N-Prize

[Александр Ч.]

Может 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

[Андрей Суворов]

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.

[Игорь Суслов]

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.

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?

[RadioactiveRainbow]

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...

[Андрей Суворов]

Ты "руками" выбирал оптимальную траекторию (вернее, времена запусков ступеней)

Руками, да, мог что-нибудь пропустить...

или использовал какие то методы поиска экстремумов? Или вообще использовал ратмановский критерий "оптимальности", "зашитый" в спредшит?

Не, я этим пользоваться не умею...

[Игорь Суслов]

...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"?

[SAV]

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...

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?

[RadioactiveRainbow]

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.

[Андрей Суворов]

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.

[Peter]

Передатчик будет скорее всего маломощным. Для приема нужна хорошая направленная антенна

ЕМНИП, у первого спутника была мощность ватта три...

[Игорь Суслов]

Смотри.

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

[Игорь Суслов]

Передатчик 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"?

[RadioactiveRainbow]

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.

[Игорь Суслов]

Если все равно без системы ориентации не обойтись.....

Ох, чувствую - обойтись, ОБОЙТИСЬ!!!

[avmich]

Размера приза, боюсь, не хватит на получение разрешений на запуск :( . Конечно, автор соревнования не требует...

[Игорь Суслов]

А за деньги тут давно уже не говорят

[fagot]

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    

Т.е. такая Тор-Дельта без собственно Дельты На орбиту то хоть выходила?

[dan14444]

взялась нелинейность? (может, просто туплю).

Навскидку - аэродинамика, относительный вес вспомогательных элементов...

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.

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...

[Pyhesty]

Если 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.

[Pyhesty]

Если 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.