Новый приз. Первая команда, которая запустит спутник (9 витков+) весом 19,99 грамм до 19:19:09 19 сентября 2011 года, уложившись в бюджет 2000 долларов, получит приз в 20 000 долларов.
Подробнее на официальном сайте:
http://www.n-prize.com/
:lol: :lol: :lol:
2.5 года - в принципе хорошо.
2k$ - абсолютно нереально ))))
Хотя... если сделать из простеньких РДТТшек дофейхоаступенчатую хрень без системы управления (вообще), только с задержкой включения последних ступеней и их закруткой...
Клево, кто займется? РДТТ + ПВРД + РДТТ + РДТТ.
Но ориентацию на орбите делать надо, т.к. точности выведения без системы управления не хватит.
Вобщем большая новогодняя питарда - эт всегда хорошо, особенно 1 апреля. )
Имхо, многие космонавты согласятся за 2000 $ прихватитьна орбиту спутник весом 20 г. :)
ПВРД, думаю, сложноват будет. И работает в слишком узком диапазоне скоростей.
Не, я думаю надо все таки до хрена простеньких РДТТ-ступеней )
Пускать под некоторым углом к горизонту, и стабилизировать закруткой.
ЦитироватьИмхо, многие космонавты согласятся за 2000 $ прихватитьна орбиту спутник весом 20 г. :)
Специально запрещено условиями вроде.
ЦитироватьЦитироватьИмхо, многие космонавты согласятся за 2000 $ прихватитьна орбиту спутник весом 20 г. :)
Специально запрещено условиями вроде.
"Вроде" или запрещено?
А 20 граммовый спутник вообще возможно отследить на орбите?
требуется же 9 витков+ .. :roll:
ЦитироватьА 20 граммовый спутник вообще возможно отследить на орбите?
требуется же 9 витков+ .. :roll:
А это уже беды создателя спутника. На то он и приз. :?
Не-е-е-т. Отслеживание спутника - дело, как раз, организаторов ))
Можно, конечно, облегчить им задачу, надув пару серебристых шариков.
Кажется кто-то предлагал вполне живую идею добирать последние 2км/с, взрывом... то есть выстрелом.
А вообще все сводится к тому, какая минимальная масса должна быть
ракеты для вывода 1г на орбиту... я думаю все же не менее 20т....
хотелось бы ошибаться. Просто даже топливо будет стоить дороже 2к$
к тому же бакс дешевеет... Так что видимо не реально.
Кстати, какой массы снаряд у палубной артиллерии? и скорость
снаряда... это я к чему:
вот данные:
РПГ-16
Калибр гранатомета, мм 73
Калибр гранаты, мм 73
Длина гранатомета, мм 1104
Масса, кг 9,6
Вес выстрела, кг 1,65
Длина выстрела, мм 685
Начальная скорость гранаты, м/с 250
Максимальная скорость гранаты, м/с 475
Скорострельность, выс/мин 4
Прицельная дальность, м до 800
таким образом, масса выстрела 1.65 кг - это вторя ступень
предположим, что последняя это патрон от какой-нить снайперской винтовки 10г и 1500-2000м/c скорости )))
Где бы еще добрать 6км/с ;-) на оставшихся 1.64 кг?
Преимущества РПГ - стабилизация вращением, прицеливание))
А еще лучше прямо с борта какого-нить эсминца ))) там
и масса снаряда побольше наверное будет ;-)
Стартовая масса?
Ну давайте прикинем. Сравнительно малоой кровью при не очень высоком давлении можно получить УИ=2000..2200 м/с. Ну, возьмем по верхней границе.
Набрать надо примерно 10 км/с (так чтобы наверняка).
Пусть М0/Мк=2 для каждой ступени. Одна ступень даст примерно 1,5 км/с. Значит нужно 6-7 ступеней. Пусть будет 6.
пусть масса ПН составляет 0,4 для каждой ступени (совершенство самой ступени - 0,2).
Масса ПН - 50 грамм.
6я ступень - 0,125 кг
5я - 0,313 кг
4я - 0,782
3я - 1,953
2я - 4,883
1я - 12,207
0я - 30,518 (это если 7 ступеней).
Хм. Где-то я ошибся... но, кажется, в сторону запаса.
Ну, конечно, с учетом атмосферы придется работу нижних ступеней на подольше растянуть...
Вообще, сама по себе задачка небезынтересная.
Баллистику надо очень аккуратно считать.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьИмхо, многие космонавты согласятся за 2000 $ прихватитьна орбиту спутник весом 20 г. :)
Специально запрещено условиями вроде.
"Вроде" или запрещено?
15. Piggybacking and Shared Resources
Entrants may not 'piggyback' on other aerospace projects (for example, by launching a satellite as a passenger on a larger launch vehicle). If they do so, the entire cost of the launch will be considered part of the budget of their N-Prize entry. Similarly, no two entries (whether simultaneous or consecutive; whether by the same entrant or different entrants) are allowed to share the cost of common hardware (for example, if a single launch vehicle carries two satellites, then the total cost of the launch vehicle will be considered part of the budget for each of the two satellites).
Запрещено.
ЦитироватьСтартовая масса?
Ну давайте прикинем. Сравнительно малоой кровью при не очень высоком давлении можно получить УИ=2000..2200 м/с.
Хм. Где-то я ошибся... но, кажется, в сторону запаса.
Ну, конечно, с учетом атмосферы придется работу нижних ступеней на подольше растянуть...
Выглядит как крутой запас :) . Вот
здесь (http://www.mai202.ru/publication/DOC/Development_LREST.Kozlov.Abashev.doc) рассказывается про ЖРД на газообразном кислороде и керосине, давление в камере 10 атм, масса движка с клапанами - 1,5 кг, УИ - свыше 2900 м/с, тяга - 20 кгс. Я этот движок в руках держал, в МАИ он изготовлен - штука реальная :) ...
Поэтому не всё ну так уж плохо.
ЦитироватьА вообще все сводится к тому, какая минимальная масса должна быть ракеты для вывода 1г на орбиту... я думаю все же не менее 20т.... хотелось бы ошибаться.
Самая малая орбитальная РН по массе (поправьте, если ошибаюсь) - пока вроде Лямбда-4C-5, массой 9400 кг на старте, 11 февраля 1970 г. Но, думаю, это не предел.
Цитироватьпредположим, что последняя это патрон от какой-нить снайперской винтовки
Наверно зафиксировать наличие объекта размером с пулю на орбите будет также сложно, как найти иголку стоге сена.
Поэтому в начале надо определиться не столько с массой, сколько с размерами и начинкой ПН.
Это должно быть объемное тело или там должен быть установлен радиомаячок.
Как там требуют организаторы?
ЦитироватьСтартовая масса?
пусть масса ПН составляет 0,4 для каждой ступени (совершенство самой ступени - 0,2).
Масса ПН - 50 грамм.
6я ступень - 0,125 кг
5я - 0,313 кг
4я - 0,782
3я - 1,953
2я - 4,883
1я - 12,207
0я - 30,518 (это если 7 ступеней).
То есть, в лучшем случае можно для ПН в 50г уложится в 20-30кг РКН?
Супер... Это в случае твердотопливных РД пойдет?
Какое топливо из доставаемых можно было бы выбрать?
Я, конечно, 10 раз не оригинальный, но разве сочетание метеозонда и кумулятивного заряда не выведет пулю сразу на межпланетную траекторию? А земля 9 раз прокрутится - и все
Видимо метеозонд добавит 1000м/c + 2000м/c добавит
заряд (врядли больше :-( где еще взять 5-7км/c скорости?
Видимо не выведет :-(
ЦитироватьЯ, конечно, 10 раз не оригинальный, но разве сочетание метеозонда и кумулятивного заряда не выведет пулю сразу на межпланетную траекторию? А земля 9 раз прокрутится - и все
Здесь несколько фоток как запускали метеозонд....
http://www.webpark.ru/comments.php?id=26097
Неплохо, высота видимо за 10км. И это с аппаратурой,
врядли конечно 20кг, но все же, можно с экономить
частично на первой ступени, плюс меньше потери на атмосферу.
Видимо идея с метеозондом, очень даже ничего :-)
ЦитироватьЗдесь несколько фоток как запускали метеозонд....
http://www.webpark.ru/comments.php?id=26097
Неплохо, высота видимо за 10км. И это с аппаратурой,
врядли конечно 20кг, но все же, можно с экономить
частично на первой ступени, плюс меньше потери на атмосферу.
Видимо идея с метеозондом, очень даже ничего :-)
Более-менее доступные аэростаты выводят сколько угодно на 10 км или 5-10 кг на 30 км.
ЦитироватьТо есть, в лучшем случае можно для ПН в 50г уложится в 20-30кг РКН?
Супер... Это в случае твердотопливных РД пойдет?
Какое топливо из доставаемых можно было бы выбрать?
Хм. Я бы сказал так:
Для околонулевой ПН, чисто теоретически, можно (даже с весьма посредственным УИ двигателей) уложить космическую ракету в несколько десятков килограмм.
Тут еще одна маленькая халявка - все равно ведь телеметрии (хоть по минимуму) хочется. Так что последняя ступень и будет полезной нагрузкой, отслеживать ее витки вокруг шарика - по передаче телеметрии.
Я думаю, в сотню кг можно уложиться на любительском уровне - только по деньгам никак, нужно на порядок больше.
Без навигации и управления будет очень непросто обойтись.
Имеются следующие соображения:
1) Можно выводить ракету по очень высокой траектории. То есть сперва набор скорости близко к вертикали, за тем пауза, и доразгон в апогее. Но мне так кажется, что в апогее стабилизировать ракету будет уже нечем (атмосферы уже как бы нет). Поэтому...
2) Вариант попроще, но минимальной электроники потребует.
Ракета выводится на переходную орбиту по более плавной траектории. Предпоследняя ступень отрабатывает на высоте, на которой в принципе еще возможная какая-то статическая стабизизация (немного аэродинамики с большими стабилизаторами + закрутка одной из предыдущих ступеней). Апогей орбиты должен находиться достаточно высоко - кил 300 хотя бы. В конце работы предпоследней ступени, а может и после этого, последней ступени придается небольшое (думаю, десятка градусов в секунду более чем достаточно) вращательное движение вокруг двух поперечных осей.
Из электроники на верхней ступени - таймер и простейший датчик ориентации. По прошествии времени, соответствующему примерно половине витка, компьютер (думаю, подобную простенькую задачку можно впихнуть во что-то очень маленькое) отслеживает ориентацию хаотически вращающейся ступени, и включает последний довыводящий РДТТ (дающий один короткий импульс) когда ориентация ступени соответствует разгону.
Для такой маленькой ракеты существенно будет портить жизнь аэродинамическое сопротивление. Если не ошибаюсь, для снижения его нужно увеличить нагрузку на мидель - то есть увеличить удлиннение ракеты. Это не очень здорово с точки зрения массового совершенства ракеты, но хорошо для совершенства ступеней и хорошо согласуется с многоступенчатостью ))
Нужна нормальная, хоть и грубая, электроника. Лазерные акселорометры, гироскопы и т.п. Система стабилизации. Большую часть всего этого - на предпоследнюю ступень (последнюю только навести и пальнуть).
Самое жОркое будет - экспериментальная отработка. В шестиступенчатую с первого раза я бы и у профи не поверил...
Ну, с горячим запуском можно и на земле отработать.
Проблема в воспроизводимости результатов. Особенно для ступеней со сколько-нибудь достойным массовым совершенством (все это - о любителях). Не потому, что любители неправильные, а потому, что они не могут покупать промышленного уровня аппаратуру (или обработку изделий) (оставаясь в заданных рамках стоимости).
Внесу и я свою ложку дегтя. :)
В апрельском номере ПМ была статья И.Афанасьева и А.Суворова про наикрутейшие любительские ракеты.
Но я хотел бы особо упомянуть результаты предыдущего конкурса. Конкурс стартовал в 1997 г. Надо было до 8.11.2000 успеть запустить ПН 2 кг на высоту 200 км. Приз - 250 тыс.долларов.
"Было сделано более 30 попыток, но выше 25 км подняться не удалось никому."
А перечень основных причин там не приводился?
Нет.
Там написано про любительскую одноступенчатую ракету, которая в 2004-м году поднялась на 115 км, имела массу 328 кг, из них топливо 200 кг. Расходы соствили 130 тыс.долларов.
Конечно, такой конкурс не может быть коммерчески интересен.
А реализовать за указанную сумму по чесному нельзя.
Мой личный опыт тому подтверждение :)
Пример. 2х ступенчатая ракета 12 кг, ХС 2500м/с, ПН-1,5 кг (это то, что сейчас в работе) по мнению различных ракетных симуляторов сможет подняться на высоту 40-60км.
Стоимость ее составит (только ракеты) несколько сотен у.е. Только материалы. Но даже если считать только непосредственно на нее потраченное рабочее время - то это сотни часов. Как это считать?
Я свой труд ценю очень дорого :)
Насколько я понял условия (насколько мне их объяснили, точнее), 2000 уе - это только то, что улетает (материалы + , возможно, работа).
Стоимость разработки, создания, подготовки не учитывается.
Так про то и разговор.
То, что улетает, без всего подготовительного этапа, без стоимости работ все равно будет намного дороже.
Если не заниматься подтасовкой.
Для навигации можно попробовать инфракрасный горизонт на пирометрах (MLX90614). Направление получать от твердотельного магнитного компаса (HMC1052). Исполнительные устройства, наверное, придется ставить там же, где и "моск" - на предпоследней ступени.
Метеозонд мог бы позволить забыть об аэродинамике (ракета будет похожа на разгонный блок) и сделать огромное сопло.
Добавлено:
Еще для кучи придется добавить гироскопы для стабилизации, поскольку разгон будет за атмосферой.
ЦитироватьДля навигации можно попробовать инфракрасный горизонт на пирометрах (MLX90614). Направление получать от твердотельного магнитного компаса (HMC1052). Исполнительные устройства, наверное, придется ставить там же, где и "моск" - на предпоследней ступени.
Метеозонд мог бы позволить забыть об аэродинамике (ракета будет похожа на разгонный блок) и сделать огромное сопло.
Добавлено:
Еще для кучи придется добавить гироскопы для стабилизации, поскольку разгон будет за атмосферой.
Нет - это уже придется клепать полноценную систему управления. В этом случае в 2k$ уложиться точно не получится, и стартовую массу увеличивать придется - при таких малых размерах ракеты система управления существенно утяжелит конструкцию.
Дополнительную нижнюю ступень будет сделать проще и, пожалуй, дешевле равноценного аэростата
Можно применить гироскоп от модели вертолета, примерно 5гр..
+ элетроника 10-15гр... может быть еще сервы от модели и к ним добавить
медленно горящие РДТТ (2шт.) создающие малую тягу но обеспечивающие ориентацию. усилие этих сервомашинок около
8кг/см, более чем достаточное, я думаю. Cуммарно до
50 гр + масса РДТТ ориентации, это можно все расположить в предпоследней ступени,в конце работы предпоследней ступени
обеспечить закрутку.
?
В таком варианте можно запускать с метеозонда.
Электроника мне представляется вполне разрабатываемой.
Не. Если надо обеспесить ориентацию, то сервы + РДТТ - это слишком сложно.
Лучше уж поставить небольшой баллон с газом (можно даже не очень большого давления) и 4-6 маленьких электроклапанов.
Очень хорошая мысль - ставить систему ориентации на предпоследнюю ступень. Это поможет облегчить последнюю. Существенно, причем.
Кстати, на последнюю можно поставить какой-нибудь промышленный РДТТ (американский - надо поискать среди выпускаемых для моделей какой-нибудь с максимальной Vхар). И нацепить на него надуваемый шарик хотя бы сантиметров 10-30, металлизированый.
Кстати, батареи для зажигания целесообразно так же размещать на предыдущих ступенях. Для зажигания второй ступени - на первой, для зажигания 3й - на второй и т.п.
Боюсь, с учетом падения совершенства верхних ступеней, стартовая масса может запросто перевалить за 50 кил...
Хотя, для верхних можно несколько снизить массу корпуса, понизив давление.
Вопрос. Вот, допустим, предпоследняя ступень сориентировалась, закрутилась вокруг продольной оси и прошло зажигание последней ступени.
Последняя ступень будет за счет гироскопического эффекта сохранять ориентацию? Или как пуля будет отклоняться от продольной оси, сохраняя лишь среднюю ориентацию вектора тяги? И если так - какой порядок времени пройдет до отклонения, скажем, на 30 градусов?
ЦитироватьВопрос. Вот, допустим, предпоследняя ступень сориентировалась, закрутилась вокруг продольной оси и прошло зажигание последней ступени.
Последняя ступень будет за счет гироскопического эффекта сохранять ориентацию?
За время работы РДТТ последней ступени никаких прецессий возникнуть не должно.
ЦитироватьКстати, батареи для зажигания целесообразно так же размещать на предыдущих ступенях. Для зажигания второй ступени - на первой, для зажигания 3й - на второй и т.п.
Почему нельза зажигание делать без батарей? разделяя ступени
каким-нить воспламенителем, с необходимой скоростью горения?
PS: какой объем газа потребуется для системы ориентации?
а так управляемые РДТТ еще и тягу какую-то давать будут +
больший запас по системе управления. Хотя система с клапанами более
простая...
ЦитироватьДополнительную нижнюю ступень будет сделать проще и, пожалуй, дешевле равноценного аэростата
Не надо делать аэростат. Его можно арендовать.
А вы уверены, что это обойдется существенно дешевле дополнительной ступени? ;)
Хм. Такую ракету надо сверху проектировать. Начиная с последней ступени и вниз...
ЦитироватьА вы уверены, что это обойдется существенно дешевле дополнительной ступени? ;)
Если на 10 км, то стоимость_аренды=стоимость_баллона_природного_газа. И то не самого баллона, а только газа в нем. Надо бы, конечно, спросить у воздухоплавателей, но вряд ли газ на полет стоит дороже 1000 руб. Сможете дешевле? :)
С 30 км вариантом сложнее. Там стоимость складывается из гелия и одноразовой оболочки. Сколько стоят такие оболочки, я не знаю. Ну и потом стандартный зонд больше 10 кг на 30 км не поднимет.
Цитироватьстандартный зонд больше 10 кг на 30 км не поднимет.
С учетом того, что это - замена одной ступени, 10 кг иожет даже и хватить.
2 RadioactiveRainbow
Вы задались каким-то не совсем понятным значением УИ - для "чисто любительского" карамельного двигателя - слишком (очень слишком) много, для "промышленного" - на ПХА/алюминии/каучуке - маловато...
Вот пример любителя http://airbase.ru/users/serge77/index.htm
ЦитироватьЦитироватьстандартный зонд больше 10 кг на 30 км не поднимет.
С учетом того, что это - замена одной ступени, 10 кг иожет даже и хватить.
2 RadioactiveRainbow
Вы задались каким-то не совсем понятным значением УИ - для "чисто любительского" карамельного двигателя - слишком (очень слишком) много, для "промышленного" - на ПХА/алюминии/каучуке - маловато...
Вот и я о том же, для которого топлива этот расчет? И можно ли
пересчитать под доставаемое топливо?
а какой у промышленных УИ?
Тц... Нда, действительно - топливо у меня является существенно слабым местом.
Но карамельных 1500 м/с - однозначно мало. Это стартовая масса уже хз куда вылезет.
Надо хотя бы до 2000 догнать. Неужели нереально?
ЦитироватьИ можно ли
пересчитать под доставаемое топливо?
Хехе. Чего пересчитать? Еще не посчитано ничего.
Это так - на пальцах прикидки... :)
Цитироватьа какой у промышленных УИ?
Надо спросить у лиц более компетентных, но:
а) мои "игры" с пропепом приводили к значению (максимальному) порядка 300 с в вакууме;
б) "где-то что-то читал" о 250-270 с.
ЦитироватьНадо хотя бы до 2000 догнать. Неужели нереально?
Гибридник с закисью азота (самонаддув) в качестве окислителя. Но это как-то подозрительно близко к ЖРД....
ЦитироватьЭто так - на пальцах прикидки... :)
Распальцоффка :lol:
Да, кстати, порядка 200 с - это какие-то баллиститы... Вот грешным делом и подумал. Но там какое-то все слишком, на мой вкус, взрывчатое - не любительское.
Ну, знаете.
И баллиститные бывают сильно за 2000, и смесевые существенно ниже (карамель та же).
Вообще (у меня под рукой значений УИ нет, но по памяти выполнения дз и курсача по РДТТ и по лекциям) для маршевых РДТТ нижних ступеней УИ лежит в пределах 2400-2800 примерно.
230с атмосферного импульса для любительских двигателей - вполне реально. Скорее всего и 270 - 280 вакуумного.
Но сделать двигатель с таким у.и. и временем работы десятки секунд - проблема, которая тянет за собой гиганские аэродинамические потери. Вот если бы без воздуха :) Со стабилизацией справиться легче.
Цитировать230с атмосферного импульса для любительских двигателей - вполне реально. Скорее всего и 270 - 280 вакуумного.
Но сделать двигатель с таким у.и. и временем работы десятки секунд - проблема, которая тянет за собой гиганские аэродинамические потери. Вот если бы без воздуха :) Со стабилизацией справиться легче.
Думаю, десятки секунд работы при таких диаметрах (до 30 см) сделать будет непросто. Если только со сравнительно низким давлением. Скорее до 10 секунд на ступень. Ну, порезать нижние ступени на несколько последовательных блоков, чтобы растянуть работу во времени.
Опыть же, увеличить удлинение ракеты до 10-20-30 - это должно помочь преодолеть атмосферу...
Это, увы, тот самый случай, когда надо много и аккуратно считать.
Цитировать230с атмосферного импульса для любительских двигателей - вполне реально. Скорее всего и 270 - 280 вакуумного.
А подробнее?
Просто, на мой взгляд, как-то расширяется граница "любительства" избыточно.
ЦитироватьИ баллиститные бывают сильно за 2000
Мне для общего образования - какие бывают более 2400? (это ведь импульсы теоретические... 10-15% сбрасываем автоматом - для любителей).
Кстати лучшие реально летавшие твердотопливники преодолели 300 секунд УИ в вакууме.
Цитировать230с атмосферного импульса для любительских двигателей - вполне реально. Скорее всего и 270 - 280 вакуумного.
Но сделать двигатель с таким у.и. и временем работы десятки секунд - проблема, которая тянет за собой гиганские аэродинамические потери. Вот если бы без воздуха :) Со стабилизацией справиться легче.
А в чем проблема сделать время работы 15с?
Какое любительское топливо и в каких условиях даст 230с?
Карамель как я понимаю максимум 150с, а 1500-2000 - это 15-20сек
работы. :-( А это 15-20см в диаметре это много для первой ступени?
а! так там профиль тяги наверное будет ужасный :-(
У нас какие-то очень похожие вопросы...
Только следует отметить - что при уменьшении АУТ ступени будет падать массовое совершенство.
ЦитироватьНет - это уже придется клепать полноценную систему управления. В этом случае в 2k$ уложиться точно не получится, и стартовую массу увеличивать придется - при таких малых размерах ракеты система управления существенно утяжелит конструкцию.
В качестве примера (http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=754) того, что можно сделать - за 450 долларов предлагают 3-осный акселерометр и 3-осный гироскоп в габаритах примерно сигаретной пачки. Думаю, это не предел миниатюризации.
Точность этой штуки примерно на порядок недостаточна по угловой скорости, и примерно в три раза - по ускорению.
Акустические гироскопы, на которых можно выйти на орбиту, начинаются от тыщи долларов за ось - например, ADIS16130 от Analog Devices. Оптические волоконные стоят от двух тыщ за ось.
ЦитироватьА в чем проблема сделать время работы 15с?
Проблема в скорости горения топлива.
Расход ТТ: m=u*ro*Fг
m - расход (кг/с)
u - скорость горения (м/с)
ro - плотность топлива (кг/м3)
Fг - площадь горения
Скорость горения ТТ в среднем колеблется в пределах 5-40 мм/с (ну, конечно, бывает и больше и меньше).
Если скорость горения большая - нужен достаточно большой свод (толщина топлива) - растет диаметр двигателя.
Если скорость маленькая - свод нужен небольшой, но нужно увеличивать поверхность горения - самое простое, увеличением длины заряда.
ЦитироватьТочность этой штуки примерно на порядок недостаточна по угловой скорости, и примерно в три раза - по ускорению.
Акустические гироскопы, на которых можно выйти на орбиту, начинаются от тыщи долларов за ось - например, ADIS16130 от Analog Devices. Оптические волоконные стоят от двух тыщ за ось.
Хм. А что будет с этой точностью? Уплывает сильно?
Нам всего-то подождать минут полчаса, и после этого задать направление с точностью до 10-15 градусов (Vхар последней ступени с большим запасом заложить)...
ЦитироватьЦитироватьТочность этой штуки примерно на порядок недостаточна по угловой скорости, и примерно в три раза - по ускорению.
Акустические гироскопы, на которых можно выйти на орбиту, начинаются от тыщи долларов за ось - например, ADIS16130 от Analog Devices. Оптические волоконные стоят от двух тыщ за ось.
Хм. А что будет с этой точностью? Уплывает сильно?
Нам всего-то подождать минут полчаса, и после этого задать направление с точностью до 10-15 градусов (Vхар последней ступени с большим запасом заложить)...
За полчаса этот датчик даст ошибку больше, чем на 90 градусов.
ППЦ (((
Ну, тогда я не вижу иных вариантов вывода ПН на орбиту кроме траектории с существенно вертикальным куском АУТ.
Думаю, минут за 5-8 можно отработать все ступени..
Хм. А может действительно - вертикаль по оптическим датчикам, а курс по компасу?
Полчаса-то откуда?
10000 м/с делим на ускорение.... примерно 50... получаем 200 с. Разделение ступеней везде горячее (кроме последней).
Виток вокруг Земли у нас сколько - полтора часа? Или минут 40? Все время путаю.
Время до включения последней ступени - примерно пол витка. Считайте сами.
полтора примерно (40000/28800).
А зачем ждать полвитка?
Эм...
Потому что АУТ нижних n-1 ступеней заканчивается достаоочно низко. А апогей орбиты находится на противоположной стороне планеты достаточно высоко. Чтобы спутних продержался требуемый 9+ витков надо поднять перигей. Для этого надо в апогее (который находится через пол витка от точки старта) дать небольшой ускоряющий импульс.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьТочность этой штуки примерно на порядок недостаточна по угловой скорости, и примерно в три раза - по ускорению.
Акустические гироскопы, на которых можно выйти на орбиту, начинаются от тыщи долларов за ось - например, ADIS16130 от Analog Devices. Оптические волоконные стоят от двух тыщ за ось.
Хм. А что будет с этой точностью? Уплывает сильно?
Нам всего-то подождать минут полчаса, и после этого задать направление с точностью до 10-15 градусов (Vхар последней ступени с большим запасом заложить)...
За полчаса этот датчик даст ошибку больше, чем на 90 градусов.
http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/ADXRS150.pdf
а какой параметр не устраивает у этого датчика, я не нашел у него дрейф абсолютного параметра от времени и точности от времени?
Есть дрей от темперауры, но он компенсируется
продается в пачке от 30 баксов... ну пусть достать его можно за 50-80.
На какой параметр внимание обращать?
А вообще может поможет калибровка датчика перед стартом?
Ведь скорее всего дрейф будет в какую-то одну сторону?
ЦитироватьЭм...
Потому что АУТ нижних n-1 ступеней заканчивается достаоочно низко. А апогей орбиты находится на противоположной стороне планеты достаточно высоко. Чтобы спутних продержался требуемый 9+ витков надо поднять перигей. Для этого надо в апогее (который находится через пол витка от точки старта) дать небольшой ускоряющий импульс.
Так может перед отделение последней ступени дать закрутку в нужном направлении? После закрутки он не должен же будет уползать?
ЦитироватьХм. А может действительно - вертикаль по оптическим датчикам, а курс по компасу?
Оптический датчик это просто на солнце?
Солнце должно быть с одно стороны всегда?
Какой принцип? может действительно взять
два-четыре-восемь фотодиодов? и опрашивать их?
Не. По диску Земли, а не по Солнцу.
6-8 датчиков "растопырить" в разные стороны, и ориентировать ступень так, чтобы 3-4 датчика были освещены диском планеты равномерно, а остальные... Блин. А ведь правда Солнце мешаться будет...
Ну, тогда ориентироваться действительно на Солнце - ведь можно посчитать, где относительно диска земли оно должно находиться. По солнцу и компасу вполне можно с точностью +- 10 градусов сориентировать...
Конечно, правильнее было бы ориентироваться и по солнцу и по Земле - но это уже сильно сложно.
"Полетим ночью!" ;-)
А по солнцу и земле совсем не сложно, чуть больше математики,
а точность на порядок выше... Так что все возможно, датчики
сделать узконаправленными по 30'' каждый. Тут проблем нет
в целом 6-8 датчиков это совсем не много,а АЦП мультиплексированный можно один, ведь частота опроса не важна?
можно и не более 10-100 раз в секунду (все датчики, то есть АЦП почти звуковое)?
И еще, какой датчик "компас" можно использовать? не могу найти...
у ad есть? компактный?
А если сделать еще более "дешево и сердито"?
Многоступенчатая ракета, вся с РДТТ, стабилизированная вращением (стабилизаторы немного под углом), ВООБЩЕ без никакой электроники, с целью набрать 2ю космическую - выполняет условие "не упасть ранее 9 витков" по умолчанию :)
Стартует вертикально вверх с поверхности Земли. Сколько такое чудо будет весить, если последняя ступень 20 г?
При старте с метеозондов с высоты ~10 км ракета будет легче, но будет ли это дешевле и/или надежнее - я что-то не уверен.
ЦитироватьPyhesty пишет:
ЦитироватьАндрей Суворов пишет:
Цитироватьhttp://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/ADXRS150.pdf
а какой параметр не устраивает у этого датчика, я не нашел у него дрейф абсолютного параметра от времени и точности от времени?
Дрейф получается от интегрирования шума. И составляет порядка ста градусов в час. Порядка. Т.е. может быть как в три раза меньше, так и в полтора раза больше.
ЦитироватьЕсть дрей от темперауры, но он компенсируется
продается в пачке от 30 баксов... ну пусть достать его можно за 50-80.
На какой параметр внимание обращать?
У него собственный шум - 0,05 градуса в секунду на корень из герц. Т.е. ограничив полосу 16 Гц (меньше сложно) мы будем иметь шумы 0,2 градуса в секунду, среднеквадратичое значение. На выходе этого датчика - угловая скорость, чтобы получить ориентацию, её надо интегрировать. Среднеквадратичное значение шума в 0,2 градуса в секунду даёт неустранимую неопределённость в определении нулевого положения того же порядка (ну, на самом деле, меньше, но непринципиально, даже не в два раза). Т.е. положение будет уходить, в худшем случае, на 0,2 градуса в секунду, правда, худший случай никогда не реализуется, Реальный уход, как я уже написал, примерно сто градусов в час.
ЦитироватьА вообще может поможет калибровка датчика перед стартом?
Ведь скорее всего дрейф будет в какую-то одну сторону?
В том-то и дело, что это НЕУСТРАНИМЫЙ СЛУЧАЙНЫЙ дрейф. Именно поэтому нужно использовать какой-то более точный датчик.
ЦитироватьА если сделать еще более "дешево и сердито"?
Многоступенчатая ракета, вся с РДТТ, стабилизированная вращением (стабилизаторы немного под углом), ВООБЩЕ без никакой электроники, с целью набрать 2ю космическую - выполняет условие "не упасть ранее 9 витков" по умолчанию :)
Стартует вертикально вверх с поверхности Земли. Сколько такое чудо будет весить, если последняя ступень 20 г?
При старте с метеозондов с высоты ~10 км ракета будет легче, но будет ли это дешевле и/или надежнее - я что-то не уверен.
метеозонд видимо отпадает, плюсом теряем атмосферную стабилизацию. Что бы набрать вторую космическую это еще 3км/c
почти две ступени, а там зависимость экспоненциальная, на старте далеко за 100кг :-(
ЦитироватьПри старте с метеозондов с высоты ~10 км ракета будет легче, но будет ли это дешевле и/или надежнее - я что-то не уверен.
Еще раз уточняю: метеозонд - 30 км, а с 10 км можно стартовать с высотного аэростата с любой разумной массой ракеты практически за копейки (~40$).
ЦитироватьЦитироватьПри старте с метеозондов с высоты ~10 км ракета будет легче, но будет ли это дешевле и/или надежнее - я что-то не уверен.
Еще раз уточняю: метеозонд - 30 км, а с 10 км можно стартовать с высотного аэростата с любой разумной массой ракеты практически за копейки (~40$).
Переть дуру 30-50 кг на аэростате на высоту 10 км, может быть, и можно. Но запускать ее оттуда, да еще строго вертикально - это все намного усложняет. Там же аэростата шар сверху!
Плюс аэростат еще надо арендовать, каждый раз как решил запустить ракету. А если "мы сегодня не летаем/мы заняты/у нас аэростат поломался"? Перенос запуска... Еще хуже, владельцы могут отказаться вообще. Покупать аэростат?
Сравните это с запуском пусть даже и 100-150 кг ракеты с уровня моря. Простота.
Кстати, как такую дуру запускать проще всего? Из вертикально установленной стальной трубы а-ля минометный старт? :lol: Стабилизатор раскладывающийся тогда понадобится...
ЦитироватьПереть дуру 30-50 кг на аэростате на высоту 10 км, может быть, и можно. Но запускать ее оттуда, да еще строго вертикально - это все намного усложняет. Там же аэростата шар сверху!
Плюс аэростат еще надо арендовать, каждый раз как решил запустить ракету. А если "мы сегодня не летаем/мы заняты/у нас аэростат поломался"? Перенос запуска... Еще хуже, владельцы могут отказаться вообще. Покупать аэростат?
Сравните это с запуском пусть даже и 100-150 кг ракеты с уровня моря. Простота.
Кстати, как такую дуру запускать проще всего? Из вертикально установленной стальной трубы а-ля минометный старт? :lol: Стабилизатор раскладывающийся тогда понадобится...
Уважаемый Миша! Если для Вас гораздо проще изготовить первую ступень (Вы наверное их каждый день на кухне штук по 10 клепаете за копейки?), чем договориться с воздухоплавателями о переносе запуска на день, то я снимаю шляпу :-) Правда, не понятно, почему тогда Вас пугает необходимость сделать раскладывающийся стабилизатор, ведь он стоит на многих ракетах и снарядах. С Вашими-то возможностями это пара пустяков.
Если серьезно, то старт по схеме Лямбда-4-Эс идет под углом, и шар проблемы не создает. Всё, что нужно для старта - это направляющая. Впрочем, она нужна и для наземного старта.
Для вертикального старта с аэростата, тоже есть простое решение - например, отстрел ракеты в бок со стабилизирующим парашютом, прикрепленным к носу. Парашют после стабилизации отстреливается, и ракета запускается. Американская AirLaunch LLC это недавно испытала, правда, у них ракета вытягивалась из грузового отсека самолета.
Возвращаясь к вопросу о "зачем ждать полвитка".
~120 км по любому придется набирать, верно? Немного увеличиваем вертикальную скорость (да, потери) - и имеем 200 в перигее. На 9 витков хватит. Лучше, чем закупать дорогую электронику, несколько экземпляров которой будет угроблено на испытаниях.
ЦитироватьВозвращаясь к вопросу о "зачем ждать полвитка".
~120 км по любому придется набирать, верно? Немного увеличиваем вертикальную скорость (да, потери) - и имеем 200 в перигее. На 9 витков хватит. Лучше, чем закупать дорогую электронику, несколько экземпляров которой будет угроблено на испытаниях.
Не верно. Перигей в принципе может висеть сильно ниже 100 км.
Да и электроника выбирается по принципу чего подешевле.
Двухдиодные датчики апогея самодельные ракетчики применяют уже давно и весьма успешно...
ЦитироватьНам всего-то подождать минут полчаса, и после этого задать направление с точностью до 10-15 градусов
А аэродинамически нельзя? Какой-нибудь пузырь на тросике прицепить? атмосферы там конечно кот наплакал, но всё-таки есть...
ЦитироватьПереть дуру 30-50 кг на аэростате на высоту 10 км, может быть, и можно. Но запускать ее оттуда, да еще строго вертикально - это все намного усложняет. Там же аэростата шар сверху!
На метеошарах. Можно даже сильно выше, чем 10 км. Стабилизируется по вертикали она сама собой, гравитационно. То, что они сверху окажутся - конечно неприятно, но она их просто насквозь пройдёт, если что.
Еще один вариант носителя, который привлекает воможной дешевизной, надежностью и... монструозностью.
Глвная задача по набору ХС падает на первый блок (называть его ступенью не совсем верно). Блок представляет из себя большущий пакет из одинакового диаметра трубок (несколько сотен трубок, с одинаковыми соплами-вкладышами, крепежом и проч. )Топливо - вкладные шашки торцевого горения (карамель). Трубки отличаются длиной (числом шашек), и, соответственно, временем горения. Одинаковые по длине трубки составляют слой - от самых коротких по периметру пакета до самых длинных в центре. Замки устроены так, что, когда тяга двигателя трубки становиться меньше его массы, она (трубка) отваливается от пакета.
Такая система позволяет добиться высокой воспроизводимости - все трубки работают на одном топливе, при одинаковом давлении, обладают одинаковой конструкцией. Один двигатель из партии прожигается для подтверждения надежности и характеристик. Для их изготовления потребуется (и будет оправдана) определенная автоматизация процесса изготовления, что также работает на надежность. Отказ одного двигателя (если, конечно,это не взрыв) не влияет на надежность пакета.
Вторая ступень - ЖРД )вытеснительный или на самонаддуве, например, на паре закись азота - этан. На этой ступени стает приборный отсек со всей системой управления. Третья ступень - двигатель идентичен использующемуся в пакете, простейший передатчик, аккумулятор.
--------------
Никаких ИК -вертикалей и иного оборудования, требующего проверки на орбите! С первого раза это не заработает. Возможно, ориентация по GPS?
ЦитироватьЦитироватьПереть дуру 30-50 кг на аэростате на высоту 10 км, может быть, и можно. Но запускать ее оттуда, да еще строго вертикально - это все намного усложняет. Там же аэростата шар сверху!
На метеошарах. Можно даже сильно выше, чем 10 км. Стабилизируется по вертикали она сама собой, гравитационно. То, что они сверху окажутся - конечно неприятно, но она их просто насквозь пройдёт, если что.
Можно три шара запустить. Они привязаны на концах треугольной рамы. А вниз от углов идет по тросу к ракете. Получается перевернутая треугольная пирамида. Она устойчива. Напр. если один шар имеет чуть большую подъемную силу, он поднимает чуть-чуть свой угол... и перекладывает "на себя" чуть большую часть веса ракеты.
При старте ракета просто пролетает сквозь пустой центр треугольника.
Рекета при этом будет легче, но не потеряется ли при этом надежность? Запускать-то теперь надо по радио или таймеру. Если авария - то анализ более затруднен. И тд.
ЦитироватьЕще один вариант носителя, который привлекает воможной дешевизной, надежностью и... монструозностью.
Глвная задача по набору ХС падает на первый блок (называть его ступенью не совсем верно). Блок представляет из себя большущий пакет из одинакового диаметра трубок (несколько сотен трубок, с одинаковыми соплами-вкладышами, крепежом и проч. )Топливо - вкладные шашки торцевого горения (карамель). Трубки отличаются длиной (числом шашек), и, соответственно, временем горения. Одинаковые по длине трубки составляют слой - от самых коротких по периметру пакета до самых длинных в центре. Замки устроены так, что, когда тяга двигателя трубки становиться меньше его массы, она (трубка) отваливается от пакета.
Такая система позволяет добиться высокой воспроизводимости - все трубки работают на одном топливе, при одинаковом давлении, обладают одинаковой конструкцией. Один двигатель из партии прожигается для подтверждения надежности и характеристик. Для их изготовления потребуется (и будет оправдана) определенная автоматизация процесса изготовления, что также работает на надежность. Отказ одного двигателя (если, конечно,это не взрыв) не влияет на надежность пакета.
Это ORTAG. Может работать.
Но сколько ж лишнего веса в "промежуточных" стенках трубок? Стенки прилегающих друг к другу трубок - они как бы лишние, если сравнить с моноблочным РДТТ.
ЦитироватьВторая ступень - ЖРД )вытеснительный или на самонаддуве, например, на паре закись азота - этан. На этой ступени стает приборный отсек со всей системой управления. Третья ступень - двигатель идентичен использующемуся в пакете, простейший передатчик, аккумулятор.
Получится ли сделать это за менее чем 2000 долл?
При небольшом жульничестве :)) (часть электроники можно получить как "образцы" - или вообще заключить какое-то соглашение на какую-то их рекламу). Не учитывать труд, оснастку и т.п.
ЦитироватьНо сколько ж лишнего веса в "промежуточных" стенках трубок? Стенки прилегающих друг к другу трубок - они как бы лишние, если сравнить с моноблочным РДТТ.
Пакет - практически, ~10 ступенчатый двигатель. После того, как соотв. наружный слой отваливается, стенки трубок следующего слоя становятся работающими. Но да, массовое совершенство будет отвратительное, и большая итоговая ХС ожидается только за счет высокой (скрытой) многоступенчатости такого пакета.
ЦитироватьЦитироватьНо сколько ж лишнего веса в "промежуточных" стенках трубок? Стенки прилегающих друг к другу трубок - они как бы лишние, если сравнить с моноблочным РДТТ.
Пакет - практически, ~10 ступенчатый двигатель. После того, как соотв. наружный слой отваливается, стенки трубок следующего слоя становятся работающими. Но да, массовое совершенство будет отвратительное, и большая итоговая ХС ожидается только за счет высокой (скрытой) многоступенчатости такого пакета.
1. Стартовая масса чудовищная :-(
2. Надежность низкая, на самом деле отказ одного двигателя
будет влиять при плохой системе управления на весь пакет,
и к тому же если нет запаса по управлению, то есть не качать
какое-то из сопел, а только давлением газа через электро
клапаны, не скомпенсировать отказ двигателя.
3. И самое главное, все трубки будут работать одинаковое количество
времени, тк горение в канальном двигателе зависит не от длинны,
а от диаметра двигателя. Создать торцевой модельный двигатель
мне например не удалось, алюминий мгновенно (7 сек,50-60атм,УИ 140с) прогорает, а стальной будет весить запредельно.
4. Лучше все же одна ступень - 1 двигатель :-) отлаживать проще.
Предлагаю все же обсудить двигатели, а электронику считать - что
достаточно будет 8ми фото датчиков, для ориентации на Землю и поиск Солнца. В расчете в голове держать. что можно съэкономить
хс на аэростате или метеозонде, а расчитывать на старт с земли.
Так получается некоторая определенность и отпадает топтание на месте.
Цитировать3. И самое главное, все трубки будут работать одинаковое количество
времени, тк горение в канальном двигателе зависит не от длинны,
а от диаметра двигателя. Создать торцевой модельный двигатель
мне например не удалось, алюминий мгновенно (7 сек,50-60атм,УИ 140с) прогорает, а стальной будет весить запредельно.
Вот это самое главное, остальное - привходящие моменты, которые можно или парировать, или на них наплевать.
Итак, чтобы идея была осмысленной, все двмжки должны быть торцевыми. Отчего они прогарают? Атмосфера ведь восстановительная. Варианты: алюминий плавится и начинает гореть, конкурируя с топливом (ИМХО, самое вероятное); алюминий просто размягчается и привет; есть какие-то флуктуации в составе или процессе горения топлива, которые приводят к созданию локусов окислительной атмосферы.
Первый и третий варианты парируются пассивацией алюминия - обработкой плавиковой кислотой, в результате на поверхности образуется тугоплавкий и чрезвычайно стойкий фторид алюминия. Может, этого хватит?
Если дело просто в температуре, тогда да - никелевая сталь.
Цитировать4. Лучше все же одна ступень - 1 двигатель отлаживать проще.
Кстати совсем нет. Легче отлаживать пакет (дешевле, во всяком случае). Можно же элементы пакета пускать по отдельности ( и в малых связках, для проверки разделения)
ЦитироватьУ него собственный шум - 0,05 градуса в секунду на корень из герц. Т.е. ограничив полосу 16 Гц (меньше сложно) мы будем иметь шумы 0,2 градуса в секунду, среднеквадратичое значение. На выходе этого датчика - угловая скорость, чтобы получить ориентацию, её надо интегрировать. Среднеквадратичное значение шума в 0,2 градуса в секунду даёт неустранимую неопределённость в определении нулевого положения того же порядка (ну, на самом деле, меньше, но непринципиально, даже не в два раза). Т.е. положение будет уходить, в худшем случае, на 0,2 градуса в секунду, правда, худший случай никогда не реализуется, Реальный уход, как я уже написал, примерно сто градусов в час.
Можно ведь использовать гироскопы только для стабилизации в отсутствие воздуха, а долговременный уход компенсировать к.н. медленным датчиком. Например, магнитным, ИК, или получать направление от GPS (хотя говорят, у него ограничена высота).
У меня вопрос:
если ракету в полете все время удерживать под углом, скажем, 45' к горизонту, она выйдет на орбиту?
Зачем на высоте 20 или даже 30 км стартовать вертикально, если все равно вектор скорости в конце активного участка должен быть направлен горизонтально? Или вы хотите еще поднять ракету на 20-30 км по вертикали, а затем её начать плавно разворачивать? Это понятно если стартовать с земли.
Но наверно на высоте 20 км уже можно направить вектор скорости под углом к горизонту. По каким? Надо рассчитать. Навскидку. Сделать по длиннее подвеску, пусть метров 50 от аэростата. Ракету пускать со стабилизированной по азимуту платформы под углом 45-80 градусов к горизонту. Вот ракета пролетит мимо аэростата. ИМХО естественно.
ЦитироватьЗачем на высоте 20 или даже 30 км стартовать вертикально, если все равно вектор скорости в конце активного участка должен быть направлен горизонтально? Или вы хотите еще поднять ракету на 20-30 км по вертикали, а затем её начать плавно разворачивать? Это понятно если стартовать с земли.
Но наверно на высоте 20 км уже можно направить вектор скорости под углом к горизонту. По каким? Надо рассчитать. Навскидку. Сделать по длиннее подвеску, пусть метров 50 от аэростата. Ракету пускать со стабилизированной по азимуту платформы под углом 45-80 градусов к горизонту. Вот ракета пролетит мимо аэростата. ИМХО естественно.
Подъемная сила у водорода кажется порядка кг на куб... То есть
хотя бы на 20 кг, нужен объем около 20кубов. Это не много?
И опять-таки спрошу, сколько экономит хс старт с 20км?
Вопрос к знающим, как в далекий 1957 обеспечивали стабилизацию и наведение?
Ведь должны были быть простые и реализующиеся на простой логике
методы? Может воспользоваться их идеями?
ЦитироватьПодъемная сила у водорода кажется порядка кг на куб...
На уровне моря 1,1 кгс/м3.
ЦитироватьЦитироватьПодъемная сила у водорода кажется порядка кг на куб...
На уровне моря 1,1 кгс/м3.
А на высоте 20 километров... :roll:
Грубо порядка плотности воздуха на этой высоте или не больше 0.09 кг/м3
ЦитироватьГрубо порядка плотности воздуха на этой высоте или не больше 0.09 кг/м3
думаю метеозонд отпадает...
Теперь еще раз вопрос к топливу и двигателям, у
serge77
http://airbase.ru/users/serge77/ap-endburn/ap-endburn.htm
описаны топлива с торцевым горением с УИ >200
Как я понимаю наиболее доставаема смесь:
75 NH4ClO4
5 CuO
20 полиуретан
УИ - 221
Конструкция им описанная обспечивает время работы до 15с без
перегрева стенок и сопла.
Как я понимаю, мы можем подобрать диаметр и критику для
заданного времени работы, что бы ступень дала 1500м/c хс? так?
Преимущества, однотипность ступений, хс регулируется только
длинной ступени. Повторяемость (в теории))
Может кто посчитать балистику для этого топлива?
ЦитироватьЗачем на высоте 20 или даже 30 км стартовать вертикально, если все равно вектор скорости в конце активного участка должен быть направлен горизонтально?
Я хочу, чтобы она так и летела вертикально.
Горизонтально разворачивать - это датчики, электроника, упр. поверхности нужны. Хотя бы и простейшие, но нужны. Как пить дать по деньгам не уложиться никак. Корпус и топливо чего-то стоят, и после этих расходов останутся сущие гроши.
Если вертикально вверх и стабилизироваться вращением - все это не нужно.
Ну, при вертикальном полете гравитационные потери могут составить до километра в секунду. Нам в этом случае нужна вторая космическая. Это суммарно потребует ХС милометров 14 в секунду.
Масса слишком сильно подскочит. Я и так осознаю, что завысил массовое совершенство верхних ступеней...
ЦитироватьЯ хочу, чтобы она так и летела вертикально.
Горизонтально разворачивать - это датчики, электроника, упр. поверхности нужны. Хотя бы и простейшие, но нужны. Как пить дать по деньгам не уложиться никак. Корпус и топливо чего-то стоят, и после этих расходов останутся сущие гроши.
Если вертикально вверх и стабилизироваться вращением - все это не нужно.
Хотеть не вредно, но не все получается, как хочется.
Запушенная вертикально верх ракета упадет обратно (нет не на голову :D , Земля успеет повернуться :D ), но все равно упадет на землю.
Хоть ракета хоть камень (не учитывая сопротивление воздуха) летят по эллиптической траектории, в фокусе которого находится центр Земли. Поэтому все брошенное с недостаточной скоростью или слишком круто вверх падает обратно на Землю. Чтобы ракета вывела спутник на орбиту мало достичь необходимой скорости надо еще чтобы в конце активного участка вектор скорости был направлен по касательной к той орбите на которую вы хотите выйти. Если это круговая орбита на высоте 200 км, значит в момент отключения двигателей на высоте 200 км скорость должна быть параллельна поверхности Земли. Если орбита эллиптическая, то скорость может составлять небольшой угол.
Поэтому без разворота ракеты не обойтись никак. Если только поднять её на большую высоту и сразу запустить под малым углом к горизонту. Но поднимать надо очень высоко, поскольку атмосфера и прочие потери мешают.
Так можно с высокой горы запускать спутник на Луне.
Поэтому если пустить ракету с большого аэростата (метеозонд естественно не годится) под углом, чтобы она поднялась выше атмосферы по суборбитальной траектории и в тот момент, когда она верхней точке развернется горизонтально дать еще разгонный импульс и добрать скорость до орбитальной, то наверно можно минимизировать управление. Но не факт, что это просто сделать.
Если все совсем грубо, то можно делать радиокомандную систему управления... Плюс, допустим, акселерометры. По их данным интегрируем скорости по осям (элекетроника на земле), выдаем команду на рули. Но как-то оно все это не хорошо - больше будет гробиться, чем летать.
Отчего же, японская Мю-5 так и летала... Не имея никакой инерциалки, вдобавок, используя "гравитационный разворот", как более мелкая Лямбда-4. На Лямбде-4, правда, был один гироскоп.
Запуская ракету с наклонной направляющей, можно с помощью только таймеров, стабилизации вращением, и солнечного датчика, выйти на устойчивую орбиту.
Можно сделать пяти-шестиступенчатую ракету с УИ ступеней около 200 у земли и, скажем, 230-240 в вакууме, с достижимым для любителей весовым совершенством, баллистическими паузами, чтоб поднять перигей на высоту хотя бы 175 км, и всё такое, но совершенно нет никакой возможности уложиться в 2000 долларов!..
Просто килограмм перхлората аммония стоит 10 долларов, а на селитре далеко не улетишь.
ЦитироватьЗапуская ракету с наклонной направляющей, можно с помощью только таймеров, стабилизации вращением, и солнечного датчика, выйти на устойчивую орбиту.
Можно и без солнечного датчика.
ЦитироватьЦитироватьЗапуская ракету с наклонной направляющей, можно с помощью только таймеров, стабилизации вращением, и солнечного датчика, выйти на устойчивую орбиту.
Можно и без солнечного датчика.
Нельзя :) Прецессия - злая штука :) а у любителей балансировка всегда будет чуть-чуть неидеальной.
Хотя, нет, можно, наверное, ценой лишнего км/с характеристической скорости...
ЦитироватьНельзя :) Прецессия - злая штука :) а у любителей балансировка всегда будет чуть-чуть неидеальной.
Хотя, нет, можно, наверное, ценой лишнего км/с характеристической скорости...
Ну, мы ж рассматриваем "идеальный" случай... Для которого достаточно наклонного старта, таймеров для задания баллистических пауз, закрутки верхних ступеней и, конечно, предварительного расчета для выставления угла старта и времени срабатывания таймеров запуска верхних ступеней и закруток.
берусь, если будет необходимо, сделать такие расчеты :)
Боюсь, с расчетами сложно будет. Они же, по идее, существенно зависят от характеристик ступеней... а их в свою очередь можно получить только опытным путем.
Так что, похоже, придется тут подгонять расчеты и характеристики друг под друга...
Процесс проектирования всегда итерационный...
Предлагаю заложить в проект верхнюю ступень со сферическим титановым корпусом, топливом на ПХА, УИ в вакууме 230, массовым совершенством самого двигателя 0,2, временем работы 0,7-1,5 секунды. Сопло из углепластика, с эпоксифенольной пропиткой, и, следовательно, абляционным охлаждением. Корпус заказной, сопло из готового углеволокна, намотка, пропитка и полимеризация - самостоятельно, в сушильном шкафу при 140-180 градусов :)
ПН 20 г, неотделяемая от последней ступени. В случае выхода передатчика из строя, титановый корпус будет достаточен для обнаружения спутника средствами СККП как США, так и России (если почешутся).
Подозреваю, что разумный объём такого РДТТ порядка полулитра. Но это чистое IMHO, т.к. расчётов я не вёл. Последняя ступень никаких электронных компонентов не несёт, кроме ПН. На предпоследней находятся батареи воспламенения для последней ступени и таймер. На предпредпоследней то же самое. Раскрутка верхних трёх ступеней производится электромотором от батарей, стоящих на четвёртой сверху ступени.
Видимо, и предпоследнюю ступень придётся делать на перхлорате аммония. А вот все более тяжёлые придётся делать на чём подешевле - иначе просто по цене топлива не вписаться.
Общее число ступеней предлагаю ограничить семью, и прикинуть, какое массовое совершенство требуется и стартовая масса при этом получается.
Но, вообще-то, я считаю, что никаким "нормальным" способом в тысячу фунтов уложиться невозможно. Даже если делать нижние ступени на сахарной "карамели", одном из самых дешёвых топлив, тонна его обойдётся примерно в 500 долларов, и это - только химикаты!..
А, да, корпуса нижней (нижних двух) ступеней - бумажно-картонные, следующих, кроме верхней - из самодельного стеклопластика, цилиндрические. Заглушки - из алюминиевого сплава, с теплоизоляцией той же эпоксифенольной смолой с наполнителем из талька или гипса.
Хм.
Мне кажется, целесообразнее делать верхнюю ступень цилиндрической с диаметром, существенно меньшим диаметра предпоследней. Для цилиндрического корпуса проще обеспечить постоянную площадь горения заряда, а малое изменение площади горения в свою очередь приведет к тому, что корпус не будет перетяжелен.
Кроме того, меньшая по размерам ступень может стартовать из предпоследней как по направляющим. Мне это видится более правильным решением, чем классическое поперечное деление.
Хотя, конечно, массовое совершенство цилиндрического корпуса по определению ниже.
На предпоследней ступени кроме того надо разместить навигацию и ДУ ориентации... или мы уже решили без них обойтись?
В любом случае, очевидно, ракету придется проектировать сверху.
Я могу посчитать/нарисовать верхнюю ступень (как раз у меня суйчас курсач по РДТТ - что и как делать знаю )), но мне для этого надо следующее:
- хим формула топлива и энтальпия при температуре хранения (либо соответствующие данные для компонентов + процентное содержание компонентов)
- ... хм... Ну, всяко придется проводить оптимизацию по максимуму ХС, так что задавать, например, давление вряд ли разумно.
- О! Точно! Хорошо бы, чтобы топливо по рецептуре было максимально приближено к реально использующемуся (использовавшемуся ранее) с известным законом горения! Вот этот пункт очень важен. Если нет готового закона горения - надо будет его установить. Нехватка точности в определении закона горения приведет на выбор - к перетяжелению корпуса, либо к большому количеству испытаний двигателя (причем большая часть - с очень красочными кадрами).
В принципе, наверное, хватит 3-4 значений скорости горения при различных давлениях.
Перхлорат аммония (unscreened)
500lb drums @ $3.50/lb (500 lbs requires ATFE and motor freight shipping)
http://www.firefox-fx.com/Internet%20Specials.htm
У меня в методе есть несколько топлив с ПХА с известным законом горения. Взгляните - можно что-нибудь повторить достаточно точно?
перхлорат аммония 66%;
полибутадиенакриловая кислота 12,4%;
порошкообразный алюминий 19%;
катализатор полимеризации 2,6%.
перхлорат аммония - 58,9%;
поливинилхлорид - 8,62;
Ди-(2-этилгексил) адипинат - 10,79
добавки - 0,69;
порошкообразный алюминий - 21%.
перхлорат аммония 72%;
полиуретан 12%;
порошкообразный алюминий 16%.
Хотя, пожалуй, правильнее будет привлечь знания кого-нибудь из любителей/профессионалов, работавших с ПХА своими руками. Результаты скорее всего будут ближе к истине.
Надо на авиабазе спросить..
Такое впечатление, что мы по одному учебнику курсачи делали :) правда я лет 15 назад :) ...э, ЕМНИП, автор - Копытов? ну, и само-собой местные наработки в виде методичек...
Неа :)
Новая кафедральная метода (еще не дописана, но уже используется).
Материалы, я так понял, понадерганы откуда можно и нельзя, так что не удивительно что что-то кажется знакомым )))
Ну, да...
Фахрутдинов И.Х., Котельников А.В. "Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива"
и по Копытову, тоже :)
Если не секрет, где учитесь?
МГТУ
Тц. Вдруг подумалось - у подкалиберной последней ступени ограничена степень расширения сопла. Точнее - внешний диаметр. Нехорошо... Ну, это надо будет смотреть что там с корпусом получится.
У таких маленьких ступеней, как предполагаемая последняя, технологически трудно сделать идеальный корпус под давление. Посему вопросы с топливом могут несколько смягчиться.
ЦитироватьХм.
В любом случае, очевидно, ракету придется проектировать сверху.
Наверно начинать проектирование надо всегда сверху. Некоторое отклонение от этого правила можно допустить, если есть готовые узлы.
И тут сразу возникают вопрос. Фиксироваться на орбите должна именно ПН или последняя ступень, а ПН просто сувенир? Или именно ПН?
Предположим, что ПН. Прикинем варианты полезной нагрузки.
20 г пенопласта уже шарик диаметром порядка 10 см.
1. Если его металлизировать можно будет обнаружить?
Надувной шарик диаметром 1 м. должен быть из пленки толщиной примерно 10 микрон.
2. Не лопнет случайно?
В этом случае могут понадобиться испытания в вакуумной камере всей системы, а это снова деньги.
Передатчик.
3. Какую мощность можно зафиксировать?
Время работы не менее15 часов (9 витков)
Зная мощность и время, считаем емкость батареи.
Выбираем подходящую по массе.
4. Диапазон частот?
Оцениваем длину и массу антенны.
5. Температурный режим. Не замерзнет или не перегреется батарея и передатчик?
Зная массу батареи, массу радиоэлементов, и массу теплоизоляции (снова пенопласт?) укладываемся в 20 г.
На вскидку передатчик на пределе для любительского исполнения.
Я, например, не знаю ответов на перечисленные вопросы.
Поэтому может начать с проектирования полезной нагрузки?
Вдруг окажется, что проект не подъемный еще и с этого бока.
ЦитироватьПредлагаю заложить в проект верхнюю ступень со сферическим титановым корпусом, топливом на ПХА, УИ в вакууме 230, массовым совершенством самого двигателя 0,2, временем работы 0,7-1,5 секунды. Сопло из углепластика, с эпоксифенольной пропиткой, и, следовательно, абляционным охлаждением. Корпус заказной, сопло из готового углеволокна, намотка, пропитка и полимеризация - самостоятельно, в сушильном шкафу при 140-180 градусов :)
ПН 20 г, неотделяемая от последней ступени. В случае выхода передатчика из строя, титановый корпус будет достаточен для обнаружения спутника средствами СККП как США, так и России (если почешутся).
Подозреваю, что разумный объём такого РДТТ порядка полулитра. Но это чистое IMHO, т.к. расчётов я не вёл. Последняя ступень никаких электронных компонентов не несёт, кроме ПН. На предпоследней находятся батареи воспламенения для последней ступени и таймер. На предпредпоследней то же самое. Раскрутка верхних трёх ступеней производится электромотором от батарей, стоящих на четвёртой сверху ступени.
Видимо, и предпоследнюю ступень придётся делать на перхлорате аммония. А вот все более тяжёлые придётся делать на чём подешевле - иначе просто по цене топлива не вписаться.
Общее число ступеней предлагаю ограничить семью, и прикинуть, какое массовое совершенство требуется и стартовая масса при этом получается.
Но, вообще-то, я считаю, что никаким "нормальным" способом в тысячу фунтов уложиться невозможно. Даже если делать нижние ступени на сахарной "карамели", одном из самых дешёвых топлив, тонна его обойдётся примерно в 500 долларов, и это - только химикаты!..
Может отказаться от системы электроподжига в пользу пиротехнической с замедлителем?
Цитироватьмогут понадобиться испытания в вакуумной камере всей системы, а это снова деньги
О деньгах в данном вопросе можно смело забыть, на выделенные деньги НЕ запустить ИСЗ.
ЦитироватьПередатчик.
3. Какую мощность можно зафиксировать?
Время работы не менее15 часов (9 витков)
Зная мощность и время, считаем емкость батареи.
Выбираем подходящую по массе.
Нет необходимости в непрерывной работе передатчика. Достаточно ~ 2 мин на виток (можно и меньше, просто в этом уже не видно смысла). Таким образом, упремся скорее не в емкость как таковую, а в ограничение по токам разряда...
ЦитироватьТаким образом, упремся скорее не в емкость как таковую, а в ограничение по токам разряда...
Вот именно, тем более токи разряда будут сильно меняться от температуры.
Можно к воздушному шару под углом прикрепить пушку калибра 23 или 30 мм, заряженную одним снарядом.
Когда воздушый шар поднимется на высоту 45-50 километров (рекорд 49 с небольшим км), выстрелить из пушки.
Возможно снаряд выйдет на орбиту ИСЗ.
Но все равно в 2000 долларов не уложиться.
ЦитироватьМожно к воздушному шару под углом прикрепить пушку калибра 23 или 30 мм, заряженную одним снарядом.
Когда воздушый шар поднимется на высоту 45-50 километров (рекорд 49 с небольшим км), выстрелить из пушки.
Возможно снаряд выйдет на орбиту ИСЗ.
Но все равно в 2000 долларов не уложиться.
Пушкой 8000 м/с не набрать...
Поставим вопрос по-другому: чей проект достигнет искомого дешевле всего, и сколько это "дешевле" будет?
З.Ы. А пушка - для 20г это хорошо и правильно, тока стрелять надо с земли (воды) из чего-то крупнокалиберного. Остаток импульса ступенькой в сотню кг вполне набирается, да и с управлением проще.
А военные за рекламу могут и даром стрельнуть, так что цену проставим по себестоимости :).
Да несерьезно это все, лишний км/с роли не сыграет, зато перегрузки дикие, плюс аэродинамические потери. Было бы все так просто, активно-реактивные снаряды выходили бы на орбиту :)
А они б и выходили - если б было зачем. И выигрыш в пушке не 1 км/c, и перегрузки в данном случае не слишком важны.
Задача-то (20г отдельно) уж очень специфическая. Другое дело, что что-то большое так не выведешь, и в пересчёте на грамм получится дороже, чем попутно-традиционно.
Кстати, это бредово-пушечное обсуждение навело меня на не менее бредовую мысль: а что, если использовать водородную одноступенчатую РН? При мю ПН равно 0,1% получаем стартовую массу в 20 кг... А при такой стартовой массе и стола-то, собственно, не нужно. Заправить ракету криогенными компонентами прямо на оных производстве, вывезти (час на машине) и пульнуть...
Да, конечно, ТНА будет совсем не любительский - но не удивлюсь, если по стоимости и надежности этот путь окажется близок к оптимуму.
20 кг к орбите и близко не подлетят - зависимость-то нелинейная для такой мелочи.
Криогенная ступень по топливу-то дешёвая, а вот по конструкции... сомневаюсь.
Впрочем, если у кого есть ноу-хау, то бочка кислорода и скажем аммиака выглядят вполне (с водородом ИМХО сложнее)...
А может без передатчика обойтись? Сильно сомнительно мне, что достаточно мощный передатчик можно в 20 грамм воткнуть.
Забубенить надувной шарик металлизированый - пусть видуально ищут. Ну, конечно, испытание системы наддува будет посложнее испытания передатчика...
ЦитироватьСильно сомнительно мне, что достаточно мощный передатчик можно в 20 грамм воткнуть.
Это как раз сомнений не вызывает - вопрос будет, от чего его запитать, а так мощности в единицы ватт - более чем достаточно...
ЦитироватьВпрочем, если у кого есть ноу-хау, то бочка кислорода и скажем аммиака выглядят вполне (с водородом ИМХО сложнее)...
Тогда уж метан или керосин.
Но проблема в том, что тогда не уложиться в одну ступень, а это очень нехорошо для надежности.
Кстати, откуда
Цитировать20 кг к орбите и близко не подлетят - зависимость-то нелинейная для такой мелочи.
взялась нелинейность? (может, просто туплю).
Вот что проблемы с охлаждением будут - это точно.
ЦитироватьИ выигрыш в пушке не 1 км/c, и перегрузки в данном случае не слишком важны.
Немалую часть того, что бы надеятесь отыграть на гравпотерях, съест аэродинамика, так что выигрыш в этом районе. А касательно перегрузок - поинтересуйтесь, сколько у снаряда доля корпуса в общей массе.
ЦитироватьЦитироватьСильно сомнительно мне, что достаточно мощный передатчик можно в 20 грамм воткнуть.
Это как раз сомнений не вызывает - вопрос будет, от чего его запитать, а так мощности в единицы ватт - более чем достаточно...
Солнечный элемент + конденсатор? :)
Система наддува шарика зачем? Вокруг же практически вакуум. Неужели небольшого количества газа внутри оболочки не хватит?
Кстати, а почему бы не повторить ПС-1, только уложиться в 20г, а не в 80 с лишним кг?
Может и первую ступень пакетом прицепить? ;)
Только двигатель второй ступени надо долгоиграющим сделать. Хотя бы секунд 10. А бустеры запалить, развернув часть потока двигателя второй ступени.
Хотя, это уже сложно.
Насчет зажигания я согласен - пока идет работа нижних ступеней задержка не нужна - можно зажигание сделать пиротехническим...
Можно вообще сделать в верхнем днище двигателя небольшое сопло, которое будет вскрываться при догорании заряда предыдущей ступени и выхлоп этого сопла будет направлен прямо в канал двигателя следующей.
ЦитироватьМожет и первую ступень пакетом прицепить? ;)
Разве что как на Ангаре-5 :lol:
Боюсь, что пакет, в отличии от моноступени, потребует СУ для компенсации разброса характеристик. У нас ведь будут кустарные РДТТ :(
Не, ничо, первая ступень может быть пакетной, надо только время работы двигателей правильно выбирать.
"Почти идеальная" ракета - у которой гравпотери снижены, насколько возможно, за счёт роста аэродинамических потерь, ведь гравпотери раз в пять больше.
Желательно, пока направляющая длится, набрать не менее 50-60 м/с, тогда аэродинамические стабилизаторы погасят разброс параметров навесных бустеров "нулевой" (предпервой) ступени. Кстати, такие бустеры с временем работы 1,5 секунды, что ли, имелись на "Лямбде-4".
У GoFast активный участок был 13 секунд, причём профиль тяги, предполагавшийся изначально плоским, был, на самом деле, регрессивным, что, тем не менее, дало выигрыш в АД потерях, т.к. максимум разгона пришёлся на относительно малые скорости. Тем не менее, стартовое ускорение превысило 20 же.
Надо понимать, что время баллистических пауз у "гипотетической ракеты для N-Prize" больше, чем суммарное время работы двигателей, это уменьшает зависимость траектории от разброса их параметров. Я когда-то прикидывал в спредшите от Ратмана вывод на орбиту похожей ракетой, так выходило, что первая ступень должна быть энергичной, если это невозможно, вторая должна отработать сразу за первой, чтобы набрать 2 маха. После этого по инерции лететь, примерно, до 30 км, где отрабатывают подряд все ступени, кроме последней. Но предпоследняя от последней не отстыковывается, а продолжает совместный полёт до вершины траектории, точнее, до момента, где прецессия "положит" продольную ось связки на местный горизонт, тут-то и происходит запуск последней ступени.
В целом, это похоже на схему выведения Лямбды, за двумя исключениями - есть возможность, и надо ею воспользоваться, отказаться от дополнительных двигателей для поворота в горизонт последней ступени, и сравнительно большая баллистическая пауза после первой ступени (или первых двух, если одной первой не хватит, чтоб долететь до 30 км).
Но всё это - теоретизирование. Никто ради приза в 20000 долларов спутник запускать не будет.
ЦитироватьЯ когда-то прикидывал в спредшите от Ратмана вывод на орбиту похожей ракетой, так выходило, что первая ступень должна быть энергичной, если это невозможно, вторая должна отработать сразу за первой, чтобы набрать 2 маха. После этого по инерции лететь, примерно, до 30 км, где отрабатывают подряд все ступени, кроме последней. Но предпоследняя от последней не отстыковывается, а продолжает совместный полёт до вершины траектории, точнее, до момента, где прецессия "положит" продольную ось связки на местный горизонт, тут-то и происходит запуск последней ступени.
хм... а чем это объясняется такая траектория???
Ты "руками" выбирал оптимальную траекторию (вернее, времена запусков ступеней) или использовал какие то методы поиска экстремумов? Или вообще использовал ратмановский критерий "оптимальности", "зашитый" в спредшит?
Ясно что не будут )
Вопрос. При такой схеме работы на какой высоте закончит работу предпоследняя ступень? Там ведь атмосферы уже не будет, фактически? То есть несколько верхних ступеней уже должны быть закручены.
Не уползет ли куда вектор ускорения верхних ступеней? Если в отсутствие заметной прецессии за время работы одной ступени я с удовольствием повербю, то для нескольких последовательных у меня уже имеются определенные сомнения...
Кроме того, степень закрутки предпоследней ступени существенно скажется на запасе рабочего тела системы ориентации. Надо будет сначала остановить вращение, затем сориентировать ступень и снова её закрутить...
ЦитироватьТы "руками" выбирал оптимальную траекторию (вернее, времена запусков ступеней)
Руками, да, мог что-нибудь пропустить...
Цитироватьили использовал какие то методы поиска экстремумов? Или вообще использовал ратмановский критерий "оптимальности", "зашитый" в спредшит?
Не, я этим пользоваться не умею...
Цитировать...Но предпоследняя от последней не отстыковывается, а продолжает совместный полёт до вершины траектории, точнее, до момента, где прецессия "положит" продольную ось связки на местный горизонт, тут-то и происходит запуск последней ступени.
Тут можно поподробнее? что означает "прецессия "положит" продольную ось связки на местный горизонт"?
ЦитироватьНет необходимости в непрерывной работе передатчика. Достаточно ~ 2 мин на виток (можно и меньше, просто в этом уже не видно смысла). Таким образом, упремся скорее не в емкость как таковую, а в ограничение по токам разряда...
Экономить на непрерывном режиме работы передатчика конечно нужно. Но 2 минуты на виток мне кажется будет недостаточно. Ведь параметры орбиты априори неизвестны. Передатчик будет скорее всего маломощным. Для приема нужна хорошая направленная антенна, а при неизвестном периоде обращении и приблизительно известном наклонении орбиты вычислить, где будет спутник можно с точность +/- лапоть. Значит передатчик должен работать все же достаточно долго, чтобы можно было его отследить на разных участках неба и с разных станций слежения. Это особенно необходимо из-за смещения проекции орбиты на каждом витке. Думаю передатчик надо отключать на ночных участках траектории (из-за переохлаждения аккумуляторов) и включать минут на 20-30 на дневных участках. На последующих витках, когда параметры орбиты будут известны можно сократить время работы.
За 20 000 конечно никто запускать не будет. Но вот интересный вопрос. Если спроектировать сам спутник в виде банки от пива не удастся ли получить спонсорскую помощь от какого-нибудь известного бренда на раскрутку проекта?
Что-то мне подсказывает, что стоимость самого спутника на фоне стоимости проекта просто потеряется )
Соответственно, спонсорам надо что-то повесомее. Хотя бы верхнюю ступень и систему ориентации для предпоследней.
Смотри. Изначально, при старте, ракета не вращается, а стабилизирована аэродинамически. При этом, поскольку она устойчива, то, под общим действием гравитации и аэродинамики, уголл тангажа постепенно уменьшается.
Когда воздуха уже становится маловато, чтобы обеспечить надёжную стабилизацию, приходится ракету закручивать вокруг продольной оси, при этом угол тангажа уменьшаться перестаёт.
Поэтому, чтобы выйти на стабильную траекторию, нужно в какой-то момент сориентировать ракету так, чтобы результирующий вектор скорости был направлен перпендикулярно местной вертикали, причём, желательно ещё, чтобы угол между начальным вектором скорости для конечной ступени и итоговым был минимален (т.е., чтобы не "вбок" стрельнутью).
Для гарантированного выполнения этой задачи на "лямбде" стояли микродвигатели на перекиси, которые ориентировали и раскручивали связку третьей и четвертой ступени, после чего третья отделялась, а четвёртая - включалась. Запоминал "правильное" положение продольной оси один-единственный гироскоп (как я понимаю - с четырьмя рамками).
В любительской ракете, в отсутствие аэродинамических сил, связка предпоследней и последней ступеней будет прецессировать и нутировать из-за неточности балансировки и несимметричности аэродинамических моментов. При этом ось описывает в пространстве некий "конус". В результате, надо лишь "подгадать" подходящее время для запуска последней ступени, но, для этого таймера будет недостаточно. Ибо скорость прецессии мы посчитать можем, а вот амплитуду и прецессии и нутации - нет.
Кроме того, параметры прецессии и нутаций будут меняться в процессе выгорания топлива в последней ступени. Конечно, счётно-решающий прибор может определить подходящее время зажигания последней ступени с учётом всех факторов, но для этого ему, всё же, желательно знать что-нибудь об ориентации.
Типичные скорости закрутки составляют 0,3...15 оборотов в секунду. При этом нутации имеют большую амплитуду, и на вид кажется, что происходит "беспорядочное бултыхание" относительно некоторого среднего положения. Иногда же нутаций не видно, но меняется угол при вершине конуса прецессии.
ЦитироватьПередатчик будет скорее всего маломощным. Для приема нужна хорошая направленная антенна
ЕМНИП, у первого спутника была мощность ватта три...
ЦитироватьСмотри.
Понятно.
Таким образом, получается, что ставить систему ориентации все же придется... Жаль, я "планировал" вообще без "микродвигатели на перекиси, которые ориентировали и раскручивали связку третьей и четвертой ступени"...
Впрочем, как то можно вообще без системы ориентации :) :) осталоссь придумать "как" :)
P.S.: Короче, займусь ка я расчетами....
Нихочу вообще "заморачиваться" на систему ориентации. Максимум - раскрутка.
P.P.S: Кстати, курсач на 4 курсе по проектированию РДТТ у меня был своеобразный: я на МБР Тор "поставил" вторую ТТ-ступень, которую СУ Тора ориентировала и закручивала перед отделением :) цель - ОИСЗ :) :)
ЦитироватьЦитироватьПередатчик будет скорее всего маломощным. Для приема нужна хорошая направленная антенна
ЕМНИП, у первого спутника была мощность ватта три...
Мужики, а вам не кажется, что обсуждая как "засекут спутник", вы обсуждаете проблему "куда мы потратим $20к, полученные за победу в н-призе"? :) ;)
Если все равно без системы ориентации не обойтись - может имеет смысл ставить её пониже? Скажем, оставив над ней не одну, а две ступени (естественно, поднимать траекторию тогда придется не черед пол витка, а много раньше).
Ступень с навигацией и ориентацией будет довольно тяжелой. Причем масса ориентации и навигации примерно постоянная (масса навигации и ориентации будет пропорциональна массе ориентируемых ступеней в степени 0..1 - за счет роста с ориентируемой массой тяги двигателй и запаса РТ). И чем ниже мы её опустим - тем меньше будет стартовая масса.
ЦитироватьЕсли все равно без системы ориентации не обойтись.....
Ох, чувствую - обойтись, ОБОЙТИСЬ!!!
Размера приза, боюсь, не хватит на получение разрешений на запуск :( . Конечно, автор соревнования не требует...
А за деньги тут давно уже не говорят :)
ЦитироватьP.P.S: Кстати, курсач на 4 курсе по проектированию РДТТ у меня был своеобразный: я на МБР Тор "поставил" вторую ТТ-ступень, которую СУ Тора ориентировала и закручивала перед отделением :) цель - ОИСЗ :) :)
Т.е. такая Тор-Дельта без собственно Дельты :) На орбиту то хоть выходила? :)
Цитироватьвзялась нелинейность? (может, просто туплю).
Навскидку - аэродинамика, относительный вес вспомогательных элементов...
ЦитироватьНемалую часть того, что бы надеятесь отыграть на гравпотерях, съест аэродинамика, так что выигрыш в этом районе. А касательно перегрузок - поинтересуйтесь, сколько у снаряда доля корпуса в общей массе.
Тогда уж километр скорости + выигрыш в гравпотерях + аэродинамка для ракеты тоже небесплатная... В общем, считать надо.
А оболочка снаряда, естественно, сбрасываться должна - так что это "бесплатный" вес. Можно даже дополнительный импульс с этого поиметь, при большом желании...
ЦитироватьЦитироватьЕсли все равно без системы ориентации не обойтись.....
Ох, чувствую - обойтись, ОБОЙТИСЬ!!!
Правильно чувствуешь ;-) то же нутром чую, что можно...
Нужно, наверное, правильно расчитать баллистические паузы...
И первоначальное наклонение...
А куда стреляем на восток?
По поводу передатчика, не забывайте, что соотношение сигнал
шум на входе приемника характеризуюется не только мощностью
исходного передатчика, но и базой сигнала. А базу сигнала можно
выбрать например тысяч 100, что даст нам уменьшение мощности
так же в 100 000 раз, то есть достаточно 1мкВт передатчика.
Да он будет очень долго передаваться (ну к примеру на несущей
800Мгц, скорость передачи не более 8кбод) но да можно и
азбукой Морзе что-нить передать, например: "Привет Россия!"))) просто
и со вкусом ))) так и антена приемная нужна ненапрвленная и мощность никакая.
Тонкость подобрать окно прозрачности на частоте, которую еще просто излучить,
но антенна не потребуется больше несколких см (на ПС-1 была антена на 27Мгц,
кажется 2.5м, вторая не помню, но тоже не маленькая). Так что с передатчиком проблем нет.
Кстати, передавать как раз нужно на темной стороне Земли, что бы
аккумуляторы и передатчик подогревали сами себя во время работы :-)
шансов замерзнуть в вакууме у них нет, да от облучения атмосферы солнцем
фонить будет меньше. Думаю, что передатчик в 15гр для космоса собраться можно баксов за 20-50 ;-)
Самое сложно на мой взглад это не ПН,а именно баллистический расчет.
ЦитироватьЦитироватьЕсли все равно без системы ориентации не обойтись.....
Ох, чувствую - обойтись, ОБОЙТИСЬ!!!
Правильно чувствуешь ;-) то же нутром чую, что можно...
Нужно, наверное, правильно расчитать баллистические паузы...
И первоначальное наклонение...
А куда стреляем на восток?
По поводу передатчика, не забывайте, что соотношение сигнал
шум на входе приемника характеризуюется не только мощностью
исходного передатчика, но и базой сигнала. А базу сигнала можно
выбрать например тысяч 100, что даст нам уменьшение мощности
так же в 100 000 раз, то есть достаточно 1мкВт передатчика.
Да он будет очень долго передаваться (ну к примеру на несущей
800Мгц, скорость передачи не более 8кбод) но да можно и
азбукой Морзе что-нить передать, например: "Привет Россия!"))) просто
и со вкусом ))) так и антена приемная нужна ненапрвленная и мощность никакая.
Тонкость подобрать окно прозрачности на частоте, которую еще просто излучить,
но антенна не потребуется больше несколких см (на ПС-1 была антена на 27Мгц,
кажется 2.5м, вторая не помню, но тоже не маленькая). Так что с передатчиком проблем нет.
Кстати, передавать как раз нужно на темной стороне Земли, что бы
аккумуляторы и передатчик подогревали сами себя во время работы :-)
шансов замерзнуть в вакууме у них нет, да от облучения атмосферы солнцем
фонить будет меньше. Думаю, что передатчик в 15гр для космоса собраться можно баксов за 20-50 ;-)
Самое сложно на мой взглад это не ПН,а именно баллистический расчет.
Мне как-то слегка сомнительно...
Я себе вывод без электроники представляю так: почти вертикальный разгон, затем пауза с подъемом до 100..150 км, затем про повороте ракеты в горизонт отработка верхних ступеней.
Но в этом случае верхние ступени не получится стабилизировать аэродинамически - придется их разворачивать "вручную".
Если стабилизировать ступени вплоть до не самых верхних аэродинамическт - тогда перигей будет в атмосфере (хоть и дохлой), и несколько витков спутник не продержится.
Можно пред-предпоследнюю ступень отработать почти в горизонте и в жиденькой атмосфере, предпоследнюю в-общем тоже, только закрутить еще. А последнюю ступень повернуть соплом в направлении полета предпоследней. Тогда чисто теоретически верхняя ступень за счет закрутки за пол витка должна сохранять свое положение и через пол витка оказаться как раз в положении разгона.
Но что-то мне подсказывает, что этот идеальный случай реализован не будет...
RadioactiveRainbow
Два вопроса.
Почему мы должны затормозиться о дохлую атмосферу?
мы же не спутник с огромными СБ? а маленький шарик)))
Какое для него будет сопротивление? не знаю, но может быть не большое?
2. Почему полвитка? а не четверть?
3. Почему этот идеальный случай не будет реализован?
Кстати, идея очень классная и правильная! Нет возмущающих сил,
которые должны его повернуть, закрутка в течении четверти витка 25 минут должна в достаточной степени застабилизировать движение,
некторые в режиме закрутки за пределы системы улетают ))) и ничто не сбивает их с курса))) (то есть ориентации на Землю)
Так что ! Идея очень здравая и должна в должной степени сработать!!!;-)
Еще из бредового: хорошо закрутить, а потом ось склонять по солнечному датчику (таймер- угол). Да, запуск только в ясном небе, и что?
По деньгам - платить должны спонсоры. Кстати, просветите - ситуация "наш мобильник работает даже в космосе" - технически возможна? Если Да, то это гарантированные миллионы (не рублей)
Насчет мобилки - сильно сомнительно. Более 150 км до ближайшего ретранслятора + масса заведомо больше 20 грамм + вакуум + температурные условия...
ЦитироватьСамое сложно на мой взглад это не ПН,а именно баллистический расчет.
Баллистический расчет это не сложно, надо взять формулки и посчитать, конечно имея исходные данные, а если исходных данных нет, то и расчета не будет. А вот разработка ПН будет простой задачей, если это пассивный объект. Если это передатчик, то это вовсе не просто. В приведенных рассуждениях не учтено.
1. У любого приемника есть собственные шумы и выделить сигнал из шумов можно, если мощность сигнала на входе приемника будет если и меньше, то хотя бы сопоставима с мощностью шума (в заданной полосе частот).
2. Здесь имеет значение полоса пропускания приемника, а её нельзя сильно сузить из-за нестабильности частоты передатчика. Кроме того, полоса приема определяется модуляцией, а она тоже дает свой вклад в полосу, которую должен обеспечить приемник.
3. База сигнала имеет значение, если сигнал уже можно выделить на фоне шумов, а это возможно если см. 1 пункт.
4. Передающая антенна всенаправленная, а расстояние между приемником и передатчиком в среднем 500 км. Потому мощность сигнала в месте приема будет мизерная 10 в минус бог знает какой степени.
5. Без направленной антенны с хорошим коэффициентом усиления никак не обеспечить мощность сигнала на входе приемника (см. пункт 1 и 4).
6. Если взять мощность передатчика 1 мкВт и КПД передатчика 90%, то на разогрев ПН останется 0.1 мкВт, сомнительно, что такая мощность, что-то там внутри нагреет. Тем более что в вакууме есть потери на излучение. И надо бы в начале их посчитать.
7. Тонкости в подборе окна прозрачности нет. Атмосфера как мне помнится, на частотах 900 мГц достаточно прозрачна.
8. В любом случае лучше, если антенна на спутнике будет кратна четверти длины волны.
Например, на 900 мГц пол длины волны 16 см.
Поэтому предложенный передатчик Р =1мкВт и антенной в пару см. если и можно зарегистрировать, то потребуется арендовать время на двух - трех солидных радиотелескопах, на разных континентах, но сомневаюсь, что у организаторов с призом в 20000 есть на это деньги.
Блин, какие все оптимисты!!!
ЦитироватьБлин, какие все оптимисты!!!
Вот и я говорю: обсуждают передатчик спутника! :) Его бы еще до орбиты дотащить...
Но ведь ты понимаешь, что "железом" заниматься никто и не будет :) поболтаем в форуме, посчитаем, убедимся, что можно запустить без СУ, успокоимся....
ЦитироватьЦитироватьP.P.S: Кстати, курсач на 4 курсе по проектированию РДТТ у меня был своеобразный: я на МБР Тор "поставил" вторую ТТ-ступень, которую СУ Тора ориентировала и закручивала перед отделением :) цель - ОИСЗ :) :)
Т.е. такая Тор-Дельта без собственно Дельты :) На орбиту то хоть выходила? :)
Даже не "дельта"... Был Тор, просто Тор :) Ракета такая, сегодня бы ее назвали ракетой средней дальности. Одна ступень, ЕМНИП, цилиндрический бак керосина и конусный - ЖК. Сверху "кузькина мать".
Моя работа в курсаче - ступень с РДТТ. Чтобы как то привязать курсач к реальности, сделал РДТТ второй ступенью к Тору. Ступень монтировалась на "вращалку". Из СУ имелся только инициатор запуска РДТТ. Ориентацию перед разделением и закрутку обеспечивала первая ступень - т.е. собственно Тор. Потом - разделение, баллистическая пауза и запуск РДТТ в апогее.
Связка имела ХС более 9500 м/с, соответсвенно обеспечивала вывод небольшого ИСЗ на орбиту...
Ну я так ее и представлял, просто интересно было, какая ХС получалась. :wink:
ЦитироватьТогда уж километр скорости + выигрыш в гравпотерях + аэродинамка для ракеты тоже небесплатная... В общем, считать надо.
Нет, аэродинамика в минус.
ЦитироватьА оболочка снаряда, естественно, сбрасываться должна - так что это "бесплатный" вес. Можно даже дополнительный импульс с этого поиметь, при большом желании...
Сбрасываться то это понятно - килограмм 80 из 100 запущенных :)
ЦитироватьЦитироватьБлин, какие все оптимисты!!!
Вот и я говорю: обсуждают передатчик спутника! :) Его бы еще до орбиты дотащить...
Но ведь ты понимаешь, что "железом" заниматься никто и не будет :)
Железо надо заказывать, самому делать можно только картон, в лучшем случае - стеклопластик самоодельный :)
Цитироватьпоболтаем в форуме, посчитаем, убедимся, что можно запустить без СУ, успокоимся....
План.
0. Пускать надо с северного Кавказа, с высоты порядка 4000 м. Это хоть и не слишком дёшево, но б/м надёжно, в отличие от воздушного шара.
1. Первые пять ступеней являют собой нечто вроде "ОТРАГа", только на сорбитовой карамели. Первая ступень состоит из 7 одинаковых цилиндров в параллель, запускаемых одновременно, и дающих тягу примерно 7*150 кг в течение примерно 4 секунд.
2. Вторая, третья и четвёртая ступени смонтированы в такой же "барабан", но работают по очереди. Баллистическая пауза 2-3 секунды, после чего разделение (так а/д потери меньше), запуск 3 цилиндров, обозначающих 2-ю ступень, сброс, запуск ещё трёх. Тут баллистическая пауза невыгодна, т.к. "горб" Сх. После сброса второй тройки опять баллистическая пауза 2-3 секунды.
3. Пятая ступень идентична четвёртой, но деление не "пакет", а "тандем", включается после порядочной (в зависимости от начального угла наклона направляющей), до 10 с, баллистической паузы.
4. Шестая ступень являет собою ЗАКАЗНОЕ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ, с ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ ПЕРХЛОРАТНЫМ ТОПЛИВОМ с вакуумным УИ не меньше 260 с. Впрочем, заказать можно корпус с соплом, топливо залить самим, выбрав рецептуру попроще, но хотя бы 245 секунд получить кровь из носа - этой ступени нужно набрать 5,5-6 км/с, ведь первые решают только задачу подъёма её на высоту порядка 150 км, а скорость на этой высоте будет ну 1,5 км/с (относительно поверхности, в ИСК +230 м/с).
Значит, требуемое массовое совершенство - минимум 11,5-12.
Суммарная стартовая масса "изделия" получается где-то 200 кг, из них карамели - чуть больше 100 кг. УИ карамели на уровне моря я принимал 116 секунд, на Кавказе он будет, понятно, повыше.
Весовое совершенство "бумажно-карамельных" нижних ступеней я принимал очень низким, поэтому их так много. Стоимость "карамели" при оптовой закупке составляет порядка доллара за килограмм.
Но верхняя ступень одна будет стоить ну сотню тысяч примерно. Ну 75 тысяч.
Насчет передатчика:
1. Это не так. При использовании оптимального приемника
(не идеального, а оптимального!) важен уровень сигнала на выходе коррелятора! а это будет мощность сигнала на входе умноженный
на его базу! то есть если шум N, сигнал на входе E0<
будем сичтать, что нужно чтобы E = 3N, тогда можно что бы сигнал на
входе был слабее шума в 30 000 раз. И это действительно так.
Если бы нельзя было использовать сигналы с большой базой, то
с таких аппаратов как Вояджеры сигналы давно бы уже не получали.
Я не говорю, что нужно излучать 1мкВт, можно и 100мкВт и 1мВт и
даже 1Вт, но это не так принципиально, но база обеспечит уверенный
прием на согласованный оптимальный приемник без каких либо проблем. Можно вообще базу выбрать 1М! только скорость передачи
данных еще упадет. но нам это не важно.
2. Стабильность частоты передатчика задается кварцем. и будет составлять 10-5 или 10-6. Пусть несущая 900МГц, полоса будет 10Мгц, а передавать будем сигнал 1Мгц. Тогда при базе 100 000 мы получим 10 бит в секунду. Это нормально и достаточно.
3. Сигнал на входе не выделсяется. Сигнал выделяется на выходе
приемника по отношению шума, который складывается из шума на входе, шума антенны, шума приемника. Но в любом случае сигнал с большей базой выигрывает. Тк шумы на входе не сумируются.
4. Приемная и передающая могут быть не направленными или только приемная не сильно направленной.
6. С КПД немного напутал, дай бог получить получить хотя бы
10%, на самом деле хотя бы 1% получить. Да и не будет от этого
зависить, я думаю, что потребление будет не менее 50мВт в любом случае. Разогреет, сбрасывать особо не куда, можно еще внутрь зеркальной фольгой покрыть. Не перегрелся бы. ;-)
8. четверть (300/900/4 = 8см), пусть будет тонкий проводочек
Прототип передатчика на 900МГц очень не дорогого, который
можно пробовать уложить в 15гр есть, так что это не
самая сложная проблема. Вы закинте 20гр на орбиту, а я вам от туда
пропищу привет.
КСТАТИ, ВСЕХ С ДНЕМ РАДИО!!! ;-) ПОЗДРАВЛЯЮ!
ЦитироватьЦитироватьСамое сложно на мой взглад это не ПН,а именно баллистический расчет.
Баллистический расчет это не сложно, надо взять формулки и посчитать, конечно имея исходные данные, а если исходных данных нет, то и расчета не будет. А вот разработка ПН будет простой задачей, если это пассивный объект. Если это передатчик, то это вовсе не просто. В приведенных рассуждениях не учтено.
1. У любого приемника есть собственные шумы и выделить сигнал из шумов можно, если мощность сигнала на входе приемника будет если и меньше, то хотя бы сопоставима с мощностью шума (в заданной полосе частот).
2. Здесь имеет значение полоса пропускания приемника, а её нельзя сильно сузить из-за нестабильности частоты передатчика. Кроме того, полоса приема определяется модуляцией, а она тоже дает свой вклад в полосу, которую должен обеспечить приемник.
3. База сигнала имеет значение, если сигнал уже можно выделить на фоне шумов, а это возможно если см. 1 пункт.
4. Передающая антенна всенаправленная, а расстояние между приемником и передатчиком в среднем 500 км. Потому мощность сигнала в месте приема будет мизерная 10 в минус бог знает какой степени.
5. Без направленной антенны с хорошим коэффициентом усиления никак не обеспечить мощность сигнала на входе приемника (см. пункт 1 и 4).
6. Если взять мощность передатчика 1 мкВт и КПД передатчика 90%, то на разогрев ПН останется 0.1 мкВт, сомнительно, что такая мощность, что-то там внутри нагреет. Тем более что в вакууме есть потери на излучение. И надо бы в начале их посчитать.
7. Тонкости в подборе окна прозрачности нет. Атмосфера как мне помнится, на частотах 900 мГц достаточно прозрачна.
8. В любом случае лучше, если антенна на спутнике будет кратна четверти длины волны.
Например, на 900 мГц пол длины волны 16 см.
Поэтому предложенный передатчик Р =1мкВт и антенной в пару см. если и можно зарегистрировать, то потребуется арендовать время на двух - трех солидных радиотелескопах, на разных континентах, но сомневаюсь, что у организаторов с призом в 20000 есть на это деньги.
ЦитироватьЗначит, требуемое массовое совершенство - минимум 11,5-12.
:shock: :shock: :shock:
Ик!
Это требуемое массовое совершенство предпоследней ступени?
Я так и не понял, мы рассматриваем основной вариант без электроники? Потому как если без - в это еще можно поверить. Типа низкое давление, большая степень расширения...
Если с навигацией и ориентацией - это сильно вряд ли.
Имхо - есть резон переложить существенную (до 4-6 км/с) часть ХС на верхнюю ступень. Перегрузки там, правда, будут...
Посмотрел Star 6, он навскидку даёт 4460 м/с, чуть-чуть маловато будет...
ЦитироватьЦитироватьЗначит, требуемое массовое совершенство - минимум 11,5-12.
:shock: :shock: :shock:
Ик!
Это требуемое массовое совершенство предпоследней ступени?
Нет, последней, конечно!
ЦитироватьЯ так и не понял, мы рассматриваем основной вариант без электроники? Потому как если без - в это еще можно поверить. Типа низкое давление, большая степень расширения...
Если с навигацией и ориентацией - это сильно вряд ли.
Нет, всё это добро стоит на предпоследней ступени, и оно не ориентирует последнюю, а только раскручивает в нужный момент
ЦитироватьИмхо - есть резон переложить существенную (до 4-6 км/с) часть ХС на верхнюю ступень. Перегрузки там, правда, будут...
Я именно это и предлагаю.
Два вопроса:
1. Высоготехнологичный заказной двигатель стоит 100т?
Чего? баксов? или все же рублей? разработка? или каждый
в отдельности?
2. Почему нельзя обеспечить закрутку раньше? еще в атмосфере?
Star6A к сожалению, не производится давно, а так он бы неплохо смотрелся на вершине такой "конструёвины". Однако, его параметров не хватает чуть-чуть. Нужно "дожать".
Апогейник для спутника стоит миллион, если не больше, а у нас такой же требуемый УИ и такое же требуемое массовое совершенство для очень маленького двигателя. То, что он маленький, делает его дешевле, но то, что при этом нельзя поступиться массовым совершенством, делает его дороже. Поскольку серийно полностью устраивающий нас двигатель никем не производится, и, поскольку "американский" нам не продадут, то нужно ориентироваться на наши, родные предприятия, и выбирать что-то подобное из спектра их продукции. Сто тыщ зелёных - это минимальная сумма, чтоб стали разговаривать...
Ну, по мне, так где 6-7 карамельных ступеней, там и 15 :)
Масса растёт "нипадеццки"
Нет, я понимаю, что шансов, что всё это сработает, как надо, не очень много. ХОтя картонно-карамельные девайсы можно заказать китайской пиротехнической фабрике, тогда это будет даже дешевле, чем делать самим :) только перевозка дорогая. Ну, можно прям оттуда и пульнуть - правда, гор подходящих нет. Четыре тыщи метров - моё заднее слово.
Цитировать"железом" заниматься никто и не будет :) поболтаем в форуме, посчитаем, убедимся, что можно запустить без СУ, успокоимся....
Это точно, но в отличие от ракетного железа как раз можно сделать передатчик.
И макет будет стоить, как правильно заметил Pyhesty может от 20$ до 50$. И даже испытать его можно, естественно не в космосе. У нас ребята подымаются с радиостанциями 5 - 10 ватт и несложными антеннами на плато Ай-Петри (1000 м) и проводят связи на УКВ обычно 144 мГц в пределах до Донецка и Харькова или с Кубанью или Болгарией (турки сволочи общаться не хотят). Примерно 500 км получается.
Проблема даже не в самом передатчике. Уложиться с массой передатчика даже 3 - 5 г вполне реально. В принципе за основу можно взять подходящий радиожучек дополнив его соответственно.
Непонятно как все это, включая батарею, будет работать в космосе. Особенно при неизвестных перепадах температур. Поэтому здесь тоже надо проводить испытания.
Мощность потерь тепла на излучение на ночной стороне может составить десятки и сотни мВт, а теплоемкость у 20 г пшиковая.
Pyhesty
Если Вы беретесь обеспечить такое решение проблемы то, как говориться «вам и карты в руки». Но это потребует соответственно наличия аппаратуры, а лучше сказать доступа к такой аппаратуре на этапе испытаний, а с этим полная неясность.
Реальнее мне кажется говорить о примерно 10 мВт для передатчика. Тогда может и широкая база не понадобиться и можно будет привлечь радиолюбителей. А там только свисни, энтузиастов таких штучек хоть пруд пруди.
Цитироватьв отличие от ракетного железа как раз можно сделать передатчик
:D :)
Цитировать... я понимаю, что шансов, что всё это сработает, как надо, не очень много.
На бумаге - все 100% шансов :)
Этим и ограничимся :)
Интересно, за проект такой ракеты пол-суммы не отвалят? ;)
ЦитироватьХОтя картонно-карамельные девайсы можно заказать китайской пиротехнической фабрике, тогда это будет даже дешевле, чем делать самим только перевозка дорогая. Ну, можно прям оттуда и пульнуть - правда, гор подходящих нет. Четыре тыщи метров - моё заднее слово.
А Тибет чем не устраивает? :)
Какие типичные значения удельного импульса для карамели? насколько отличаются пустотный и у земли импульс? как быстро она горит и есть ли возможность регулировать тягу? какие максимальные габариты может иметь ДУ на карамели? почему? ;)
ЦитироватьКакие типичные значения удельного импульса для карамели?
115-125 секунд у земли. В пустоте, скажем, достижимо 150 с.
Цитироватьнасколько отличаются пустотный и у земли импульс?
Как обычно, потери на противодавление, при правильно оптимизированном высотном сопле можено получить 150 секунд.
Цитироватькак быстро она горит и есть ли возможность регулировать тягу?
В двигателе - около 5 мм/с, то есть, гораздо быстрее смесевых топлив на ПХА. Сахарная ещё быстрее. Поищи в интернете страницу Ричарда Накки и скачай оттуда спредшит для расчёта простейших движков на карамели, там есть и закон горения. Что же касается регулирования тяги - ну, сделав разные шашки в одном моторе, можно модифицировать профиль тяги. Горит она устойчиво в широком диапазоне давлений.
Цитироватькакие максимальные габариты может иметь ДУ на карамели? почему? ;)
Известно о запусках ракет, снаряжённых 30 кг "карамельного" топлива. Была достигнута высота порядка 10 км.
Карамель - топливо хрупкое, поэтому - только вкладное снаряжение, кроме того, усадка при заливке заметная, особенно, на больших шашках.
Лично я отливал шашки весом 820-850 граммов. В предлагаемом "модуле" должно быть шесть-семь таких шашек.
Насколько я понимаю, массовое совершенство для ступени на карамели может быть достаточно большим? например, 15-20???
Лично я отливал шашки весом 820-850 граммов. В предлагаемом "модуле" должно быть шесть-семь таких шашек.
ЦитироватьНасколько я понимаю, массовое совершенство для ступени на карамели может быть достаточно большим? например, 15-20???
При промышленном изготовлении "кокона" стеклопластикового корпуса - да запросто. Но цена... уж лучше взять топливо на ПХА.
Реально достижимо, на самодельном стеклопластике, с самодельной теплозащитой - ну около 7. Или 8.
С бумажным корпусом - 5-6.
ЦитироватьПоищи в интернете страницу Ричарда Накки и скачай оттуда спредшит для расчёта простейших движков на карамели, там есть и закон горения.
Нашел быстро... архив русский (http://members.aol.com/nakkarocketry/soft/srm_ru.zip) для спредшита расчета битый :(
О карамели надо смело забывать изначально.
Если погоня за дешевизной - то Нитрат Аммония.
Вполне реально 200 у земли и побольше :) в вакууме.
А массовое совершенство 10 для таких маленьких ступеней - очень хотелось бы посмотреть.
Но без СУ - нереально. Только последней раскрутить и стрельнуть.
ЦитироватьПлан.
0. Пускать надо с северного Кавказа, с высоты порядка 4000 м. Это хоть и не слишком дёшево, но б/м надёжно, в отличие от воздушного шара.
Позволю пару замечаний.
На Кавказе 4000 метров это уже зона вечных снегов и ледников. Над снегом и льдом только торчат скалы и морены. Но это не главное. Ближайшая дорога, по которой можно подъехать автотранспортом заканчивается примерно на высоте 2500. Понятно цифры относятся к тем местам, где я когда-то бывал. Поэтому подниматься выше придется пешком, по туристской тропе, сами понимаете, что это такое. В принципе можно подъехать на машине и подняться примерно на 3500 - 4000 метров по канатке там, где есть какой-то лыжный курорт. Но я там был давно и какие там порядки сейчас просто не знаю.
Но главная проблема не в этом. Гор и перевалов высотой 4000 метров не так много.
Высоты в 4000 метром это уже главный кавказский хребет и это граница с Грузией. Поэтому оттуда пускать ракеты наверно не разрешат.
Разве, что договориться с Саакашвили и запустить первый грузинский спутник с той стороны границы. :D
Поэтому реальной является высота 3000 м. Там и снега летом нет и возвышенностей таких много и не совсем под самой границей. Если кто-то знает подходящие места на Кавказе, то тогда конечно, но на первый взгляд не видно.
Один вопрос по постановке задачи. Из правил этого приза:
Цитировать11. The Orbits
The satellite must complete a minimum of 9 orbits of the Earth, after its separation from or consumption of any items or consumables which put its weight over 19.99 grams. The orbits need not be regular, nor do they need to be at a constant altitude. No part of any orbit may be lower than 99.99 km above the surface of the earth.
Что конкретно считается орбитой? Можно ли сделать вертикальный запуск (выстрел) с такой ХС, чтобы полезная нагрузка имела время падения на землю более 9 суток, т.е. с точки зрения любого земного наблюдателя спутник 9 раз окажется над ним. :)
Типа cheating, ага. :) Зато не надо заниматься ориентацией и выдачей второго импульса на высоте.
ЦитироватьМожно ли сделать вертикальный запуск (выстрел) с такой ХС, чтобы полезная нагрузка имела время падения на землю более 9 суток.
С такой ХС можно сразу на Луну и не только. :wink:
ЦитироватьПри промышленном изготовлении "кокона" стеклопластикового корпуса - да запросто. Но цена... уж лучше взять топливо на ПХА.
Реально достижимо, на самодельном стеклопластике, с самодельной теплозащитой - ну около 7. Или 8.
Хм... А если поговорить с производителями удочек (отечественных)? Там неплохие углепластиковые трубки, и цена не пугает...Но это для верхних ступеней, конечно - диаметры маловаты.
ЦитироватьО карамели надо смело забывать изначально.
Если погоня за дешевизной - то Нитрат Аммония.
Вполне реально 200 у земли и побольше в вакууме.
Как-то слишком оптимистично... А нитрат аммония с чем? Там, наверное, нужно порядочное количество магния/алюминия/бора...
Кстати, полиборид магния (бор технический) можно получить в "гаражных" условиях, если это интересно, могу описать как.
В общем, самое реальное - сделать эскизный проект и поискать спонсора :) Ну, или просто опубликовать на радость народу :)
ЦитироватьА если поговорить с производителями удочек (отечественных)? Там неплохие углепластиковые трубки, и цена не пугает...Но это для верхних ступеней, конечно - диаметры маловаты.
Стеклопластиковую обечайку намотать из ленты не проблема почти в кустарных условиях. нужны лишь токарный станок, несложные приспособления, печь, технология всего этого и собственно сами материалы. Сложнее вмотать в конструкцию врехнюю крышку и сопло. впрочем можно и не вматывать, а механически закрепить...
А в чем проблема-то?
Делать как при производстве серьезных РДТТ: на оправку слой резины натянуть/склеить поплотнее, затем фланцы приложить (стянуть это по осевой не проблема - но, конечно, кой какие приспособы придется изготовить), затем еще слой резины и поверх уже мотать. В настоящих, правда, если не ошибаюсь фланцы в резину запекают заранее... ну не важно.
Мне кажется, некоторые проблемы возникнут со стабильностью характеристик. Запасы придется побольше класть. Но для низкого давления всяко легче металлического должно выйти.
Меня гораздо больше волнует проблема соплового блока. Вот где извилину напрячь придется...
Я и не говорил, что будет проблема. Я сказал, что готовый корпус для РДТТ (обечайка+верхний+нижний фланцы) сделать сложнее, чем просто одну обечайку
В свое время, я лично намотал наверное несколько тысяч таких "обечаек", только они были толстостенными и гибридными - внутри углеволокно, сверху - стеклопластик. И называлось все это, после некоторой механической обработки, подшипниками скольжения.
В принципе, вматывать можно не фланец, а готовый блок. Сопловой и врехний. А потом чрез сопло лить туда ТТ. Правда, с карамелью такое не "прокатит"...
Набросал небольшой спредшит вертикального старта карамельной ракеты... как бороться с аэродинамикой с такими перегрузками, характерными для карамели??? :(
Двухступенчатая ракета едва "добралась" до 10 км (это при ХС более 2 км/с (!!!)) :( причем разделение 1ой и 2ой ступеней произошло при таком скоростном напоре, что 2ая ступень почти 2/3 времени ТОРМОЗИЛАСЬ от аэродинамики, пока не набрала достаточного харакетристического ускорения, чтобы сравняться с аэродинамикой :(
Цитироватьпричем разделение 1ой и 2ой ступеней произошло при таком скоростном напоре, что 2ая ступень почти 2/3 времени ТОРМОЗИЛАСЬ от аэродинамики, пока не набрала достаточного харакетристического ускорения, чтобы сравняться с аэродинамикой :(
А может, воздушный старт поюзать? :?
...или Гималаи...
Цитировать...или Гималаи...
На них залезть дороже, чем с рампы Ан-26 с парашютиком агрегат выпнуть.
ЦитироватьЦитировать...или Гималаи...
На них залезть дороже, чем с рампы Ан-26 с парашютиком агрегат выпнуть.
сейчас проверю, кстати :)
Проверил... :) проку мало. выше ракета улетела на высоту сброса +20% :)
Цитироватьсейчас проверю, кстати :)
Проверил... :) проку мало. выше ракета улетела на высоту сброса +20% :)
А аэростатный старт посчитать можете? Тогда даже проще и дешевле, чем с парашютом (самоль не надо, нет критических операций по времени), только надо как-то азимут старта выставлять.
Я могу посчитать все , что угодно :)
Был бы смысл :)
Вполне можно вложиться в 4-5 ступеней, только масса всей связки не должна быть маленькой, к примеру 600кг.
200 сек на НА - вполне реально, работаю над этим, не всегда удачно :)
www.rlan.narod.ru/video/20508.wmv
www.rlan.narod.ru/video/020508.wmv
www.rlan.narod.ru/video/buhh.wmv
Ну, я еще в начале темы говорил, что с аэродинамикой траблы будут :roll:
Если я ничего не путаю, для борьбы с аэродинамикой надо:
а) увеличивать нагрузку на мидель (читай - увеличивать удлинение ракеты при прочих равных)
б) растягивать время работы нижних ступеней. Чтобы работали не в импульсном режиме, а непрерывно, пока не выпихнут ракету повыше. Километров до 20 хотя бы. С горячим разделением, чтобы не было провалов скорости.
И еще большой вопрос - стоит ли разгоняться с большим ускорением в плотной атмосфере. Может выгоднее будет подняться медленно, а ускоряться уже наверху.
Далее. Поприкидывал сегодня верхнюю ступень. Погорячились вы насчет совершенства ступени 10-20. Для ступени с килограммовым запасом топлива (2500*ln((20+100+1000)/(20+100))=5500 м/с) корпус с сопловым блоком в 100 грамм не уместить.
Силовая оболочка (толщиной по цилиндру, кстати, меньше миллиметра) уже грамм на 50-60 потянет. А еще сопловой блок. ТЗП там хоть и немного, но за 100 грамм оно перевалит не задумываясь.
Одно хорошо - воспламенитель можно на предыдущей ступени оставить.
Кстати, исходя из концепции растягивания во времени нижней половины АУТ, можно внизу применять одинаковые тандемно расположение ступени. Выбрать тягу таким образом, чтобы стартовая тяговооруженность была около двойки. Чем выше - тем больше будет ускорение.
Можно на базе унифицированых корпусов создать ряд двигателей, различающихся по тяге и времени работы. Внизу тяга побольше, но покороче, наверху - наоборот.
Я так думаю, если обе верхние ступени сделать высокотехнологичными, то можно ракету в 5-6 ступеней впихнуть. Нижние примерно по 1500 м/с УИ.
Цитировать
Допплер будет зверский. Наверное, может ограничить базу?
ЦитироватьКстати, исходя из концепции растягивания во времени нижней половины АУТ,
Думаю, это правильная концепция, хоть и сложная в реализации. Помимо минимизации аэродинамических потерь - существенно, что ограничением перегрузок можно повысить массовое совершенство. если говорить о твердотопливниках - то мы просто говорим о нерегрессивном (или прогрессивном) горении.
ЦитироватьЦитироватьКстати, исходя из концепции растягивания во времени нижней половины АУТ,
Думаю, это правильная концепция, хоть и сложная в реализации. Помимо минимизации аэродинамических потерь - существенно, что ограничением перегрузок можно повысить массовое совершенство. если говорить о твердотопливниках - то мы просто говорим о нерегрессивном (или прогрессивном) горении.
Мысль заходит на третий круг...
Ранее ведь в теме уже обсуждалось, что при существующих скоростях горения топлив такое возможно только при торцевом горении, а это вызывает сложности конструктивного исполнения донно-соплового блока из-за его перегрева.
ЦитироватьЦитировать
Допплер будет зверский. Наверное, может ограничить базу?
А что это даст? тогда уж лучше записать "сырой" сигнал, на
промежуточной частоте, а потом уже его обработать в режиме не реального времени с целью выделения сигнала.
ЦитироватьЦитировать
Допплер будет зверский. Наверное, может ограничить базу?
А что это даст? тогда уж лучше записать "сырой" сигнал, на
промежуточной частоте, а потом уже его обработать в режиме не реального времени с целью выделения сигнала.
ЦитироватьМысль заходит на третий круг...
Ранее ведь в теме уже обсуждалось, что при существующих скоростях горения топлив такое возможно только при торцевом горении, а это вызывает сложности конструктивного исполнения донно-соплового блока из-за его перегрева.
Я бы не был так категоричен.
Для современных ТТ при сравнительно низком давлении пожно получить скорость порядка единиц-десятков миллиметров в секунду. При диаметре корпуса в 200 мм уже реально вытащить время работы за отметку 10-20 секунд.
ЦитироватьПри диаметре корпуса в 200 мм уже реально вытащить время работы за отметку 10-20 секунд.
Даже этого мало, как показывают расчеты...
Вообще, на карамели даже если сделать 1ую "гигантскую" ступень (30 кг, например), все равно 3-4 ступени уйдут только на то, чтобы "вытащить" остальные на высоту (50-60 км), где аэродинамика уже не будет играть ключевой роли :(
А дальше - вперед, набирать 8-8,5 км/с...
ЦитироватьВообще, на карамели даже если сделать 1ую "гигантскую" ступень (30 кг, например), все равно 3-4 ступени уйдут только на то, чтобы "вытащить" остальные на высоту (50-60 км), где аэродинамика уже не будет играть ключевой роли :(
А я говорил, говорил!!!
Первая ступень должна набирать всего 250 м/с, видимо. Не страшно из этих 250 м/с потерять 200, лишь бы аэродинамическая стабилизация ещё держала. Потом - опять та же фигня, поднимаем скорость до трансзвуковой, и летим, сколько можем. И лишь на третьей "карамельной ступени" стоит уходить на сверхзвук.
ЦитироватьА дальше - вперед, набирать 8-8,5 км/с...
ЦитироватьА я говорил, говорил!!!
Первая ступень должна набирать всего 250 м/с, видимо.
Надо считать, оптимизировать... задача-то - детская, времени нет... поэтому и считаю на сделанном на коленке спредшите...
Igor, посчитай пожалуйста ;-) Мы тут все ждем, реального
распределения по весу для реальных топлив :-)
Не уже ли все так плохо :-( Масса какая-то запредельная получается(
А сколько карамель дает УИ? 140 из неё можно выжать?
Сможет ли сталь (стенки из стали) выдержать температуру карамели при торцевом горении?
Я тут пробовал двигатель с торцевым горением карамели и очень
маленькой критикой ~1,2мм. Давление было более 6М. Внутренний диаметр 24мм, тяга 1кг.
Двигатель нормально работал до длинны 100мм, это порядка 6-7с. После этого (для 150мм)
алюминь (2мм), из которого был корпус, перегревался.
Есть идея попробовать сталь, у неё Tплавления 1300. У алюминия была 680. Поможет?
А не проще ТЗП сделать?
Температура вроде не как у настоящих РДТТ - вряд ли за 2500 переваливает. При такой температуре даже 3-5мм резины секунд 10 продержатся, и защитят корпус.
ЦитироватьСможет ли сталь (стенки из стали) выдержать температуру карамели при торцевом горении?
В общем случае - нет. То есть, в равновесном процессе при бесконечном времени и конечной толщине стенок. Остальное - конкретика, к которой я даже не знаю, как подступиться.
Может, стоит подумать о титане - в связи с тем, что его поверхность хорошо преобразуется в покрытия (оксинитрид, диборид и так далее).
Да, (-) трудность обработки и сопряжения, но (+) - высокая удельная прочность.
А обязательно ли на первой ступени торцевик? Если на сверхзвук не лезть, то в диаметре мы не так уж ограничены... Канальное горение дает прогрессивную (без учета разгара критики) тягу (возможно, сказал неграмотно, в общем, зависимость тяги от времени АУТ ступени положительна).
------------
Оффтоп. Заглянул на днях в учебник, там пишется, что при разложении ПХА при t < 300 С выделяется закись азота (при более высоких температурах - оксид). Есть нездоровая мысль как-то его разлагать отдельно, и уже полученную газовую смесь подавать на сжигание горючего. Суть в том, что закись азота - таки окислитель (с образованием N2) - а вот NO - никак нет, ни в одном глазу.
С моей лично точки зрения идея торцевика глубоко порочна.
Торцевик либо не обеспечит нужной тяги, либо будет совершенно неприличного диаметра.
Постоянную площадь горения (достаточно постоянную) может обеспечить телескопический заряд. Его минус - вдвое больший при прочих равных диаметр по сравнению с канальным. Или в полтора по сравнению со звездообразным.
Если для нас критично именно время работы - можно снизить давление в КС. Это приведет так же к уменьшению площади горения, что есть гут.
Если пожертвовать коэффициентом объемного заполнения (читай - массовым совершенством) можно сделать канальный заряд с малой относительной толщиной свода топлива. В этом случае увеличение площади горения при разгаре будет пропорционально увеличению диаметра канала.
Но это все мало актуально для конкретной конструкции двигателя, пока не выбрано топливо.
Где бы взять скорость горения карамелы при нескольких значениях давления... скажем, от 1 до 20 атм.
ЦитироватьГде бы взять скорость горения карамелы при нескольких значениях давления... скажем, от 1 до 20 атм.
В спредшите Ричарда Накки, я же уже писал!
Это ж искать надо. Жду пока мне кто-нибудь найдет :)
Шутка. Пошел копать.
Эх, не нравится мне это...
С одной стороны, есть такой вот красивый график:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/59962.gif)
Там вообще-то про карамель не написано, но по цифрам очень-очень-очень похоже.
С другой - есть вот такие экспериментальные данные:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/5544.gif)
Вот этот загиб наверх слева меня сильно-сильно смущает.
Такое ощущение, что это топливо, грубо говоря, по экспериментальным данным имеет практически две скорости горения: одна для атмосферы, другая, практически слабл зависящая от давления, для двигателя.
Я озадачен...
ЦитироватьIgor, посчитай пожалуйста ;-) Мы тут все ждем, реального распределения по весу для реальных топлив :-)
Баллистику ракеты я посчитаю, более того - выдам рекомендации по распределению весов ступеней и порядке их работы. Но! Для этого мне нужны данные о массово-энергетических характеристиках ступеней на различных видах топлива и с различными корпусами... Не обязательно точные значения, достаточно характерных или разбега параметров...
По поводу графика, сам лично проверял в двух точках
при атмосверном давлении 2.4мм, при 6MP около 10мм.
Так что график там линейный.
ЦитироватьПо поводу графика, сам лично проверял в двух точках
при атмосверном давлении 2.4мм, при 6MP около 10мм.
Так что график там линейный.
Чтобы утверждать, что зависимость линейная, надо как минимум три точки проверить :)
Я, конечно, понимаю, что через любые две точки можно провести линию, но все же ))))
Насчет массово-энергетических характеристик...
Я бы ориентировался на следующие цифры:
Нижние ступени: УИ=1200 м/с. М0/Мк=2..3, не более 4 (для двигателя, а не для ступени).
Верхние...: наверное, как у серьезных РДТТ. УИ=2200..2500 м/с, М0/Мк=3..5
Но это все мое личное имхо.
ЦитироватьНижние ступени: УИ=1200 м/с. М0/Мк=2..3, не более 4 (для двигателя, а не для ступени).
Хм... с такими характеристиками вообще никуда не улетим...
К тому же, мнения разделились: Андрей Суворов считает, что для карамели можно пустотный УИ принять 140...150, что, в принципе, и составит около 120 с на земле. ;)
Однако, расхождения в оценке массового совершенства, отличается существеннее: до 6 в бумажном корпусе...
Ну, и еще возникает вопрос - какова скорость горения? Необходимо ли увязывать давление в РДТТ со скоростью горения (значит и массовым расходом и, возможно, УИ) и толщиной обечайки (а значит и с массовым совершенством)? Или будем считать, что диапазон массового расхода поддается нашему контролю в широком диапазоне без изменения УИ и массового совершенства?
Кроме того, я не силен в любительском ракетостроении, поэтому для меня остается открытым вопрос о массе межступенчатых отсеков (переходников), систем передачи горения на верхние ступени и прочего оборудования, напрямую не связанного непосредственно с двигателем, а являющегося частью ступени... кто бы помог оценить эти массы?
ЦитироватьИли будем считать, что диапазон массового расхода поддается нашему контролю в широком диапазоне без изменения УИ и массового совершенства?
Если для вас на данном этапе не критичен диаметр, то, да, именно так считать и стоит. Давлением будем подгонять время работы, а удлинением заряда необходимую для требуемого массового расхода (читай - тяги) площадь горения.
ЦитироватьК тому же, мнения разделились: Андрей Суворов считает, что для карамели можно пустотный УИ принять 140...150, что, в принципе, и составит около 120 с на земле. ;)
120 на земле экспериментально достигнуто. 113 получал лично я сам, 117 - Serge77
ЦитироватьОднако, расхождения в оценке массового совершенства, отличается существеннее: до 6 в бумажном корпусе...
Чертёжная бумага на эпоксидном клею - тоже проверено экспериментально. Заряд в 6 кг успешно отработал в корпусе массой около 1 кг, правда, сопло было довольно тяжёлым, его вес в весе корпуса учтён не был.
ЦитироватьНу, и еще возникает вопрос - какова скорость горения?
Обычно закон скорости горения - степенная функция, причём, показатель степени у любительских топлив должен быть достаточно низким, чтобы топливо было безопасным. Если аппроксимировать приведённые Наккой точки степенным графиком, там получается что-то в районе 0,36, или 0,39, и этому закону карамель реально подчиняется. Плюс-минус невоспроизводимости.
Т.е. мои измерения в двигателях с толщиной свода шашки от 8 до 24 мм подтверждают расчёты по спредшиту Накки.
ЦитироватьНеобходимо ли увязывать давление в РДТТ со скоростью горения (значит и массовым расходом и, возможно, УИ) и толщиной обечайки (а значит и с массовым совершенством)? Или будем считать, что диапазон массового расхода поддается нашему контролю в широком диапазоне без изменения УИ и массового совершенства?
От 8 атмосфер где-то карамель работает вполне удовлетворительно, так что, обечайку можно делать достаточно тонкой. Бумажные двигатели обычно делаются на 10-15 атмосфер.
ЦитироватьКроме того, я не силен в любительском ракетостроении, поэтому для меня остается открытым вопрос о массе межступенчатых отсеков (переходников), систем передачи горения на верхние ступени и прочего оборудования, напрямую не связанного непосредственно с двигателем, а являющегося частью ступени... кто бы помог оценить эти массы?
Вот тут-то и зарыта целая собачья стая! :) Электрическую систему воспламенения, вместе с таймером, можно упихнуть в 10 граммов, но ещё 30 граммов минимум будет весить батарейка для этого, и ещё граммов 10 на каждый килограмм карамели нужно вторичного воспламенительного состава.
Но это всё меркнет при сравнении с механизмами разделения. Самое разумное и реализуемое, что я придумал - пружинные толкатели со стяжкой из полипропиленовой соломки, пережигаемой нихромом.
ЦитироватьВот тут-то и зарыта целая собачья стая! Электрическую систему воспламенения, вместе с таймером, можно упихнуть в 10 граммов, но ещё 30 граммов минимум будет весить батарейка для этого, и ещё граммов 10 на каждый килограмм карамели нужно вторичного воспламенительного состава.
Но это всё меркнет при сравнении с механизмами разделения. Самое разумное и реализуемое, что я придумал - пружинные толкатели со стяжкой из полипропиленовой соломки, пережигаемой нихромом.
А может проще?
Заряд предыдущей ступени делается глухим со стороны переднего днища. В переднем днище делается небольшое сопло, которое вскрывается когда остается слой топлива на 0,5-1,5 секунды работы. Струя истекающая из этого сопла направленя прямо в канал следующей ступени. Обеспечивает воспламенение и какое-то тепловое сопровождение до того как из двигателя не начнется сверхзвуковое истечение. А дальше предыдущий двигатель выгорает, следующий выходит на режим и происходит горячее разделение.
Ступени при этом одну в другую можно просто вставить с небольшим натягом... Или предусмотреть разрушаемое соединение.
Только надо будет предусмотреть окна для стекания газа из переходного отсека, а то забросом давления может и двигатель порвать...
У меня тут идея в голову стукнула (вчера вечером ;) )... А может не стоит делать вертикальный старт, а использовать атмосферу для частичной компенсации гравитационных потерь. Т.е. сделать из ступеней нечто похожее на летающее крыло. При этом одновременно работают торцевые ступени и по мере их выгарания длина (и возможно конфигурация) крыла уменьшается...
Интересная идея!
Ракета получается дофигаступенчатой...
Вот только механизм сброса отработавших крайних движков ужас вызывает... Хотя можно сделать таймер, который будет их одновременно с двух сторон отстреливать при Т.горения (замеренного на земле) плюс секунд 10.
ЦитироватьЧертёжная бумага на эпоксидном клею - тоже проверено экспериментально. Заряд в 6 кг успешно отработал в корпусе массой около 1 кг, правда, сопло было довольно тяжёлым, его вес в весе корпуса учтён не был.
Но мне то нужны полные массы - "сухая" ступени и "залитая" ТТ, со всей "фурнитурой"...
ЦитироватьНо это всё меркнет при сравнении с механизмами разделения
А вот и ответ:
ЦитироватьСтупени при этом одну в другую можно просто вставить с небольшим натягом...
Считайте для нижних ступеней абсолютное значения масс исходя из отношения массы корпуса (со всей фурнитурой) к массе топлива - 1/3.
Отливать большую массу карамели, полагаю, будет непросто... Но заряд килограмм до 30 в крайнем случае можно сделать составным.
Вам нужны конкретные значения масс двигателя, или эти значения будут получаться из ваших расчетов?
Если нужны... ну, давайте примем массу двигателя нижних ступеней в 12 кг. Масса топлива в них, соответственно, 9 кг.
Например.
800-900 грамм карамели отливаются без напряга. Думаю, 1,5 кг тоже легко. Что же касается 3 кг - большую шашку можно разделить на 2 части, и забронировать один из торцов у каждой половинки. Так что заряд в 30 кг - можно и технически не очень сложно.
Карамельные движки очень часто имеют составной заряд, это связано с тем, что, при цилиндрическом канале, приблизительно нейтральный или слабо регрессивный, что иногда выгоднее, профиль горения, можно реализовать лишь при определённом соотношении длины шашки и диаметров - наружного и внутреннего, при условии, что шашка горит ещё и по обоим торцам, а забронирована только наружная цилиндрическая поверхность. Если забронировать один торец, шашка становится вдвое короче при том же профиле.
Делать же звездообразный канал в хрупком топливе нереально.
Звезды я и сам очень боюсь, но по другой причине - её считать сложно :)
Нет, как альтернатива канальному мне видится телескопический заряд. Он, правда, требует увеличенного вдвое диаметра при равном времени горения, зато полностью защищает цилиндрическую часть корпуса - меньше масса ТЗП.
Внутреннюю шашку, я полагаю, отлить особых проблем не составит... А внешнюю - большого удлинения и диаметра можно "собрать" из 6 сегментов. Правда, надо будет их склеить чем-нибудь теплостойким и эластичным... типа резинового клея, что ли...
ЦитироватьВам нужны конкретные значения масс двигателя, или эти значения будут получаться из ваших расчетов?
Нет, конкретных значений мне не надо. Мне нужны только относительные. Исключительно для того, чтобы посчитать баллистику...
Так как процесс проектирования ЛА, в основном, итерационный, то для прикидочных баллистических расчетов достаточно приближенных значений массово-энергетических параметров ступени с РДТТ. В общем, я уже понял, на какие характерные значения я могу расчитывать. С карамелью все понятно.
А какие значения этих характеристик будет у перхлоратных РДТТ? и насколько вообще реально "на коленке" сделать такой движек? И, если реально - почему бы все ступени не сделать на таком "хай-тэковом" :) топливе?
Это все технические вопросы...
Но есть и вопросы, связанные непосредственно с моделированием полета.
1. Насколько я понимаю, чисто в теории, невозмущенного (вне атмосферы и если пренебречь гравитационной стабилизацией) движения идеальной ракеты, закручивать ее для стабилизации вокруг продольной оси и не надо. Так?
2. Считать аэродинамические моменты и, в особенности колебания, мне не охота :) поэтому будем считать ступени, летящие в атмосфере аэродинамические стабилизироваными. Так? (хотя тут возникает такая проблема - до каких пор (до каких высот) считать угол тангажа равным углу наклона вектора скорости? конечно, можно привести одно из уравнений движения к виду d(tetta)/dt=..., но это, имхо, маразм :) )
Вообще, эта проблема мне кажется достаточно серьезной. т.к. управления для всех ступеней не предусмотрено, поэтому мы не можем, как ratman в своем спредшите жестко посекундно задавать (считать оптимальное значение) угол тангажа. Таким образом, если не учитывать стабилизирующий момент от аэродинамики, то угол тангажа остается на всем протяжении АУТ равным стартовому, что конечно неверно. С другой стороны, если поступить честно, и считать этот момент, то потребуется слишком уж дофига дополнительных параметров, типа центров масс и центров давления, моментов инерции ступеней, гораздо более точного знания аэродинамических коэффициентов... Само по себе это уже дискредитирует идею баллистического расчета не привязанного к конкретным габаритам и массам ракеты. Кроме того, появляется дополнительный дифур, а в колебательном движении он потребует явно гораздо меньшей дискретизации численного метода решения системы дифуров и спредшит становится сверхраздутым. Ну, и помимо вышеперечисленного, при выходе ракеты из атмосферы останется остаточное вращение ступени, которое будет, имхо, мало похожим на реальное, ибо небольшой разбег в начальных данных приведет к серьезным (вплоть до смены знака) отличиям во вращении... :(
3. Профиль тяги по времени каждой ступени будем считать зависящим только от противодавления, или предусмотреть "регулирование" массового расхода ("дросселирование"/"форсирование")?
4. разделение "мгновенное"?
5. длительность баллистических пауз сделать по времени или по событию (например, достижение макс.высоты)?
6. 10-ти ступеней хватит? ;) хм... т.е. 8, вложений условий в Excel'e 8 допускается, а заморачиваться не охота :D
и т.д.
ЦитироватьВот только механизм сброса отработавших крайних движков ужас вызывает...
Да нет, сбрасывать не сложно - в конце перегорающая нить(штырь) с пружиной. Сложнее поджечь следующую ступень т.к. предыдущая заканчивает горение сверху...
ЦитироватьВообще, эта проблема мне кажется достаточно серьезной.
...как оказалось - очень серьезной...
Расчет баллистики материальной точки превращается в расчет баллистики вполне материального тела с вполне осязаемыми габаритами.
Неуправляемый полет предполагает расчет стабилилирующего аэродинамического момента, а это означает, в свою очередь, что нам необходимо знать зависимости положения центра масс, центра давления, подъемной силы, момента инерции от времени, угла атаки, высоты, скорости... Увольте-с... :)
ЦитироватьА какие значения этих характеристик будет у перхлоратных РДТТ?
205-215 с у Земли экспериментально достигнуто. На вполне любительских (без металла) топливах.
Цитироватьи насколько вообще реально "на коленке" сделать такой движек?
С вкладным снаряжением - абсолютно реально. Но максимальное время работы - секунд 6, дальше сопло становится не по зубам любительским технологиям.
Понятно, что, при вкладном снаряжении, массовое совершенство будет невысоким.
ЦитироватьИ, если реально - почему бы все ступени не сделать на таком "хай-тэковом" :) топливе?
Перхлорат аммония дорог очень, 10-20 евро за килограмм. И дефицитен выше крыши.
Из любителей, с которыми я знаком, хотя бы через вторые руки (через третьи уже не считаю), только у RLAN-а более-менее внятные результаты с перхлоратными топливами, но и у него нет даже 70% надёжности для движков со скреплённым снаряжением. С вкладным - ну, можно сказать, характеристики приемлемые для любительских технологий, не хуже, чем у Kye Michaelson'a. Правда, у того был скреплённый заряд, но, по факту, надёжность в полёте 50% (предыдущая ракета за 2 года до GoFast - прогар на 3й секунде). На стендах надёжность не знаю, какая, но, пишут, что они сожгли не меньше дюжины 6- и 8-дюймовых движков, и, как минимум, один полноразмерный.
ЦитироватьЭто все технические вопросы...
Но есть и вопросы, связанные непосредственно с моделированием полета.
1. Насколько я понимаю, чисто в теории, невозмущенного (вне атмосферы и если пренебречь гравитационной стабилизацией) движения идеальной ракеты, закручивать ее для стабилизации вокруг продольной оси и не надо. Так?
Даже если и так, что это даёт? у РДТТ сопло эродирует неравномерно, даже у промышленного, и, без УВТ или закрутки, ракета уйдёт с траектории практически мгновенно.
Цитировать2. Считать аэродинамические моменты и, в особенности колебания, мне не охота :) поэтому будем считать ступени, летящие в атмосфере аэродинамические стабилизироваными. Так? (хотя тут возникает такая проблема - до каких пор (до каких высот) считать угол тангажа равным углу наклона вектора скорости? конечно, можно привести одно из уравнений движения к виду d(tetta)/dt=..., но это, имхо, маразм :) )
При скорости полёта в 6 махов можно держаться за воздух до высоты 45 км. Меньше скорость - меньше высота. Для 3 махов предел - 30 км.
ЦитироватьВообще, эта проблема мне кажется достаточно серьезной. <МНОГА> :(
Насколько я понимаю суть проблемы, для Лямбды-4 и Мю-5 эта задачка была решена, для лямбды, по большей части, за счёт экспериментальной отработки (что-то под 200 ракет в двух- и трёхступенчатом вариантах). Для Мю уже использовалось моделирование.
Цитировать3. Профиль тяги по времени каждой ступени будем считать зависящим только от противодавления, или предусмотреть "регулирование" массового расхода ("дросселирование"/"форсирование")?
Вообще говоря, для цилиндрического канала истинно нейтральный профиль тяги не получить. Всегда будет такая "шапочка". А делать звезду и трудно, и опасно.
Цитировать4. разделение "мгновенное"?
длительность переходного процесса (постулированное) - 0,5 секунды. Время выхода двигателя следующей ступени на режим 70-90% (по статистике) - 0,15 секунды.
Цитировать5. длительность баллистических пауз сделать по времени или по событию (например, достижение макс.высоты)?
Как оптимальнее. Мы НЕ ОБЯЗАНЫ НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ систему ориентации, желательно только обойтись без УВТ. А датчик давления дёшев, мало весит, надёжен и т.д. Считаай, что статическое и полное давление известны, и цена этого знания - 100 граммов.
Что же касается твердотельного гироскопа и датчика ориентации по Солнцу, тут имеется дефицит экспериментальных сведений, т.к. работа вот сейчас идёт :)
Цитировать6. 10-ти ступеней хватит? ;) хм... т.е. 8, вложений условий в Excel'e 8 допускается, а заморачиваться не охота :D
и т.д.
Даже при любительском изготовлении перхлоратных движков на 1 км/с на ступень надеяться можно смело, так что, хватит :)
GoFast имела ХС около 1900 м/с, 130 м/с гравитационные потери, остальное - аэродинамические, но надо учесть, что стартовая высота их "полигона" - метров 250 (а не 120, как в Москве и вокруг) над уровнем моря.
Для 10 ступеней, если даже удастся добиться надежности двигателя 0,9 , общая надежность получится 0,34. Т.е. из трех полетов только один будет без проблем с двигателями. Если сюда добавить надежность других систем, то ... В общем, бумага все стерпит, но не все выдержит :(
В общем, сделаю спредшит... пусть будет...
P.S.: Заметьте, сроков не оговариваю ;)
ЦитироватьДля 10 ступеней, если даже удастся добиться надежности двигателя 0,9 , общая надежность получится 0,34. Т.е. из трех полетов только один будет без проблем с двигателями. Если сюда добавить надежность других систем, то ... В общем, бумага все стерпит, но не все выдержит :(
почему надежность должна составить 0.9? не думаю, что надежность
обратно пропорциональна массе двигателя(блока). Из опыта
после наработки навыков изготовления двигатели из карамели 12мм
работают с надежностью 0.95-097. Пусть для нижних 3х будет 0.9,
для верхних 0.96. тогда Надежность составит 0.54 ;-) 1/2 что уже
позитивно. Но думаю, еще очень большой вопрост надежность системы
разделения :-(
2Igor ;-) заметили, но ждем
ЦитироватьЦитироватьВот только механизм сброса отработавших крайних движков ужас вызывает...
Да нет, сбрасывать не сложно - в конце перегорающая нить(штырь) с пружиной. Сложнее поджечь следующую ступень т.к. предыдущая заканчивает горение сверху...
Ракет сам делал много в детстве.
Система разделения в этом варианте вызывает ужас количествон синхронных срабатываний. Хоть одна отойдет не вовремя - все, пепелац сойдет с траектории...
А вот систему поджигания с современными технологиями сделать проще простого:
Програмируемую однокристальную эвм с питанием и т.д. в спичечный коробок засунуть можно. И стоить она будет копейки. Работа программиста дороже намного (хотя можно найти энтузиаста на халяву - сам бы помог, но асму для этого я не знаю и живу далеко).
И, помните - как в детстве - разбитая лампочка в сопле, проводочки. Обязательно "Большой Страшный Пульт с Большой Красной Кнопкой" :D - впечатление производить на девченок :) :oops: 8)
Только кнопку жать будет микро-бцвк.
П.С. Систему разделения, не полагаясь на традиционные в ракетомоделизме способы лучше поручить тоже ему - типа самодельных микропироболтов.
ЦитироватьРакет сам делал много в детстве.
Система разделения в этом варианте вызывает ужас количествон синхронных срабатываний. Хоть одна отойдет не вовремя - все, пепелац сойдет с траектории...
Первый догоревший отбрасывает себя и синхронно работающую пару.
ЦитироватьА вот систему поджигания с современными технологиями сделать проще простого:
Програмируемую однокристальную эвм с питанием и т.д. в спичечный коробок засунуть можно. И стоить она будет копейки. Работа программиста дороже намного (хотя можно найти энтузиаста на халяву - сам бы помог, но асму для этого я не знаю и живу далеко).
С Асмом я и сам справлюсь. Вплоть до системы навигации на однокристальных акселерометрах. Но тут самое слабое место - источник энергии и запал для поджига. Это или не надежное срабатывание или большая масса. Кстати, та-же проблема с рулями - масса и габариты источника и исполнителей.
ЦитироватьП.С. Систему разделения, не полагаясь на традиционные в ракетомоделизме способы лучше поручить тоже ему - типа самодельных микропироболтов.
Тот-же недостаток, что и при не синхронном разделении. Или разделять заранее до выгарания одного из двигателей или разделять после, но без гарантии, что один из них не проработает дольше второго.
ЦитироватьТот-же недостаток, что и при не синхронном разделении. Или разделять заранее до выгарания одного из двигателей или разделять после, но без гарантии, что один из них не проработает дольше второго.
Вот-вот. Самая большая проблема... :roll:
А вы знаете, мне тут еще идиотская мысль пришла в голову - а что мешает добраться до орбиты "пешком"?! Т.е. используя двигатель с малой тягой и Солнышком в качестве источника энергии.
Неа. Гипотенуза. Именно потому что малой тяги. Пока это солнышко нас до 8 км/с разгонит - аппарат успеет раз 200 на землю упасть.
Хм. За каким-то существом повесил картинку воспламенения/разделения ступеней в НК-приз.
Пересовываю сюда.
Моё видиние системы разделения нижних ступеней без временной задержки. Скорее даже с отрицательной задержкой :) - горячее разделение.
(http://files.lealta.ru/img/7/7st_lstrzd.gif)
Свод топлива закрывает сопло в переднем днище.
Как только топливо догорит до сопла - струя из него дует в сопло двигателя следующей ступени и запускает его. Время работы пускового сопла определяется оставшимся сводом топлива (заштрихован такой же крупной клеткой что и основной заряд, но повернутой на 15 градусов).
Вторая ступень вставлена в первую с небольшим натягом.
Для сброса газов двигателя следующей ступени и пускового сопла до выхода двигателя на режим предусмотрены спец окна (условно показаны черточками на стенках).
ЦитироватьНеа. Гипотенуза. Именно потому что малой тяги. Пока это солнышко нас до 8 км/с разгонит - аппарат успеет раз 200 на землю упасть.
А мы ему не дадим упасть. Пусть он будет опираться об атмосферу. И по мере увеличения скорости переходить к более разряженным ее слоям сохраняя, скажем, постоянным величину подъемной силы при разных скоростях полета.
ЦитироватьВторая ступень вставлена в первую с небольшим натягом.
ИМХО не стоит судить о ракете, которая будет летать в атмосфере с неслабыми махами, по "карандашам", которые мы делаем из картона и МРД. Я боюсь, что этот "натяг" порвет нагрузкой. Надо считать. Я не умею считать такие сочленения.
Натяг считается сравнительно легко.
Для композитов, правда, могут быть нюансы...
Посчитать можно. Причем можно сделать длину "стакана" побольше - это снизит требования к самому соединению
ЦитироватьНатяг считается сравнительно легко.
Не совсем понятно, зачем там вообще натяг??? Можно и с зазором, ведь нижняя ступень будет "подпирать" врехнюю на этапе работы ДУ, в верхняя, наоборот, будет "вдавливаться" в нижнюю скоростным напором. Главное, обеспечить соосность и чтобы не было "болтанки" ступеней относительно друг друга в плоскостях, проходящих через ось ракеты.
Да, все верно. Просто в моем представлении "легкий натяг" - это как раз сочетание диаметров, исключающее болтанку.
А если в "стакане" нижней ступени сделать пропилы под стабилизаторы верхней - можно еще сильнее снизить допуски на диаметры. Правда, для жесткости придется стенку стакана потолще сделать.
Зарегистрировались первые четыре команды:
http://www.n-prize.com/teams.html
Зарегистрировалась уже 21 команда.
Правда у некоторых нет собственного сайта, а те у которых есть, некрасивые 3D-модельки и не более того. Неясно будут ли хотя бы попытки пуска или совсем НННШ.
поднял тему[/size]
Новости N-prize
Английский рекорд - 32 км
http://www.srcf.ucam.org/cuspaceflight/news.php
(интересно, а в мировом масштабе какой и чей ?)
Другая английская группа на стадии железок - http://www.nebula-prize.com/news/news.asp
ЮАРовский рекорд - 10 км
http://www.sarocketry.co.za/
Должна была быть первая попытка запуска ракеты на N-приз от группы Прометеус (вот каков результат, не сообщили)
http://www.teamprometheus.org/Media.html
А здесь утверждают, что создали уникальный пульсирующий двигатель (если правильно перевел - 600 импульсов в секунду, малый расход топлива, выгоден для первой ступени)
http://aerosplice.com/