать сколько надо газа, какое давление, сколько весит бак с газом и клапан + актуаторы мотания головой ракеты. И все это на последней ступени..


Я предлагал в атмосфере закручивать предпоследнюю ступень, она отрабатывает, потом в вакууме останавливать, направлять в горизонт, опять закручивать и запускать последнюю ступень. Так делала лямбда.

Останавливать вращение jojo despin'ом (как это по русски?), направлять в горизонт электромоторами, закручивать твердотопливным движком.
Надо смоделировать, может, предпоследнюю ступень все-таки можно не крутить

Xan>> Даже хуже: нельзя заниматься разработкой - даже смотреть в потолок, ковыряясь пальцем в носу и при этом что-то космическое обдумывать.
А.С.> Нет, в законе о космической деятельности все виды космической деятельности прямо перечислены И приёма сигнала со спутников среди них нет.

У нас несколько иначе.
Не могу найти.
Помню слова "разработка" и "прием информации".
Ну, спишем на склероз и замнём.


Xan>> Наклонил голову, ЦТ сместился.
А.С.> С того, что ракетой управляют не силы, а моменты.

Угу.

А.С.> И смещение ЦТ и ЦД в одну сторону (скажем, вправо) может вызывать моменты, направленные в противоположные стороны (по часовой стрелке и против, в зависимости от того, где ЦТ и ЦД располагаются).

Нет.
Это, скорее, про устойчивость.

Вот летит прямая ракета прямо. Все боковые силы и моменты компенсируются.
Вот наклонили (невесомую) голову вправо.
Каким образом может появиться аэродинамический момент влево?
Каким образом на наклонённую голову может действовать сила влево?
(Голова по длине небольшая, скажем четверть от всей ракеты.)

Xan>> Не понимаю, как такое может быть. Если коэффициенты знак не меняют.
А.С.> Ещё раз. Тебе вначале нужно перевести голову из одного крайнего положения в другое за 0,5 секунды. А теперь - за 0,1 секунды. На моторчике для этого должны быть разные напряжения? Не забывай, что ты воюешь не только с аэродинамической силой, но и с моментом инерции башки.

1. Предельная скорость моторчиков от режима не зависит.
2. Инерция башки в данном случае очень маленькая, минимум на два порядка меньше аэродинамики.

А.С.> Теперь. Если у тебя у башки есть присоединённая ударная волна, то гладкой зависимость подъёмной силы от угла будет только для "тупой" (лучше всего - полусферической) формы, для острой, которая повыгоднее на сверхзвуке, там будет излом, место с недиффиренцируемостью. В результате на трансзвуке, когда местами обтекание уже сверхзвуковое, но, в большинстве ещё дозвуковое, аэродинамический момент, действующий на голову относительно корпуса, может менять знак, в зависимости от скорости.

А можно какую-нибудь картинку показать. График какой-нибудь. Для примера.
Ну и предполагается, что переход через звук будет быстрый, порядка секунды. В это время можно и не рулить.


А.С.> С чего же хорошо-то? центр тяжести смещается по мере выгорания топлива. Ну и что, что ближе к голове? коэффициенты-то корректировать всё равно нужно.

Очевидно, что нужно. Они и будут корректироваться. Просто этим будет заниматься одна и та же функция (программная).
А не разные для разных режимов.

umbriel> Это надо рассчитать сколько надо газа, какое давление, сколько весит бак с газом и клапан + актуаторы мотания головой ракеты. И все это на последней ступени..

Ща рассчитаю.
Вот:
Будем считать, что космос начинаяется, когда в ракете осталось 3 кг. Чтоб раскрутить её до скорости 1 об/с, надо 0.13 грамма.
Думаю, запас в пару граммов будет даже избыточным.

Один актуатор - это который уже пером управляет (сопло с пером совмещено). Ещё два, но по 0.7 грамма - для клапана и для направления (вторая степень свободы для пера).

Давление примерно 3000 паскалей. Баллон на такое давление весит несколько легче кислородного!
Угадайте состав газа.

Xan> Будем считать, что космос начинаяется, когда в ракете осталось 3 кг. Чтоб раскрутить её до скорости 1 об/с, надо 0.13 грамма.
Xan> Давление примерно 3000 паскалей.

Огго, это как ты считал?

А.С.>> И смещение ЦТ и ЦД в одну сторону (скажем, вправо) может вызывать моменты, направленные в противоположные стороны (по часовой стрелке и против, в зависимости от того, где ЦТ и ЦД располагаются).
Xan> Нет.
Xan> Это, скорее, про устойчивость.
Xan> Вот летит прямая ракета прямо. Все боковые силы и моменты компенсируются.
Xan> Вот наклонили (невесомую) голову вправо.

Если голова невесомая - ей нельзя рулить в вакууме. Если весомая, то ракета в ответ тоже наклонилась.

Xan> Каким образом может появиться аэродинамический момент влево?

Он действует НА ХВОСТ ракеты. Но, даже если весом головы пренебречь, на трансзвуке у тебя на двух ступеньках образуются присоединённые ударные волны - и создают свои собственные аэродинамические моменты.

Xan> Каким образом на наклонённую голову может действовать сила влево?
Xan> (Голова по длине небольшая, скажем четверть от всей ракеты.)
Xan> Xan>> Не понимаю, как такое может быть. Если коэффициенты знак не меняют.
А.С.>> Ещё раз. Тебе вначале нужно перевести голову из одного крайнего положения в другое за 0,5 секунды. А теперь - за 0,1 секунды. На моторчике для этого должны быть разные напряжения? Не забывай, что ты воюешь не только с аэродинамической силой, но и с моментом инерции башки.
Xan> 1. Предельная скорость моторчиков от режима не зависит.

Предельная - да, а потребная - ещё как зависит. Поскольку у тебя уменьшается и момент инерции ракеты относительно поперечной оси, и соотношение масс, и плечо приложения момента.

Xan> 2. Инерция башки в данном случае очень маленькая, минимум на два порядка меньше аэродинамики.

Тогда ты не сможешь управлять ею вне атмосферы. Ибо там можно управлять только смещением центра масс.

А.С.>> Теперь. Если у тебя у башки есть присоединённая ударная волна, то гладкой зависимость подъёмной силы от угла будет только для "тупой" (лучше всего - полусферической) формы, для острой, которая повыгоднее на сверхзвуке, там будет излом, место с недиффиренцируемостью. В результате на трансзвуке, когда местами обтекание уже сверхзвуковое, но, в большинстве ещё дозвуковое, аэродинамический момент, действующий на голову относительно корпуса, может менять знак, в зависимости от скорости.
Xan> А можно какую-нибудь картинку показать. График какой-нибудь. Для примера.
Xan> Ну и предполагается, что переход через звук будет быстрый, порядка секунды. В это время можно и не рулить.

Нет, это, как раз, момент максимальной неустойчивости - центр давления за время перехода от 0,9 маха до 1,1 маха смещается на 25% длины ракеты. НЕ РУЛИТЬ в это время не выйдет - развернёт поперек потока и сломает. Если только, конечно, ракета не является устойчивой на обоих режимах. Но тогда получится, что она чересчур устойчива хотя бы на одном из двух режимов и опять та же картина - не хватает управляющих моментов.

А.С.>> С чего же хорошо-то? центр тяжести смещается по мере выгорания топлива. Ну и что, что ближе к голове? коэффициенты-то корректировать всё равно нужно.
Xan> Очевидно, что нужно. Они и будут корректироваться. Просто этим будет заниматься одна и та же функция (программная).
Xan> А не разные для разных режимов.

А как ты это всё проверишь?

umbriel> Огго, это как ты считал?

С мальства обучен, вот и считал!
Тяжёлое детство в в спецшколе!

umbriel>> Огго, это как ты считал?
Xan> С мальства обучен, вот и считал!
Xan> Тяжёлое детство в в спецшколе!

Нет, я имею в виду, как ты конкретно это получил.

umbriel>>> Огго, это как ты считал?
Xan>> С мальства обучен, вот и считал!
Xan>> Тяжёлое детство в в спецшколе!
umbriel> Нет, я имею в виду, как ты конкретно это получил.

Путём применения школьной физики.
Момент инерции цилиндрической болванки:

J = 1/3 * m * r²

Чтобы получить 1 об/с, надо чтоб линейная скорость на радиусе 40 мм была = 2 * пи * 0.04 = 0.25 м/с

Приведённая к этому радиусу масса:

m_x = J / r² = 1/3 * m = 1кг

Скорость газа = 650 м/с

Отношение скоростей газа и болванки, а также массы газа к приведённой массе:

0.25 / 650 = 0.000384

Получается, что масса газа = 0.384 г

Я предположил, что сопло можно поместить на расстоянии 12 см от оси.
Тогда расход газа будет в три раза меньше:

0.384 / 3 = 0.128 ~ 0.13 г

Xan>> Вот наклонили (невесомую) голову вправо.
А.С.> Если голова невесомая - ей нельзя рулить в вакууме. Если весомая, то ракета в ответ тоже наклонилась.

Ну я же пытаюсь рассмотреть только аэродинамику.

Xan>> Каким образом может появиться аэродинамический момент влево?
А.С.> Он действует НА ХВОСТ ракеты. Но, даже если весом головы пренебречь, на трансзвуке у тебя на двух ступеньках образуются присоединённые ударные волны - и создают свои собственные аэродинамические моменты.

Всё, тут уже не понимаю.

Пора идти спать.

Xan> J = 1/3 * m * r²
J = 1/2 ...

Xan> Скорость газа = 650 м/с
Пачиму давление 3000 Па, что за газ?

Xan> Я предположил, что сопло можно поместить на расстоянии 12 см от оси.
Xan> Тогда расход газа будет в три раза меньше:
Xan> 0.384 / 3 = 0.128 ~ 0.13 г

Вообще круто конечно, можно на банке пепси в космосе аппаратами рулить =)

umbriel> Пачиму давление 3000 Па, что за газ?

Угадай!

umbriel>> Пачиму давление 3000 Па, что за газ?
Xan> Угадай!

Xan, шутка не уместна.
Ты будешь специально газ под давлением 1/30 от атмосферы в бблоне на борту держать ?

Piroman> Xan, шутка не уместна.
Piroman> Ты будешь специально газ под давлением 1/30 от атмосферы в бблоне на борту держать ?

Какие шутки?
Это аква вульгарис!
Так что никаких проблем с "баллоном" не вижу!

Для раскрутки последних ступеней обычно применяются сгораемые газоструйные рули в виде сгорающих вставок в сопло. Просто, незамысловато и надежно

Ник

Xan> Какие шутки?
Xan> Это аква вульгарис!
Xan> Так что никаких проблем с "баллоном" не вижу!

Хосспади, извратище. Вода не замерзнет в лед, по мере испарения?
И потом, надо как-то организовать в уловиях невесомости чтоб летел пар, а не вода вытеснялась паром.