Продраться через атмосферу.

umbriel> А может ты знаешь, сколько нужно оборотов конкретной ракете с конкретной тягой, для стабилизации?

Среднее (очень среднее) значение в характеристиках двигателей примерно такое: "250 rpm при диаметре 26 дюймов".
Но это не скорость вращения в "поле", а допустимая скорость.

Минимальная, какую нашёл - 80 рпм при 49".
Это линейная скорость получается 5.2 м/с.
Вот ориентир.
"А как это по научному сказать - не знаю!"

А.С.> Тем не менее, это неочевидно. Меньше давление - больше сопло.

Площадь критики (и размер сопла) прямо пропорционален потоку массы и обратно пропорционален давлению, перхлоратное топливо при 60атм скорее всего больше чем в 4 раза горит быстрее нитратного при 15атм. И никто не мешает сделать поверхность горения меньше..


А.С.> Стенку нельзя сделать тоньше некоего механического предела.

имхо, движок с совершенством 0.2 это все-таки не орбус, врядли это проблема для него.


А.С.> Относительная площадь теплоизоляции и необходимое время работы тоже увеличивается (маленькое давление - меньшая скорость горения)

Время работы конечно больше, но и условия на много мягче.
Ведь у RLana есть движок, очень даже ничего так? С совершенством что-то около 0.25 и уи под 200. При всем уважении к RLan'у, я верю что можно сделать еще лучше.


А.С.> В том-то и дело, что "немного" выливается в отрицательную массу полезного груза.

Надо уменьшать не только полезную нагрузку, но и саму ступень
И, даже если увеличить ракету в полтора раза, но избавиться от покупной - может и дешевле, м?

umbriel> Ведь у RLana есть движок, очень даже ничего так?

Где посмотреть?

Xan> Где посмотреть?

Создание ракеты "Проект АРМ1", том2

Нужны данные по отклонению вектора тяги от оси, видимо без реального движка и стенда не обойтись.

Нашел данные для рассчета корпуса в нижке фахрутдинова:
В первом приближении расчетное значение давления внутри камеры можно определить по формуле
Pк.р = k1k2Pкmax,
где Pкmax - наибольшее давление в камере сгорания при максимальной температуре эксплуатации; k1 - коэффициент, учитывающий разброс давления для топлива выбранной марки различных партий и внутри партии; k2 - коэффициент, учитывающий повышение (заброс) давления (например, при горении воспламенителя). В том случае, когда неизвестно влияние отдельных факторов, т.е. значение коэффициентов k1 и k2, можно принять в приближенных расчетах
Pк.р = (1.2 ... 1.4)Pкmax.

Думаю, в нашем случае отлично пойдет Pк.р = 1.5 Pкmax, если выдержит - можно уменьшить до 1.4, 1.3...

Xan, у тебя случайно нет данных по прочности и теплопроводности электрокартона поточнее?

umbriel> При симуляции я считал, что по мере увеличения высоты падает давление - увеличивается импульс.
umbriel> Вопрос: когда ракета летит, за ней же образуется область низкого давлени, особенно если она летит быстрее звука, сразу за соплом вообще полный вакуум? Это же надо как-то учитывать?
umbriel> Надо срочно это все на каком-нить floworks прогнать..

Прогонял уже, полного вакуума нет, давление разрежения составляет примерно 30-40% при плоском днище, однако это весьма значительную силу сопротивления даёт! Поэтому корпус ракеты также важно плавно сужать к соплу, как и обтекатель, это позволит ещё на 40-50% снизить аэродинамические потери.
Также заметил, что при дозвуке потери на разрежение воздуха больше в несколько раз, чем на лобовое сопротивление.
При сверхзвуке всё меняется.

umbriel> Xan, у тебя случайно нет данных по прочности и теплопроводности электрокартона поточнее?

Не, про картон не знаю.
Я прицеливаюсь на карбон.
Home - Toho Tenax Europe GmbH
У ниток прочность совершенно дикая по сравнению с обычными материалами.
Кроет всех как бык овцу.
Плюс из него можно сопло делать.

Самое точное - померить своими руками.
Надо же не просто "прочность вообще", а прочность в своей конструкции, как намотаешь, как склеишь.

SashaPro> Поэтому корпус ракеты также важно плавно сужать к соплу, как и обтекатель, это позволит ещё на 40-50% снизить аэродинамические потери.

Вон там насовский дос с экспериментальными данными:


Там где-то есть отдельно коэффициенты для головы и хвоста.

ЗЫ
Хотя, возможно, Фловорк даёт бОльшую точность!

SashaPro> Прогонял уже, полного вакуума нет, давление разрежения составляет примерно 30-40% при плоском днище, однако это весьма значительную силу сопротивления даёт!

Саша, ты не понял. Я имею в виду только тягу двигателя.
На какой скорости 30-40% давление и где конкретно?)
На уровне моря это дает прибавку к скорости истечения 200-300м/с

Нужен интеграл давления по соплу и кс для двух случаев - сопло с рабочим телом H2O 2000C в статичной атмосфере, и за концом ракеты, когда она летит 100 м/с

Xan> Я прицеливаюсь на карбон.
Xan> Home - Toho Tenax Europe GmbH
Xan> У ниток прочность совершенно дикая по сравнению с обычными материалами.
Xan> Кроет всех как бык овцу.
Xan> Плюс из него можно сопло делать.
Xan> Самое точное - померить своими руками.
Xan> Надо же не просто "прочность вообще", а прочность в своей конструкции, как намотаешь, как склеишь.

Карбон это слишком жырно. Обрати свой взор на стекловолокно
Прочность конструкции надо рассчитывать до того как клеить, все-таки.
Предлагаю делать обечайку так: внизу картон, волокнами по оси цилиндра, сверху стеклоровинг. Сопло из кварцевой стеклоткани + смола, с керамической вставкой в критику.

umbriel> Карбон это слишком жырно.

Весь прожект слишком жырный!!!

umbriel> Прочность конструкции надо рассчитывать до того как клеить, все-таки.

Ну, я имел ввиду, что можно предварительно рассчитать, а потом всё равно испытать и уже по факту делать выводы.

umbriel> Сопло из кварцевой стеклоткани + смола, с керамической вставкой в критику.

Керамики подходящей не вижу (доступной).
Кроме графита.

А вместо графита лучше уж карбоновые нитки использовать.

Xan> Весь прожект слишком жырный!!!

Килограмм аммиачной селитрый можно без труда найти по $0.5, силикон с алюминием ~$5кг, стало быть топливо ~$1.6-1.7,
12кг топлива ~ $20.
А сколько стоит 3 кг карбона?
Карбон просто не нужен - у нас в кс не тыща атмосфер

Xan> Керамики подходящей не вижу (доступной).

В выхлопе много воды, углерод будет реагировать.
Под керамикой я подразумеваю АХФС.

umbriel> А сколько стоит 3 кг карбона?

В розницу — 14.4 граммов за $25.
Но это в гадюшнике.
Что будет за бобину на пару кил — ещё не спрашивал.

Нитки привлекательны тем, что можно одним движением мотать сразу всё, и корпус, и сопло.

umbriel> Под керамикой я подразумеваю АХФС.

А это что и как делать?

Xan> В розницу — 14.4 граммов за $25.
Это невероятно дорого. На те же деньги можно купить 3 кило стеклонити.


umbriel>> Под керамикой я подразумеваю АХФС.
Xan> А это что и как делать?

алюмохромфосфатное связующее, выдерживает до 2000С, то есть примерно как в критике

Xan> Нитки привлекательны тем, что можно одним движением мотать сразу всё, и корпус, и сопло.

Так нельзя. Во-первых, углерод будет реагировать с H2O. Во-вторых, из одних только ниток сопло не сделаешь. И в третьих, как я написал это неоправданно дорого.

umbriel> Так нельзя. Во-первых, углерод будет реагировать с H2O. Во-вторых, из одних только ниток сопло не сделаешь. И в третьих, как я написал это неоправданно дорого.

Воду можно сжечь алюминием.
Кроме ниток там будет, конечно, и связка, если ты об этом. Делают же.
Дорого, но лучше стекла.

Xan> Воду можно сжечь алюминием.

Нет, не упирайся.
Воды прилично даже при 25% алюминия, при этом температура больше на 500С, на много больше шлака - во первых эрозия от шлака, во-вторых падение уи. И алюминий не самый дешевый компонент топлива.

Xan> Кроме ниток там будет, конечно, и связка, если ты об этом. Делают же.

С чего ты взял что из одних ниток делают?
Делают так - вставка из пирографита, покрытая вольфрамом, потом карбон с ориентированными волокнами, потом стеклопластик, потом теплоизоляция и сверху силовая юбка из металла. Но это когда температура 3000 и больше.
Зачем изобретать себе геморой?

Интересно. Для чего же нужно было строить многотонные ракеты чтоб выйти на орбиту?
Неужто с твердотопливным двигателем и в домашних условиях вы собираетесь запустить на больше 150км?
Хотел бы я увидеть старт =)

Ra> Интересно. Для чего же нужно было строить многотонные ракеты чтоб выйти на орбиту?

1. Цель была - доставка тяжёлых грузов (ядерных боеголовок, космических кораблей).
2. Раньше невозможно было сделать легкую систему управления.
3. Никому не нужны спутники весом в несколько граммов.

Ra> Неужто с твердотопливным двигателем и в домашних условиях вы собираетесь запустить на больше 150км?

[скромно ковыряет кирзачом паркет] Попытка не пытка!

Ra> Хотел бы я увидеть старт =)

А чё там смотреть? Пшик - и улетела, дымок рассеялся.
Это ж не агромадная хреновина в три тыщи тонн, ползущая с ускорением 0.5 g.

А.С.> твердотопливными первой и второй.

Второй и третьей, наверное.

А.С.> при уходе гироскопа, равномерном с момента старта, плюс-минус 0,7 градуса в минуту.

А какое ускорение у первой ступени и какая конечная скорость?
В какой степени можно будет компенсировать линейный эффект у гироскопов?
Если скорость 2 км/с, то типичный уход может быть 20 градусов, что, конечно, совершенно неприемлемо.

Я, вот, думаю использовать магнитный датчик и датчик солнца (ранним утром) для абсолютного определения ориентации, а гироскопы только для быстрого руления.

А.С.>> твердотопливными первой и второй.
Xan> Второй и третьей, наверное.

Да, конечно.

А.С.>> при уходе гироскопа, равномерном с момента старта, плюс-минус 0,7 градуса в минуту.
Xan> А какое ускорение у первой ступени и какая конечная скорость?

Около семи "же", около 2500 м/с

Xan> В какой степени можно будет компенсировать линейный эффект у гироскопов?

Это меня не заботит, в отстутствие вибраций компенсация лучше, чем 99% Вот что при вибрациях будет, я пока не знаю.

Xan> Если скорость 2 км/с, то типичный уход может быть 20 градусов, что, конечно, совершенно неприемлемо.

Если эффект от линейного ускорения повторяемый, то проблем с его компенсацией нет, т.к. акселерометры достаточно точны. Опять же, если он от экземпляра к экземпляру отличается, то надо организовать подбор, а, если нет, то это облегчает компенсацию.

Xan> Я, вот, думаю использовать магнитный датчик и датчик солнца (ранним утром) для абсолютного определения ориентации, а гироскопы только для быстрого руления.

Магнитный датчик слишком неточен даже по сравнению с мемс гироскопами, а датчик Солнца я тоже планирую в этой конструкции - вторая и третья ступень должны лететь "в Солнце", что, естественно, осуществимо не просто ранним утром, а ровно перед астрономическим рассветом в день равноденствия (или в день после равноденствия при пуске строго на восток). Ну, за 4 минуты ракета пролетает почти три градуса по траектории, и нужно уже строиться не строго на восток, а на несколько минут дуги южнее, а в день равноденствия это будет на несколько минут дуги севернее...

Так вот, первые 17 секунд идёт вертикальный подъём, затем ракете придаётся вращательное движение в плоскости стрельбы со скоростью 0,555 град/с по гироскопу, при этом реальная скорость, естественно, может находиться в довольно заметных пределах, но её значение будет определено в момент прихода Солнца в поле зрения солнечного датчика - и, в соответствии с этим, будет определена оптимальная продолжительность баллистической паузы. Первая ступень не отбрасывается после отработки топлива, а летит вместе со второй и третьей, т.к. на ней датчики и прочая хрень системы управления. По окончании баллистической паузы оно приводится точно "в центр солнца", после чего 2-я и 3-я ступени закручиваются, отстреливаются и по очереди отрабатывают.

День-два туда-сюда мало влияют на "грузоподъёмность", меняя наклонение орбиты на треть градуса или около того.