N-Prize

[Николай Дзись-Войнаровский]

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 :-)

Более-менее доступные аэростаты выводят сколько угодно на 10 км или 5-10 кг на 30 км.

[RadioactiveRainbow]

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?

Хм. Я бы сказал так:
Для околонулевой ПН, чисто теоретически, можно (даже с весьма посредственным УИ двигателей) уложить космическую ракету в несколько десятков килограмм.

[Peter]

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.

[RadioactiveRainbow]

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 ))

[Peter]

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...

[RadioactiveRainbow]

Ну, с горячим запуском можно и на земле отработать.

[Peter]

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).

[ааа]

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."

[RadioactiveRainbow]

А перечень основных причин там не приводился?

[ааа]

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.

[RLAN]

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

[RadioactiveRainbow]

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.

[RLAN]

Так про то и разговор.
То, что улетает, без всего подготовительного этапа, без стоимости работ все равно будет намного дороже.
Если не заниматься подтасовкой.

[поверхностный]

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.

[RadioactiveRainbow]

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.

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

[Pyhesty]

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.

[RadioactiveRainbow]

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.

[RadioactiveRainbow]

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?

[Игорь Суслов]

Вопрос. 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.

[Pyhesty]

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.

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...