Проблемы с Аресами

[DAP]

Основной вариант решения проблемы - использование парашютов спасения ступени в качестве демпфера + прямо под сиденьями еще че нить.
Движки - это то что осталось от всех активных схем. На случай если захотят подавить колебания на порядок.

Им пока не хватает демпфера и сидений для достижения уровня, приемлемого для человеческой работы. Так что активные движки рассматриваются. Но некрасиво уж больно они там выглядят...

[Shestoper]

В принципе, было бы логично поставить на тяжелый Арес-5 4 стандартных шаттловских ТТУ и, наплевав на оптимальность, оставить ЦБ в диаметре 8,4 м. Правда, неясно, чпособен ли СК Шаттла, даже в модернизированном виде, "поглотить" такие нагрузки. А вместо Ареса-1, да, моджно было довести Дельту-4Хэви. Проблема в том, что Дельта уже создана, и много денег на модернизацию не "спилишь". А надо кормить целую ораву специалистов, занимавшихся производством и эксплуатацией Шаттлов :roll:

А почему нельзя увеличить диаметр ЦБ при 4 стандартных ТТУ? Чтобы крепления ТТУ на межбаковый отсек попадали? Так это длину лимитирует, не диаметр.
4 ТТУ (пятисегментных) и 10-метровый ЦБ (объемом раза в два больше шаттловского) - такой Арес мне изначально был симпатичен, пусть даже под него нужно делать новый старт. Тонн 180-200 на LEO вытаскивал бы без проблем при массе ~ 5000 тонн

[mrvyrsky]

Ага, все, понял.
Короче, про эти колебания разговор идет уже давно, чуть ли не год. Всплыло когда стали считать 5-ти сегментный ТТУ. То, что до сих пор не придумали как с этим бороться и то, что проблема по мере расчетов только усугубляется - очень плохой знак. Настоящие китайские пионэры, чё тут скажешь?

 Был же в предварительных рисунках Ареса 1 вариант с параллельным расположением двух 3ёх сегментных ТТУ (ещё с надписью "Glagiator" на центральном водородном баке).
 И "пионеры"- вовсе не китайские и не пионеры,- просто инерция соревнования с русскими; на новой фазе этногенеза- в маразматических решениях с максимальным откатом.  :?

Да уж, дух Ангары перелетел океан...

[Agent]

Им пока не хватает демпфера и сидений для достижения уровня, приемлемого для человеческой работы. Так что активные движки рассматриваются. Но некрасиво уж больно они там выглядят...

А ежли попросту не работать первые 2 минуты после старта?

[mrvyrsky]

Им пока не хватает демпфера и сидений для достижения уровня, приемлемого для человеческой работы. Так что активные движки рассматриваются. Но некрасиво уж больно они там выглядят...

А ежли попросту не работать первые 2 минуты после старта?

Это смотря как трясёт... Растрести может так, что и за час в себя не придёшь. Вспоминаю "дорогу к звёздам", бишь от Мирного к Плесу. Я час в себя после неё приходил!

[DAP]

Некоторые показавшиеся мне интересными замечания участников NSF по теме.

С точки зрения сложности контроллера (который должен управлять жидким двигателем, частота колебаний 5-ти сегментного блока около 12 Hz. Так что контроллер должен работать на частоте от 60 до 120 Hz. Что означает, что ускорения надо мерять на частотах от 500 до 1000 Hz.

In terms of controller complexity, the TO for the 5-segment is ~12 Hz.  So you want to run your controller at 60 to 120 Hz.  Which means you want to measure the accelerations at 500 to 1000 Hz.

А еще не существует клапанов, которые могли бы управлять двигателями с той точностью, которая требуется (так быстро и так точно) для компенсации колебаний (приблизительно 15 импульсов в секунду с точностью до 1/50 секунды).

And there don't appear to be any valves for thrusters *in the performance class they actually need* which can operate as fast and as accurately as they need them to (cycle ~15 times per second, accurate to ~1/50th of a second) so those need to be invented first too

Парадемпфер (демпфер колебаний за счет массы парашютного отсека) уменьшает колебания до +/- 3G, предел, который был установлен НАСА при разработке Титана II - +/- 0,25G. (Цифры по парадемпферу не окончательные, так как это прикидка с более раннего варианта, а по нему самому расчетов еще нет).

If I read correctly the parasorbers will reduce the TO to something like +/-3G and, the limits NASA imposed during the development of the Titan II were +/-0.25G

Проблемы с TMA (предшественник парадемпфера) и с парадемпфером в том, что они должны быть настроены на определенную частоту и узкий диапазон амплитуд. Вне этой частоты, они не будут приносить никакой пользы.

Но никакие два цикла колебаний при работе твердотопливного двигателя не будут идентичны. Частота меняется незначительно, но амплитуда меняется крайне сильно в зависимости от соотношения масса ракеты/импульс, которое само по себе есть функция от количества оставшегося топлива в соотношении с импульсом первой ступени в данную секунду работы двигателя.

Парадемпфер будет работать эффективно - сглаживая силы до 1/2-1/3 на протяжении очень короткого участка подъема, но он будет бесполезен на остальных участках. То есть он позволит сгладить участок максимальных колебаний, но никак не решит проблему все же очень значительных сил в другие моменты подъема в течение первых 2 минут.

The issue with the TMA and also the Parabsorber is that it must be tuned for a particular frequency and a small range of amplitudes.   Outside of that frequency range, it won't have any positive effects.

And no two 'cycles' of TO are going to be the same.   They change frequency slightly, but change amplitude greatly as a function of how much thrust:weight the vehicle has - which is itself a function of the amount of propellant which has burned vs. how much thrust the First Stage is producing at any given second during the ascent.

The Parabsorber will work quite effectively - damping the forces to about 1/2 to 1/3 for one small portion of the ascent, but it won't do anything beneficial anywhere else in the ascent.   While the peak TO forces must certainly be dealt with, there is still very high forces being applied almost all the way through the 2 minutes of FS flight.

С колебаниями есть две проблемы - сами по себе высокочастотные колебания от сгорания топлива, и потенциальный резонанс с базовыми колебаниями самого носителя. Парадемпфер, демпфирующие подставки для важных элементов корабля (включая экипаж) могут помочь решить первую проблему ( за счет уменьшения полезной нагрузки, естественно), но наиболее опасной является вторая. Тут парадемпфер не поможет, так как и он сам будет колебаться в такт базовой частоте носителя.

There are two concerns with thrust oscillation -- the high-frequency vibrations that result from the oscillation itself, and the potential for the TO to resonate with the fundamental frequencies of the launcher itself.  It's the latter effect that is the most dangerous -- the parasorber, shock-mounts for sensitive components (including crew), etc can compensate for the first (at a cost in weight, of course), but can do nothing about the resonance (the parasorber will vibrate at the vehicle frequency).

[DAP]

Два вопроса - сложный и тупой.

Сложный - как корректно переводится название проблемы колебаний.
По английски - thrust oscillation. Thrust по всей логике импульс,  oscillation - колебание. Вместе не смотрится. Наверное, для этой проблемы есть какое-то устоявшееся инженерное название на русском?

Тупой вопрос от неученого в технике :oops: . Почему они последствия для экипажа от колебаний и резонанса меряют в G? Как можно колебания мерять в единицах силы?

[Дмитрий В.]

Два вопроса - сложный и тупой.

Сложный - как корректно переводится название проблемы колебаний.
По английски - thrust oscillation. Thrust по всей логике импульс,  oscillation - колебание. Вместе не смотрится. Наверное, для этой проблемы есть какое-то устоявшееся инженерное название на русском?

Тупой вопрос от неученого в технике :oops: . Почему они последствия для экипажа от колебаний и резонанса меряют в G? Как можно колебания мерять в единицах силы?

По идее, thrust oscillation - это "колебания тяги". Колебания вызывают (неизбежно) дополнительные ускорения, которые традиционно измеряются в единицах "жэ".

[Guest1]

Продольные колебания. Еще со времен "Титана" так называют.

[Bell]

Два вопроса - сложный и тупой.
Сложный - как корректно переводится название проблемы колебаний.
По английски - thrust oscillation. Thrust по всей логике импульс,  oscillation - колебание. Вместе не смотрится. Наверное, для этой проблемы есть какое-то устоявшееся инженерное название на русском?

Вообще-то в ракетной отрасли thrust традиционно переводится "тяга [двигателя]".

А неужели нельзя побороть колебания профилированием заряда в ТТУ?

[Feol]

Думаю, что как ни профилируй, всё равно в конце канал станет круглым.

[Dude]

Почему они последствия для экипажа от колебаний и резонанса меряют в G? Как можно колебания мерять в единицах силы?

Переменные ускорения в точке где находятся астронавты измеряются в g. Представьте, что вы сидите привязанный на стуле, который приварен к стометровой трубе сравнительно небольшого диаметра. И по ней внизу начинают бить кувалдой с частотой 5-10Гц. Что с вами будет наверху?

[Андрей Суворов]

g - это не единица силы, а единица ускорения, приблизительно равная 9,81 м/с2

[DAP]

Почему они последствия для экипажа от колебаний и резонанса меряют в G? Как можно колебания мерять в единицах силы?

Переменные ускорения в точке где находятся астронавты измеряются в g. Представьте, что вы сидите привязанный на стуле, который приварен к стометровой трубе сравнительно небольшого диаметра. И по ней внизу начинают бить кувалдой с частотой 5-10Гц. Что с вами будет наверху?

Я буду трястись  :cry:   А величина, которую они пишут, это максимальное ускорение при перемене направления (на гребне волны?)?

[Feol]

Почему они последствия для экипажа от колебаний и резонанса меряют в G? Как можно колебания мерять в единицах силы?

Переменные ускорения в точке где находятся астронавты измеряются в g. Представьте, что вы сидите привязанный на стуле, который приварен к стометровой трубе сравнительно небольшого диаметра. И по ней внизу начинают бить кувалдой с частотой 5-10Гц. Что с вами будет наверху?

Я буду трястись  :cry:   А величина, которую они пишут, это максимальное ускорение при перемене направления (на гребне волны?)?

Не совсем точная аналогия. Точнее будет так. Вас трясут сверху вниз с максимальным ускорением в заданое число g. Если это, допустим, 3 g, то вы будете ощущать, что ваша голова то пытается войти в шею с усилием килограммов 30 + текущее ускорение РН, то есть где-то 50 - 60 кг. То пытается оторваться от шеи с усилием в те же 30 кг. минус текущее ускорение РН. И толчки-рывки сменяют друг друга где-то с десяток раз за секунду. Итого будет примерно 1000 - 1500 попыток вдавить или оторвать башку от шеи  

[Bell]

Вобщем полеты на Луну у них будут ПОТРЯСАЮЩИЕ!  :mrgreen:

[DAP]

Не совсем точная аналогия. Точнее будет так. Вас трясут сверху вниз с максимальным ускорением в заданое число g. Если это, допустим, 3 g, то вы будете ощущать, что ваша голова то пытается войти в шею с усилием килограммов 30 + текущее ускорение РН, то есть где-то 50 - 60 кг. То пытается оторваться от шеи с усилием в те же 30 кг. минус текущее ускорение РН. И толчки-рывки сменяют друг друга где-то с десяток раз за секунду. Итого будет примерно 1000 - 1500 попыток вдавить или оторвать башку от шеи  

ООО, спасибо, вот так понятно! А нельзя (на таком же уровне технической грамотности собеседника) пояснить - колебания идут вверх вниз или вправо влево? Если судить по вышеприведенному объяснению (вверх-вниз), но непонятно, откуда такие колебания возникают в твердотопливном двигателе.

[Agent]

Некоторые показавшиеся мне интересными замечания участников NSF по теме.
....

Я вам советую игнорировать посты директчиков. А особенно kraisee - неоднократно замечен в подтасовке фактов ради своей идеи фикс.
Тут скоро автомобили с электронными клапанами в серию пойдут, а у него и на 50Гц "не существует"

[Дмитрий В.]

Некоторые показавшиеся мне интересными замечания участников NSF по теме.
....

Я вам советую игнорировать посты директчиков. А особенно kraisee - неоднократно замечен в подтасовке фактов ради своей идеи фикс.
Тут скоро автомобили с электронными клапанами в серию пойдут, а у него и на 50Гц "не существует"

Как это игнорировать? DIRECT  одна из самых занятных тем :wink:

[Agent]

Как это игнорировать? DIRECT  одна из самых занятных тем :wink:

Это поначалу так.  Потом надоедает пережевываение одного и того же.
А с ихней манерой лезть во все темы и флудить на предмет что это все фигня, а вот их директ во все дырки затычка - начинаеш уже прокручивать. Чисто местная кенгурятина, ток разбавленная правдоподобными (на первый взгляд) техническими деталями.