Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

SashaMaks> Меньше 0 она потому, что после переворота в апогее, вектор скорости меняет своё направление на противоположное.
SashaMaks> График силы трения забыл подписать, что там выводится сила по модулю.
Тогда понятно. И еще какой параметр определяет момент срабатывания ССР?
По большому счету, водяные ракеты, занимательная и довольно зрелищная штука. вот поначалу и хотел просто внуков на даче побаловать, потом понемножку увлекся, все-равно делать нечего((, на даче дел запланировано много, но сейчас понятное дело, не сезон)), а все эти расчеты, графики, это так, просто не люблю что-то делать не понимая сущности процесса, динамики, взаимосвязи параметров и т.д.

SashaMaks> Я планирую собственную разработку бортового ЭВМ, вовсю строю планы по применению других видов и вариаций топлив, хочу сделать стенд на 200кг нагрузки минимум, ... приступить к испытаниям двигателей... внешний вид программы сейчас и находятся в разработке... не та переменная распечаталась.

Сделай хоть одну летающую ракету ! ... Хотя бы водяную !

Ckona> Сделай хоть одну летающую ракету ! ... Хотя бы водяную !

Две ракеты на готове, по весне полетят. Только ГО осталось сделать и ТЗП на стартовую установить...

SashaMaks> П.С. Отчёт может быть не совсем адекватен, так как он и внешний вид программы сейчас и находятся в разработке. К примеру, длина направляющих уже наврана, видимо не та переменная распечаталась))
А полный импульс разве не произведение средней тяги на время работы двигателя?

Non-conformist> Если люди серийно делают датчики апогея на акселерометрах со шкалой 50g, то, видимо, у них это получается. Не знаю, с какими моторами они работают - нужно изучать мануал, но думаю, что с любыми...
Серийные датчики апогея работают на интегрировании ускорений.

bambr-pz>> Ну на сколько я помнял акселерометр должен отслеживать разность ускорений рекеты в полете (полет с набором скорости и падение ракеты под собстенным весом).
Non-conformist> Да, разность векторов ускорений (вектор имеет не только величину, но и направление).
Большое спасибо за подробное объяснение. Акселерометр заказал. Он ведь 3D, а это значит должен отслеживать изменение ускорения во всех плоскостях. Теперь надо придумать как его опробовать? Опять привязывать к палке и пробовать вращать и кидать ее? На сколько это будет приближено к реальным условиям?

GOGI> Серийные датчики апогея работают на интегрировании ускорений.
Т.е. поэтому и 50g? Интегрируется от самого старта? А чем плох такой датчик - точность низкая?

bambr-pz> Большое спасибо за подробное объяснение.
Это не объяснение, просто энная озвучка для себя самого по удобному поводу. )) Какой акселерометр ты заказал? Если аналоговый, то не нужно было. Всё равно ведь голыми сигналами на его выходах ты ничего не сделаешь. Надо заказывать цифровой и собирать систему на основе микроконтроллера. Желательно сразу с гироскопом, "чтобы два раза не ходить". Т.е. делать сразу IMU - инерциальный измерительный блок в составе МК, памяти, акселерометра, гироскопа и трёх-четырёх исполнительных ключей. Ко всему этому нелишним будет добавить и поисковую пищалку.

К сожалению, тема эта на форуме малоизученная, и готовых "под ключ" конструкций, пригодных для повторения, я предложить пока не могу. Если интересует - следи за темами "Стабилизация Активная" и "Кобра".

bambr-pz> Хочу спросить у профи не закралась ли в моей конструкции какая-нибудь глобальная ошибка.
bambr-pz> вот такой стартовый стол у меня получился.

Хорошая конструкция! Для устойчивости я бы добавил съемные заострённые стержни в полость ножек.

bambr-pz> Вот так он выглядит в собраном положении.

По-моему, конструкция недостаточно устойчива. При старте будет прогибаться вниз и наклоняться.

bambr-pz> Пускал вчера ракету дома в ванне (на улице пока еще холодно -15t). Пуск прошел успешно. Одну алюминиевую полосу на подвесном потолке заменим в ванной и все будет нормально(вроде накочал то давление всего 3 атм). А еще один вопрос. Если соединить 3 бутылки 1,25л дно в горлышко - сколько литров воды надо залить?

Поздравляю с успешным запуском !
Одним водоракетчиком больше стало !

Объем заправки 3х1,25 , грубо говоря, один литр.

Если выразиться "профессиональнее", то для максимальной высоты полета надо "оптимальную" заправку, она зависит от веса пустой ракеты. "Ближайший" график расчета оптимальной заправки - у PopovIgor'я.

Пусковая установка - дело наживное. Судя по фото, захват у тебя правильный. Из чего сделан сдергиваемый затвор ?

и это... учись считать тягу.

bambr-pz> А еще один вопрос. Если соединить 3 бутылки 1,25л дно в горлышко - сколько литров воды надо залить?
Ckona> "Ближайший" график расчета оптимальной заправки - у PopovIgor'я.
Высоту подъема ракеты при прочих равных условиях определяет конечная скорость ракеты по окончании работы двигателя. Эта скорость при прочих равных условиях напрямую зависит от коэффициента заполнения, который в свою очередь зависит от массы пустой ракеты и полного объема двигателя.
Определение оптимального коэфф. заполнения для достижения максимальной скорости сводится к нахождению экстремума функции
U = (1-k)*k*V/[(Mo+k*V)*Sqrt(1-0.5k)].
Проще всего это сделать в Exel, забив формулу со своими значениями Mo - вес пустой ракеты и V - полный объем двигателя, дать малые приращения k. Максимум этого выражения будет соответствовать К оптим. В итоге у тебя получится примерно это. См. прил. файл. Начальное давление не влияет на коэфф. заполнения, а лишь меняет энергетику двигателя ракеты.
Однако, следует учесть следующее замечание Ckona:
"На практике старты получаются лучше, если заправка несколько меньше оптимальной.
Недобор двух-пяти метров высоты (максимум-то пологий) с лихвой компенсируется облегченными условиями старта."

PopovIgor> А полный импульс разве не произведение средней тяги на время работы двигателя?

Посмотрел сегодня, откуда эта ошибка. Выяснилось, что когда-то видимо, не провёл до конца полный тест функции загрузки данных со стенда из экселя и упустил, что деление подсчёта суммы шло не на время, а на количество временных промежутков. А так сама эта переменная (FD_Pavg) не принимает участия в динамическом расчёте, просто для удобства представления результатов идёт только в отчёт.
Спасибо, что заметил!

PopovIgor> И еще какой параметр определяет момент срабатывания ССР?

О, это вопрос неоднозначный. Можно включить имитацию таймера, имитацию прохождения апогея, или же по установленной скорости снижения, или по высоте приближения к Земле и т.д.

SashaMaks> Спасибо, что заметил!
Да не за что! Тоже ПИ отображаю, но в расчетах его нет. У меня основа P(t), оно линейно, поэтому беру Р средн. для предварит. определения t истеч.
Еще знаешь, что смутило (на сверхзвуке я не копенгаген), F мах =988 Н при макс. скорости 1056 м/с и калибре 100 мм. Плотность на 2000 м прим. 0,9. Тогда Сх =0,22. Это так и есть?
И еще, если можно. У тебя есть формулы V(t) и H(t) для инерциальной фазы при известных Vo, Mo?

SashaMaks>> Спасибо, что заметил!
PopovIgor> Да не за что! Тоже ПИ отображаю, но в расчетах его нет. У меня основа P(t), оно линейно, поэтому беру Р средн. для предварит. определения t истеч.

Сама зависимость тяги от времени для большинства здесь испытываемых двигателей не вносит большого вклада на траекторию полёта. Значение тяги по времени можно задать постоянным числом, функцией или таблицей значений.

PopovIgor> Еще знаешь, что смутило (на сверхзвуке я не копенгаген), F мах =988 Н при макс. скорости 1056 м/с и калибре 100 мм. Плотность на 2000 м прим. 0,9. Тогда Сх =0,22. Это так и есть?

На рисунке отображены два графика в программе, там лучше видно, что за Сх получается во втором (справа) графике. Данные о Сх получены в результате расчёта ракеты в Flow в виде зависимости Fтр(V) и для наглядности преобразованы в зависимость Cx(V).
За аэродинамику я тоже бился долго.

PopovIgor> И еще, если можно. У тебя есть формулы V(t) и H(t) для инерциальной фазы при известных Vo, Mo?

Численный расчёт в моей программе идёт не по формулам. Всё, что происходит в ней от начала и до конца, что определно условием пересечения высоты на уровнем моря, происходит по саморазвивающимся событиям, и вычисляется по следующим основным пунктам:
1. Вычисление суммы всех сил, действующих в данный момент на тело Fсум.
2. Нахождения ускорения тела A = Fсум/M.
3. Вычисление скорости тела Vi = Vi + A*dT.
4. Вычисление перемещения тела Si = Si + Vi*dT.
Тут не важно, куда летит тело, всё зависит от результирующего направления вектора Fсум.

PopovIgor>> И еще, если можно. У тебя есть формулы V(t) и H(t) для инерциальной фазы при известных Vo, Mo?
SashaMaks> Численный расчёт в моей программе идёт не по формулам. Всё, что происходит в ней от начала и до конца, что определно условием пересечения высоты на уровнем моря, происходит по саморазвивающимся событиям, и вычисляется по следующим основным пунктам:
SashaMaks> 1. Вычисление суммы всех сил, действующих в данный момент на тело Fсум.
SashaMaks> 2. Нахождения ускорения тела A = Fсум/M.
SashaMaks> 3. Вычисление скорости тела Vi = Vi + A*dT.
SashaMaks> 4. Вычисление перемещения тела Si = Si + Vi*dT.
SashaMaks> Тут не важно, куда летит тело, всё зависит от результирующего направления вектора Fсум.
Интересно и непонятно. На этой стадии только две силы: Mo*g=соnst и Fc = f(V(t)²). Не представляю куда их "пихать"))).

PopovIgor> На этой стадии ...
Прошу обсуждение универсальной программы для полета ракет перенести в тему "Ракетный софт".

PopovIgor> Интересно и непонятно. На этой стадии только две силы: Mo*g=соnst и Fc = f(V(t)²). Не представляю куда их "пихать"))).

У меня в системе координат ось направлена вверх, или при старте ракеты вектор её движения совпадает с вектором координат. При падении наоборот – не совпадают.
У нас есть некоторые начальные данные, например, объект находится на некоторой высоте, т.е. известна координата его положения S, она может быть в нуле 0м (на поверхности Земли) на некоторой высоте 1000м или даже под землёй -50м) Ещё мы можем задать значение начальной скорости нашему объекту V. Точно так же, тело может лежать на поверхности 0м/с, двигаться вверх со скоростью 100м/с или падать вниз 50м/с. Теперь вводим в нашу модель силу тяжести. Нужно указать массу объекта, как его свойство инертности M = 1кг. И можно уже строить расчётную модель.
Задаём начальные параметры, работаем в СИ:
Начальная координата:
S := 0;
Начальная скорость:
V := 10;
Масса:
M := 1;
Ускорение свободного падения:
g := 9.81;
Задаём время отсчёта:
T := 0.0;
Интервал времени:
dT := 0.1;
(начало цикла)
Вычисляем силу тяжести по известной формуле:
Ft := g * M;
Находим сумму всех сил и запишем её в отдельную переменную F:
F := -Ft;
Находим ускорение:
A := F / M;
Находим скорость через приращение:
V := V + A * dT;
Находим перемещение через приращение:
S := S + V * dT;
Переходим на следующий интервал:
T := T + dT;
(конец цикла)
В итоге будет типичная баллистическая кривая S(T) подброшенного вверх тела с начальной скоростью в 10м/с. Необходимые значения для построения графиков записываются в массивы.

Serge77> По-моему, конструкция недостаточно устойчива. При старте будет прогибаться вниз и наклоняться.
Мне честно говоря тазик Ckona тоже больше импонирует. Но оставались запчасти от ремонта сантехники. Вот я их и приспособил. Сдергиваемый затвор сделал из муфты к платиковой трубе 32мм.
Половину муфты расточил под диаметр 36мм. Хорошо что у таких муфт толстые стенки. Между хомутом и муфтой ставлю проставочку с веревочкой. Дерг - полетело.

bambr-pz> А захват на пластковых стяжках выглядит вот так.

Нормально.
У вас в Мурманске весна раньше мая не начнется.
Пробуй пускать на омывателе автостекол, если он в России дешевле водки.

Там, где у тебя на шланге золотник, надо обжать хомутом.

Для первых уличных запусков (отработка разворачивания стартовой позиции, заправки, заряжания и пуска) не обязательно использовать систему спасения или аэродинамические стабилизаторы. Это понадобится чуть позже. Потребутся лишь 200...300-граммовый груз (желательно теннисный мячик), примотанный скотчем к носу ракеты. Главное - "правильный" пустырь без лишних глаз и предметов.