Текущее время: Вс ноя 18, 2018 11:25 pm




 Страница 1 из 2 [ Сообщений: 20 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двигателя
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 10:50 am 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
Перечитывая "Звезду КЭЦ" А.Беляева, призадумался, а почему собственно мы включаем двигатель второй ступени в момент разделения ступеней? А что если его включать с некоторой задержкой? Как это повлияет на высоту подъема? Мы же не космический корабль проектируем, где скорость нужна.
Сделал расчеты для следующей двушки:
1 ступень.
5,5 л, вода 1,5 л, вес 0,2 кг, давление Р1=12 атм, сопло 20 мм, диаметр корпуса 100 мм.
2 ступень
1 л, вода 0,25 л, вес 0,18 кг, давление Р2 = 7 атм, сопло 9 мм, диаметр корпуса 65 мм, УССП 43 м/с
и получил такие результаты:
скорость при разделении - 67,3 м/с
высота разделения - 13,6 м
давление Р1 при разделении - 0,5 атм
апогей - 235 м.

Затем уменьшил давление во второй ступени до нуля, т.е. вторая ступень после разделения летит по инерции, и определил высоты соответствующие конкретной текущей скорости.
В этих точках будем включать двигатель второй ступени и посмотрим как изменится общая высота подъема.
Результаты свел в таблицу.
Прирост апогея составил почти 20%. Ни на чем!
Давление Р1 поднял специально, чтобы УССП 2 попала в зону скоростей.
Но явной связи не обнаружил.
Макс. апогей при нач. скорости 35,30, 25 м/с, а макс. скорость 68, 63, 59 м/с соответственно.
Вероятно, можно при этом еще поиграть и с соплом второй ступени.
Так, например, с соплом 3,5 мм при включении при скорости 30 м/с апогей 283,5 м, хотя макс. скорость снижается от 63 до 48 м/с.

Трешку не считал, но вполне вероятно, что прирост будет, вероятно больше, чем здесь.

Для водяных ракет это сделать навскидку затруднительно, а вот для пиротехнических ракет вероятно проще (таймеры, замедлители и т.п.) и это маленькое исследование может и пригодиться.


Вложения:
Задержка включения.jpg
Задержка включения.jpg [ 78.76 КБ | Просмотров: 6079 ]
   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 1:14 pm 

Зарегистрирован: Вс окт 20, 2013 5:07 pm
Сообщения: 2954
MSTR писал(а):
П призадумался, а почему собственно мы включаем двигатель второй ступени в момент разделения ступеней? А что если его включать с некоторой задержкой? Как это повлияет на высоту подъема? Мы же не космический корабль проектируем, где скорость нужна.


Если скорость ступени упадет до нуля , то получим просто стартовую площадку на определенной высоте для последующей ступени. Это не даст ни какого прироста апогея. Единственно, если нам бутылочную ступень нужно притормозить до её УССП, чтобы не тратить излишне энергию сжатого воздуха на преодоление аэросопротивления.
Тем не менее еще не кто не опровергнул ф .Циолковского. Если двигатель включать с задержкой , то это потеря запасенной энергии движения и снижение апогея. Откуда будет браться прирост?
По практике пусков, по видео , которое ты мне помог выложить, видно, что где разделение происходило "правильно" и высота была выше. А во фрагменте с задержкой разделения между первой и второй ступенями высота явно ниже.
(кусаю локоточки из-за того, чо не вел журнал испытаний)


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 1:34 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
Олег писал(а):
Если скорость ступени упадет до нуля , то получим просто стартовую площадку на определенной высоте для последующей ступени. Это не даст ни какого прироста апогея.

Последняя строка в таблице. Старт в апогее 187 м.
Итоге апогей 244 м вместо 235.
Олег писал(а):
Тем не менее еще не кто не опровергнул ф .Циолковского. Если двигатель включать с задержкой , то это потеря запасенной энергии движения и снижение апогея. Откуда будет браться прирост?

Но ведь откуда-то взялся!
И потом, разве в ф. Ц. что-либо говорится о высоте? О сопротивлении среды? Об инерциальном полете? Скорость, массы, импульс...
А Чебурашки, то бишь высоты, нету :mrgreen:

Поковырялся еще и кажется, что такой способ подходит для чересчур мощных ускорителей, когда скорость разделения превышает уссп второй ступени.
А если меньше, то прироста нет, а есть снижение.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 3:01 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
Еще одна двушка, вполне реальная.
1 ст.
3 л, 0,7 л, 0,15 кг, 8 атм, ф90/ф20, стержень ф20х300
2 ст
1,5 л, 0,4 л, 0,08кг, 8 атм, ф90/ф9, уссп 30,8
Разделение 4 м - 40 м/с.
Скорость разделения от уссп2 - 130%
Прирост апогея - 15%

В первом случае было 156% и 20% соответственно.
Т.е. чем "супер мощнее" ускоритель, тем больше эффект.

Если на второй поставить сопло ф4 мм, то апогей - 180 м. Прирост - 30%
Макс. скорость - 50, начальная - 15. Никаким боком к уссп 2 (30,8)???

Если скорость разделения равна уссп 2, то эффект ноль.
Если меньше, то эффект отрицательный.

Таблица:


Вложения:
Задержка включения 2.jpg
Задержка включения 2.jpg [ 45.18 КБ | Просмотров: 6075 ]
   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 7:46 pm 

Зарегистрирован: Вс окт 20, 2013 5:07 pm
Сообщения: 2954
Задержка времени разделения ступеней или задержка включения двигателя верхней ступени -это не одно и тоже?


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 8:05 pm 

Зарегистрирован: Вс окт 20, 2013 5:07 pm
Сообщения: 2954
MSTR писал(а):
Но ведь откуда-то взялся!
И потом, разве в ф. Ц. что-либо говорится о высоте? О сопротивлении среды? Об инерциальном полете? Скорость, массы, импульс...


Подобный прирост вызывает некоторые сомнения в правильности аксиом заложенных в прогу,(не берусь утверждать категорично по известным причинам).
сопротивлении среды, инерциальный полет, Скорость, массы, импульс...-это бусинки надетые на стержень ф.Ц.
Ни какого противоречия в этом нет. Всеобщий закон разложенный на частностные. И по-моему не надо частостями закрывать(опровергать) всеобщюю истину, они единое целое.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 11:11 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
Олег писал(а):
Задержка времени разделения ступеней или задержка включения двигателя верхней ступени -это не одно и тоже?

Нет, это вещи разные.
Но, например, в последнем случае задержка разделения даже лучше. См. таблицу и график.
Однако, в большинстве случаев мидель первой ступени обычно больше, чем мидель второй.
Поэтому будет не прирост, а снижение - на графике зеленая кривая.


Вложения:
Задержка включения 3.jpg
Задержка включения 3.jpg [ 75.23 КБ | Просмотров: 6069 ]
   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Сб окт 04, 2014 11:20 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
MSTR писал(а):
Олег писал(а):
Задержка времени разделения ступеней или задержка включения двигателя верхней ступени -это не одно и тоже?

Нет, это вещи разные.
Но, например, в последнем случае задержка разделения даже лучше. См. таблицу и график.
Чаще вреднее раннее разделение, чем его задержка.
Однако, в большинстве случаев мидель первой ступени обычно больше, чем мидель второй.
Поэтому будет не прирост, а снижение - на графике зеленая кривая.
Олег писал(а):
Ни какого противоречия в этом нет. Всеобщий закон разложенный на частные. И по-моему не надо частностями закрывать(опровергать) всеобщую истину, они единое целое.

Ничего не закрываю и не опровергаю, просто показываю расчетные данные, а выводы делайте сами. :roll:


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Вс окт 05, 2014 3:32 pm 

Зарегистрирован: Вс окт 20, 2013 5:07 pm
Сообщения: 2954
MSTR писал(а):
MSTR писал(а):
а выводы делайте сами. :roll:


Нет, уж я лучше воздержусь от личных выводов. Опыт с
водопроводным шлангом только запутал, а ведь так мечталось получить прирост скорости истечения за счет уменьшения диаметра сопла.
Все равно не понятно откуда получим прирост высоты. M1V1=M2V2 и уменьшение V1 -откуда получим увеличение количества движения во второй части. Если нужно затормозить вторую до УССП, то возникает резонный вопрос, а зачем разгонять выше УССП


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Пн окт 06, 2014 10:31 am 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Ср дек 05, 2012 7:01 pm
Сообщения: 773
MSTR писал(а):
...призадумался, а почему собственно мы включаем двигатель второй ступени в момент разделения ступеней?

Наверное потому, что само разделение осуществляется за счет тяги двигателя.
С технической точки зрения можно говорить скорее о задержке разделения. Это позволяют некоторые разделители. Но процесс плохо регулируемый.

Я правильно понимаю, что в твоих расчетах разделение происходит сразу, а запуск двигателя 2 с задержкой?


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Пн окт 06, 2014 10:41 am 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
Да.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Пн окт 06, 2014 11:42 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пт дек 07, 2012 6:10 pm
Сообщения: 221
MSTR писал(а):
Прирост апогея составил почти 20%. Ни на чем!
Для водяных ракет это сделать навскидку затруднительно, а вот для пиротехнических ракет вероятно проще (таймеры, замедлители и т.п.) и это маленькое исследование может и пригодиться.


Я уже это считал давно и в курсе. Собственно, на ракетомодельном об этом тоже наиболее опытные в курсе. Правда по поводу применения такого режима работы двухступенчатой ракеты у них есть сомнения в плане сохранения вертикальности полёта ракеты, но и этот их опыт я тоже просчитал. Сам так и планирую делать и контроллер, что я тут презентовал использует таймер задержки на срабатывание второй ступени относительно первой по данным расчёта и по коррекции данных с датчика давления.

Прирост высоты обусловлен полётом второй ступени ракеты на большей высоте, где плотность атмосферы меньше, а значит и потери на трение для неё будут меньше. Плюс это в целом сохраняет ещё оптимальный для тропосферы режим движения всей ракеты в целом на относительно небольших скоростях, чтобы не биться об атмосферу и не терять в высоте ещё больше из-за трения, так как скорость действительно для высотных ракет не самоцель.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Вт окт 07, 2014 10:57 am 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
SashaMaks писал(а):
Я уже это считал давно и в курсе. Собственно, на ракетомодельном об этом тоже наиболее опытные в курсе. Правда по поводу применения такого режима работы двухступенчатой ракеты у них есть сомнения в плане сохранения вертикальности полёта ракеты, но и этот их опыт я тоже просчитал. Сам так и планирую делать и контроллер, что я тут презентовал использует таймер задержки на срабатывание второй ступени относительно первой по данным расчёта и по коррекции данных с датчика давления.

Прирост высоты обусловлен полётом второй ступени ракеты на большей высоте, где плотность атмосферы меньше, а значит и потери на трение для неё будут меньше. Плюс это в целом сохраняет ещё оптимальный для тропосферы режим движения всей ракеты в целом на относительно небольших скоростях, чтобы не биться об атмосферу и не терять в высоте ещё больше из-за трения, так как скорость действительно для высотных ракет не самоцель.

Собственно есть два способа.
1. Задержка включения двигателя 2 после разделения.
2. Задержка разделения после окончания работы двигателя 1.

Оба способа дают прирост высоты, но имеют ограничения.
Первый - скорость разделения должна превышать УССП 2. Если <=, то прироста нет, а возможно и снижение высоты.
Второй - скорость разделения не влияет, но мидель 1 не должен быть существенно больше миделя 2.

Конструктивно, первый способ для пиротехн. ракет возможен, для водяных - трудно реализуем на практике
Второй - более простой для реализации для обоих типов ракет.

Относительно сохранения вертикальности при задержке разделения.
Все зависит от конкретного случая.
В этом примере viewtopic.php?p=5044#p5044
после окончания работы двигателя 1 ЦМ резко смещается вверх, а скорость последующего разделения (20 м/с) еще достаточна для сохранения первоначальной траектории.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Ср окт 08, 2014 11:04 pm 

Зарегистрирован: Вс окт 20, 2013 5:07 pm
Сообщения: 2954
MSTR писал(а):
апогей - 235 м.
Прирост апогея составил почти 20%. Ни на чем!
.



Размышляя о варианте с задержкой 2-й ступени пришел к не очень хорошему
выводу. Может для твердо топливных ракет это и благо, а для жидкостных ракет нет!
Задержка 2-й ступени в любом варианте означает, что некоторое время ракета
летит по инерции. А это для нас означает только одно. Вода улетит в нос
ракеты и начало работы двигателя будет на воздухе!!! и пока вода вернется вниз
неизвестно сколько воздуха останется!? в ступени. Для соотношения Цт и Цд
подобное положение вещей замечательно, но для двигателя смерть. Теперь
мне стало более понятна динамика 2-х полетов малой 3-х ступенчатой
(видео которых помог выложить). Там где было нормальное разделение,
даже вторая с 3-й улетели за пределы неподвижного кадра, а там где
была задержка разделения, вторая в кадре и показавшееся вначале
преждевременное отделение 3-й ступени, на самом деле своевременно.
Просто 2-я ст. потеряла воздух(или часть его) на выхлоп без воды. Что
резко снизило давление во 2-й ступени. Поэтому и показалось, что 3-я
стартовала преждевременно. И естественно высота в сравнении с
первым пуском значительно ниже, при равенстве стартовых условий .
Благодаря поднятой тобой теме стала более понятна динамика(физика) полета
мн. ступенчатой ракеты. Но так как“ гладко было на бумаге, но забыли про овраги”,
и инерционный “овраг” это тот минус, о котором забыли и который съедает
больше высоты, чем приобретаем. Так , что вода не оставляет выбора,
разделяться надо в активной фазе полета.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Полет двухступенчатой ракеты с задержкой включения двига
СообщениеДобавлено: Чт окт 09, 2014 5:47 am 

Зарегистрирован: Пт дек 07, 2012 6:07 pm
Сообщения: 521
Поставь трубку-заборник в сопло 3 ступени. Тогда вода, прижатая к куполу инерцией, все равно выталкивается воздухом, оставшимся внизу


   
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
 Страница 1 из 2 [ Сообщений: 20 ]  На страницу 1, 2  След.


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

cron