Comments 141
Спасибо за статью,
если возможно, выложите, пожалуйста, сырые данные с логгера.
Ок, я подумаю куда закинуть.
На гитхаб рядом со скетчем. Как пример работы программы.
Добавил как пример.
Да, интересно, на большей части активного участка акселерометр зашкаливает, показания 32767. А вижу, вы уже писали об этом чуть ниже.
А как вы вертикальную скорость считаете? Я делю приращение высоты на затраченное время, получается примерно вдвое меньше, чем у вас на графике. Например скорость на отметке 247728мс получилась (83.25-75.88)/(247728-247651)=7.37м/77мс=0.0957м/мс=95.7м/с, на графике под 200м/с.
Вы меня подловили. Там расчёт неверный, эта картинка, где четыре графика в одном сделана на коленке на радостях в первые минуты после снятия показаний с восстановленной флешки, чтобы поделиться с друзьями (если не смотрели видео, то там сказано, что данные обрываются на 12ой секунде из-за того, что от удара от раскрытия парашюта отключило электронику).
Как это считалось? Это усредненное значение между вычисленной скоростью по альтиметру и вычисленной скоростью от акселерометра. На активном участке значения зашкаливают, поэтому я использую расчётные значения (в 22g). Но это некорректно, так как расчётные значения явно не соответствуют реальным, так как и апогей, и время полёта меньше расчётных. Там, где данные от акселерометра уже есть, дела уже лучше, но всё равно этим данным не стоит доверять.
Корректнее всё-таки посчитать исключительно скорость по барометру. Добавил верный график. Ту версию убирать не буду, так как на графике скорости (от акселерометра) видны моменты срабатывания мортирки и выброса парашюта.
Показания акселерометра вообще не согласуются с данными от датчика давления, так что сложно говорить об осреднении. Лучше остановиться на каком-то одном датчике.
22g вряд ли возможно использовать для сколь-нибудь достоверных расчетов, у вас и тяга существенно зависит от времени.
График с акселерометра - это средняя по скоростям с с трёх осей. Они и не будут согласовываться, так как ракета не летит вертикально. Но в целом соглашусь, для понятности лучше оставить только данные с барометра, тем более в этих данных точности, особенно в начале мало.
А по какой формуле тогда посчитана средняя? Акселерометр же выдает ускорение, а не скорость.
Ускорение из условных единиц в м/c2:
Скорость берётся из ускорения:
Средняя скорость, он же модуль скорости:
Но опять-таки, из-за того, что изначально в расчётах была ошибка, убрал от греха подальше.
Во-первых, ваш акселерометр показывает не только динамическое ускорение, но и статическое от притяжения к земле. Для того, чтобы изъять его динамические показания, надо также пользоваться гироскопом. Во-вторых, акселерометр даёт такую точность, что если вы проведёте его по одной из осей, скажем, на метр, то после двойной интеграции окажется, что он проехал на 2/3 метра. В-третьих, для объединения показаний разных приборов надо не усреднять, а строить фильтр Калмана - только в этом случае финальная точность будет выше, чем у каждого из показаний по отдельности.
Спасибо, Хорошая статья
1) топливные шашки можно прессовать сухими или нужно увлажнять (например, спиртом)?
2) какой Вы используете запал для старта и не мешают ли провода, которые, как Вы пишите, должны быть далеко от сопла?
3) высоту полета Вы рассчитываете по акселерометру или барометру? Если второе, то как он работает в полете? (удивляет красивый график — на показании барометра должны влиять аэродинамические сжатия/разряжения)
Пожалуйста.
1) Я прессую "сухими". Расплав, если проварен при 110-130 градусах несколько минут в сухом помещении (что важно, можно почитать у Nakka) прекрасно укладывается и прессуется из желеобразной консистенции. Вода выпаривается во время приготовления. Дополнительных растворителей и связующих не нужно для чистого карамельного топлива.
2) Запалы обычно аудиопровода 0,25 квадрата с 0.3 нихромовой 1,5-2см ниткой на конце. Подробно тут: https://www.youtube.com/watch?v=pcgQt6mTaMU . После зажигания газами запал выбивает из движка, ничего не мешает. Для больших движков, вроде такого что в видео, скорее актуально то, что запал выпадает сам, и его наоборот нужно фиксировать в нужном месте сопла какой-то заглушкой на сопле. Например кусочком ваты. Для маленьких движков, где диаметр канала 4-5мм надо аккуратно запал вставлять, чтобы не нарушить его целостность, но опять-таки, при старте его выбросит, скачка давления и закупорки не будет, ракета на запале не повиснет.
3) Модуль MPU6050 (акселерометр) рассчитан максимум на +-16g, во время работы движка ракета испытывает перегрузки около 20g (21-22g по расчётам). Показания будут сильно неточными в принципе. А на начальной фазе значения уходят в overflow. Значения высоты считываются с барометра. BMP180 не сильно точный датчик, лучше использовать BME280, но, тем не менее высоту с погрешностью в метр он показывает. Хитрость измерения давления состоит в том, что давление внутри корпуса должно хотя бы примерно соответствовать наружнему, для этого в отсеке с электроникой должны быть отверстия (хотя бы 10мм^2, лучше - больше). При этом на сам барометр очень нежелательно дуть (ветром, набегающим потоком, завихрениями), а потому он должен быть в стороне от отверстий. График гладкий, так как достаточно большое изменение высоты происходит за секунду, но если присмотреться, то локально есть "ямки" - как раз из-за погрешности измерений и рысканья ракеты.
А какая у вас тяговооруженность на старте?
В статье есть параметры. Считаем:
Масса в ньютонах = 13Н
Тяга Н*с начальная = 60Н
Тяга Н*с максимальная = 180Н
T/W начальная = 60/13 = 4,6
T/W максимальная 180/12 = 15
Время работы движка ~1.5c.
В основном - да. Более спокойные движки потребуют больших стабилизаторов, а большие стабилизаторы будут разворачивать ракету против ветру, в бок (и так видно небольшое рысканье ракеты при сходе с пусковой). Плюс, более спокойные движки - это более низкая эффективность (на карамельном топливе по крайней мере), а значит либо меньший забрасываемый вес, либо высота.
О движках: осевой канал же даст рост тяги при разгаре, да ещё и масса уменьшается.
Какие-то меры по выравниванию (и даже уменьшению) тяги по мере выгорания есть?
Да, так и есть, это ожидаемо. До тех пор, пока это не портит корпус и работоспособность электроники, это не страшно.
Признаюсь: у меня не лучший двигатель - двигатель на скреплённом заряде (отлитый единым куском). Лучше использовать шашки длиной 1.67 внешнего диаметра шашки, как я написал в посте. Выгорание шашек при условии правильного зажигания позволяет получить более равномерное горение, так называемой "полочкой", а не "горкой", как у меня. Я оставлял ссылку на статью Игоря Козлова на эту тему.
Почему не использовал, шашки я? Хороший вопрос. Потому что у меня не было на тот момент матрицы\прессформы, а без неё заливать шашки и вытачивать ровный канал не то чтобы нельзя, но долго и сложно. В отличие от прессовки сразу в двигатель.
Кроме того, есть ещё самый простой способ выравнять давление - это сделать сопло разгораемым (так давление будет уменьшаться по мере увеличения критики). Либо внутри делать особый профиль. Честно говоря, не видел и не слышал, чтобы кто-то подобное в принципе делал. Всё решается шашками.
Я ходил по граблям почти три года. Просто в отличие от Амперки шел итеративно - от простого - к сложному, а не сразу брался за "ракету на километр".
С акселерометром - согласен. Это был первый запуск с ним, и ему я не сильно доверял в принципе, да и из-за лимитов в +-16g много было сомнений. Но так как за исключением ухода при старте в overflow, для решения вами предложенных задач он будет очень полезен.
Сейчас экспериментирую с ШПУ (запуском из контейнера), там как раз старт отслеживать единственный вариант с помощью гироскопа, чтобы зажечь при выбросе движок, так что как раз отработаю.
А можно пояснить что такое запуск из контейнера в данном случае? И почему только гироскоп подходит? Или контейнер планируется герметичный?
"silo", у нас это "шахта", "труба", "контейнер", обычно с миномётным стартом.
Запускать двигатель в контейнере - сделать этот самый контейнер одноразовым (ну или нужно сильно его усиливать). Поэтому ракету нужно вначале выбросить из контейнера, а затем раскрыть стабилизаторы и запустить двигатель. Собственно барометр не годится, так как высота выброса ракеты незначительная, скорее даже ниже погрешности. Можно активировать по таймеру (синхронизировав, считая время выброса и добавить время задержки для старта движка), либо ловить момент как раз-таки акселерометром, что более правильно. В зависимости от скорости выхода движка на режим, ловить можно моменты выброса или момент апогея выброса. Ну или что-то среднее.
А вообще потенциально возможно изготовление тяжелой ракеты для вывода очень небольшой нагрузки на низкую орбиту на карамельном топливе?
Сложнее, но не невозможно. Я делал две ступени (в виде прототипа) с обычным пиротехническим зажиганием. Если зажигать в воздухе электроникой, то это даже проще. В США достаточно распространены в HPA модели с трёмя ступениями. Вопрос скорее в том, что ракета для космоса в итоге будет выглядеть как Н1 и иметь близкую к нулевой надёжности из-за огромного количества элементов.
Безусловно.
С разделением кстати, если не ставить задачу возвращать первые ступени (точнее не возвращать их гарантированно целыми), достаточно просто - газами зажженного движка второй ступени первая ступень просто отбрасывается назад. Для этого её соответственно нужно делать не жёстко закреплённой. Это в основном проблем не доставляет, но тоже требует не просто на соплях повесить (поставить с усилием и жесткостью достаточной), чтобы при взлёте ракета попросту не развалилась. Если нужно возвращать, то конечно обеспечить ступень своим парашютом, убедиться, что она "не подгорит" при разделении - это новые сложности.
Короче, пока писал комментарий, что за что не возьмёшься - везде какие-то инженерные трудности и задачи, которые нужно решать, а это само собой не добавляет простоты и надёжности.
Именно. На реальных же не просто так пироболты. Оно одновременно жестко, и может разделяться. А в другом масштабе пироболты как-то не очень уже масштабируются, да и заряд чтобы разорвал болт — это уже как бы не карамель выходит.
>за что не возьмёшься — везде какие-то инженерные трудности и задачи
Ну не зря же этому учат шесть лет :) При этом я уверен, что из моих однокурсников немногие смогли бы сделать реальную вот такую ракету сразу летающей (не считая отдельных личностей типа Саши Митюрева).
Схема Р-7 позволяет сделать двухступенчатую с зажиганием на земле. "Берёзовыми спичками" :-)
Как только первый из двигателей боковушек догорел — у всех «сносит крышу», и они теряют тягу. А центр-то с тягой остался, так что он тянет боковушки за нижние крючки-крепления, освободившиеся верхушки расходятся в стороны — и низ тоже расцепляется. Не скажу, что это много прибавляло высоты — вроде даже совсем нет. Но само это разделение было суперзрелищем, всё ведь как у настоящей.
>Не скажу, что это много прибавляло высоты
Так естественно же. В чем смысл такой второй ступени, если к моменту разделения первая уже тоже почти выработала все топливо? Ну т.е. как минимум, на второй ступени, если зажигание на земле, движок должен работать хотя бы дольше первой — т.е. шашка должна быть больше, или просто другая.
В чем смысл такой второй ступени, если к моменту разделения первая уже тоже почти выработала все топливо? Ну т.е. как минимум, на второй ступени, если зажигание на земле, движок должен работать хотя бы дольше первой — т.е. шашка должна быть больше, или просто другая.Ессно, двигатель второй ступени работает дольше первой (боковушек). У нас намного дольше не получалось, да.
Несколько раз перечитывал комментарий пока не понял. Я так понимаю там должно быть "если к моменту разделения ВТОРАЯ уже тоже почти выработала все топливо" (вторая, она же центральная).
Но вообще конечно двух(много)ступенчатая ракета не всегда лучше и эффективнее ракеты с одной ступенью, так как немало так тяги теряется на подъем второй и последующих ступеней. Плюс, разница в тяге между движками первой ступени и второй\третьей должна быть значимой. Чтобы первый движок поднял и себя, и тяжелую нагруженную вторую ступень и сделал это эффективно. А часто разница между доступных движков не сильно большая (если не делать самому). Ну и диаметры разные, наверняка будут... Ну а про усложнение стабилизации это само собой говорить не надо.
Тут есть некая двусмысленность. В пакетной схеме а-ля семерка вторая — она же и первая, т.е. вся ее прелесть в том, что зажигание двигателей «второй» ступени (по факту — центрального блока) происходит на земле. Т.е. в нашем модельном случае — запалом. А работать она должна по времени как две ступени, т.е. в случае например ЖРД широко практикуется скажем перелив топлива между баками, чтобы к моменту разделения вторая ступень была бы полна. Для РДТТ понятное дело, такие фокусы не прокатят.
>Но вообще конечно двух(много)ступенчатая ракета не всегда лучше и эффективнее ракеты с одной ступенью
Ну если чисто теоретически, то у одноступенчатой ракеты есть лимит на дельтаВ, исходя их той же формулы Циолковского. Поэтому если вам нужно дельту больше этого лимита — то куда вы денетесь с подводной лодки?
>Плюс, разница в тяге между движками первой ступени и второй\третьей должна быть значимой
Ну вот в пакетной схеме тяга 1 ступени — это четыре боковых блока и центральный. Тяга второй — только центральный — т.е. если считать, что там стоят одинаковые движки (для семерки это более-менее так, плюс-минус атмосфера), то разница в пять раз.
Да, с Р7 понятно. Но в том и дело, что ТТРД не "дозаправишь" в полёте. Так, для красоты запуска такое решение конечно, а не для практической ценности.
>Поэтому если вам нужно дельту больше этого лимита
Безусловно. Но в любительских ракетах, которые в пределах 2-3 километров поднимаются можно обойтись и одной ступенью вполне. Но если всё-таки на карамели в космос, то да, нужна не одна и не две ступени.
И они бывают без электроники вообще
"Кассам"? /s
Думаю что нет, прецедентов не было. Любительские ракеты, которые достигали линии Кармана имеют двигатель на перхлоратах.
Не могу ответить, почему именно (помимо эффективности). Но карамель в сравнении с ПХА имеет ряд недостатков, главные их которых - это хрупкость и гигроскопичность. У ПХА таких проблем нет.
Известные специалисты NASA уже детально рассматривали подобную проблему, причём даже для лучших условий. Достигнуть границы космоса — ещё как-то можно, а вот на орбиту — ну совсем никак!
Да.
Как у Безоса - одна ступень, в верхней точке (за линией Кармана) скорость = 0. Потом капсула падает обратно.
Что бы остаться на орбите - нам нужно 7-8 км/с "параллельно" Земле и еще не забыть перигей поднимать при выводе на орбиту :)
Т.е. самодельные ракеты могут достичь космоса (через 5-10 лет развития технологий сравнительно легко) - а вот выйти на орбиту и там удержаться - не могут. Или УИ надо более 20 км/с для одной ступени, или делать сложную многоступенчатую ракету. Формула Циалковского однако.
О шарах: мне предлагали участие в таком проекте. Результатом будет, скажем, 21 километр. Плюс куча технических проблем вроде набора влаги из воздуха движком и проблем с переохлаждением электроники, а так же разогревом топлива. Ну и посадить надо как-то эту болванку в безлюдное место (а ещё вернуть!).
Об Al-ПАП: всё хорошо, кроме космической прочности корпуса для такого движка.
При атмосферном давлении алюминий даже портит горение, но при рабочем давлении у него, кхм, так скажем, зашкаливающий потенциал. У меня есть видео с тестов на эту тему.
зашкаливающий потенциал. У меня есть видео с тестов на эту тему.
в место тысячи слов - там два котэ на видео убегает..... всё понятно:)
А как такое ракетостроение регламентируется законом? Есть ли какие то бюрократические заморочки как с коптерами? Что думает фсб о камерах на борту и прочих приборах?
Не открывайте коробку Пандоры.
Формально, нормального и адекватного регулирования нет, и это очень печально, так как в США есть нормальное NAR и регламенты к месту запусков, к самим ракетам и к постройке\перевозке\приобретению движков. Форум на тему.
Условно говоря, нужно соблюдать технику безопасности и соблюдать адекватность. Безлюдные районы (поля) для запуска вдали от коридоров гражданской авиации. Любительские ракеты почти никогда не превышают лимит высоты в 3 километра. В противном случае нужно уведомлять диспетчерские службы.
Электроника на борту, как и камера на борту - это логгер. Кому он может мешать? Или вы про то, что мы шубохранилище снимаем ненароком?
Электроника на борту, как и камера на борту - это логгер. Кому он может мешать?
Это тяжелый предмет на пару кило веса. Который может в голову прилететь. Или в самолет, машину и т.д.
Электроника? 180 грамм с аккумуляторами. Это 1\8 массы ракеты.
Скажем так, сама ракета целиком при бесконтрольном падении - это болванка массой за килограмм, которая "может в голову прилететь". Поэтому, ещё раз - безлюдные места, обязательно - система спасения (парашют).
Очень грубо говоря - разлёт ракеты - это радиус равный максимальному апогею, в случае использования парашюта - то 2-3 таких расстояния. Так что при расчётном апогее в 500 метров нужна площадка примерно 2х2 километра, а лучше 3х3.
Правда, в США, в зависимости от мощности ракеты можно ракеты запускать хоть с парковки супермаркета. Ну, упадёт на чью-то машину, ну страховки и выплаты. С кем не бывает.
Ну, у нас в пионерлагере был случай, когда сдуру (сейчас бы я не взялся, имея высшее образование, просто так это делать) построили ракету с четырьмя пороховыми движками на базе патрона 12 калибра. А про синхронизацию давления естественно никто не подумал. В итоге она сошла с направляющей, и бодро направилась на высоте два-три метра куда-то в сторону, горизонтально.
Так что в сложных случаях не только безлюдные места, но и самому лучше укрыться. Но там правда размеры были порядка метра, диаметр около пяти см, в общем, немелкая такая дура вышла.
Или вы про то, что мы шубохранилище снимаем ненароком?
Ну да.
Не знаю, что вам сказать. Такие реалии, тут уж самому надо выбирать - прятаться или рисковать. При желании всегда можно потревоженным найти повод для доказательства "злого умысла".
В РФ ракетное топливо, как и пиротехника - специальные боеприпасы. Без лицензии их нельзя изготавливать. Надеюсь, кто-то расскажет подробнее, как делать полностью законно.
Тут для начала чистую селитру купить бы без заморочек.
https://pyrohobby.ru/catalogue/kalii-azotnokislyi_4/
Сам пока не заказывал, но на странице доставки и оплаты процесс описан - никаких условий, кроме возраста (16+), не встретил. Написано, что отгружают физ лицам, в том числе почтой.
Я покупаю реактивы здесь: https://reaktivtorg.ru/
Всё просто и удобно, жаль доставки нет. Но оно и понятно, для некоторых позиций (прекурсоров) нужно личное присутствие и паспорт.
Разве с покупкой есть проблемы? Она и в химмагах, и в садовых. Паспорт предъявлять не нужно, это не прекурсор. Вот что действительно удивительно, что в строительных гипермаркетах встречается концентрированная серка.
К ВВ они не относятся
И незабудьте про шашки горючего. Изготовление, применение..., легко могут притянуть ...
С точки зрения логики и вопроса - это полнейшая глупость.
Но, в нашей стране для всего нужен лишь повод, а не доказательная база и нормальные формулировки. Ну, как повод, например, участие в митингах.
Взры́вчатое вещество́ (просторечие — взрывчатка, сокращается как ВВ) — конденсированное химическое вещество или смесь таких веществ, способное при определённых условиях под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению (взрыву) с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов
Такое определение используется. И под него легко подвести паровой котёл даже.
Получше для чего? Все движки рассчитываются.
В звёздчатом профиле увеличится площадь горения, давление, и, соответственно, скорость горения. Да, будет больший начальный импульс, но при этом полный импульс при равном количестве топлива практически не изменится. При этом увеличение давления - это сразу проблемы с прочностью заглушек, сопла и самого корпуса.
Вообще большая начальная скорость не всегда хорошо не только из-за прочности, но и из-за возникающих перегрузок, а так же зрелищности. Мы же не из пушки стреляем. Да, мы теряем пресловутую дельта-ви, из-за того, что тянем топливо с собой наверх, но на мой взгляд, зрелищнее и правильнее использовать решения с меньшей тягой, но большим временем горения для карамели - moonburner (луна), ну или торцевики на ПХА.
зрелищнее и правильнее использовать решения с меньшей тягой
кстати да, ещё в школе был разочарован - пых и....нету (на заводском заряде), тогда как с селитрой у нас - неспешно шла, падала на бок и пугала народ резвясь на земле)
В данном случае звездчатый профиль служит для выравнивания площади горения, а не увеличения - звездчатый профиль рассчитывается так, чтобы начальная площадь была равна конечной (кругу). Следовательно - давление не увеличивается, а Вы получите более ровную тягу
Можно возразить, что при увеличении начальной (!) площади горения давление действительно увеличится за счет уменьшения камеры сгорания, но толстые стенки самОй непрогоревшей шашки это нивелируют
Да, точно. Что-то я совсем забыл об этом. Вы правы, спасибо за ваше уточнение.
Глупый вопрос от человека, далёкого от темы. Когда смотришь запуски с Байконура, то там ракета взлетает медленно и величественно, буквально по сантиметру набирая высоту, и только потом разгоняется. А модельные ракеты «стреляют» как фейерверки: фьють - и уже точка где-то в небе. Что мешает модельным ракетам подниматься медленно и плавно, хотя бы первые метров 5-10? Иначе говоря, как нужно изменить «эмпирическую ракету», чтобы она так стартовала? И чем это обернётся?
Ну, не прям уж так один, но так как СУ уже будет, то наставить еще датчиков (тепловизор, гы), и переписать программу, и ПТРК точно получится. Ну понятно, что ПТРК с таким движком это смешно (поэтому и не один шаг), но человек с такими навыками — уже совсем нет.
=\ Это конечно всё интересные размышления, да и логичные. Но мне честно говоря, не хотелось бы их видеть ни в комментариях к своей статье, ни в рунете по причинам безопасности. И не потому что кто-то побежит реализовывать ПЗРК, а потому что набегут владельцы бешеного принтера запрещающие всё и вся, и пукнуть нельзя будет - потому что тоже всё-таки горючий и взрывоопасный газ. Таковые реалии, к сожалению.
Что такое "физическое управление"? Справедливости ради есть TVC любительские. По мне так главная проблема не в мозгах (ракеты, а не человека), а в движке, потому что большинство топлив токсичны и небезопасны в изготовлении. Ну а на карамели что-то делать такое - это крайне странно и неэффективно.
Значит правильно понял. Ну тогда да, есть решения :)
При правильной работе и технологии с ПХА - ничего. Но если карамель смешал и ничего не произошло, то для ПХА в связке не должно быть кислот; нельзя смешивать ПХА насухо с другими компонентами, только после нейтральной связки. Я это к тому, что если карамель прощает почти все ошибки, кроме перегрева при изготовлении, то ПХА уже нет.
Я просто не до конца понял вашу фразу, под «есть же fpv» можно много чего подразумевать. Просто, согласитесь, что между ракетой на карамели и тем что делает тот же Негода, все же далеко не один шаг, и даже не два. Это может быть недорого, но опыт и квалификацию вы так просто за деньги не купите, и она должна быть.
Не соглашусь.
https://www.youtube.com/c/BPSspace/
Joe Barnard реализовал не только управление вектором тяги на взлете, но и хорошо продвинулся в управляемом спуске на тяге, а не на парашютах.
Вот его выступление в 2019 году на National Rocketry Conference https://www.youtube.com/watch?v=Ntc9QRZ-51s
С тех пор он ушел еще дальше.
Кстати, он по образованию звукооператор :))))
И по сути сейчас единственный пока никем из любителей не реализованный вопрос: физическое управление ракетой на активном участке.решение простое: газоструйные рули. Вот только как бы их дома на коленке сделать… Чтобы и профиль был похож на настоящий, и не прогорели сразу после старта. И это мы ещё не коснулись рулевых машинок…
Газоструйные рули (jet vanes) в ракетном моделизме - это очень сложная задача. Размер струи очень маленький, эффективно разместить там что-то и еще этим управлять - большая проблема. А вот материал как раз не проблема: бюджетный графит МПГ-6 или МПГ-7
Собственно именно из-за малых размеров струи у модели Joe Barnard выбрал управление с помощью изменения положения двигателя (и соответственно вектора тяги).
Есть проект Copenhagen Suborbitals https://www.youtube.com/channel/UCPzFMJIsp2fOQ_ic5a_zXTA
Они как раз с jet vanes работают. Но это "взрослые ракеты" с огромными размерами.
Газоструйные рули (jet vanes) в ракетном моделизме — это очень сложная задача.Я Р-17 на военной кафедре изучал, представляю себе немного.
А вот материал как раз не проблема: бюджетный графит МПГ-6 или МПГ-7А придать ему нужный профиль (и этот профиль сначала рассчитать)?
управление с помощью изменения положения двигателя (и соответственно вектора тяги).и это на ракете, у которой корпус — канализационная труба? :)
Итого: газоструйные рули, управление вектором тяги. Есть ещё решения, которые мы не учли?
Я пока не понимаю сути дискуссии.
Вы предлагаете метод управления, который вы сами не знаете, как реализовать в модельной практике. Я вам перечисли проблемы и невозможности. А также указал, как реализовано управление тягой в проекте BPS.space
Про корпус из канализационной трубы я советую все-таки вам ознакомиться с каналом Joe Barnard, чтобы мне не пересказывать вам что и как он делает и что канализационные трубы им не используются.
теперь понятно.
А почему вы думаете, что на ракете автора управление вектором тяги не возможно? Я не вижу технологических препятствий (это только вопрос бюджета в основном в покупке нормальных серво-машинок и изготовлении или покупки движка длительного горения), а если в ПО будет решена проблема gimbal lock (очевидно, что с использованием quaternions) - то успех как минимум на части подъема гарантирован.
Справедливости ради, там нужно тогда либо диаметр увеличивать корпуса (по аналогии с ракетами Joe Barnard), либо делать, ну, скажем, хвост ракеты подвижным.
хм... хвост (имеется виду часть с отсеком двигателя?) подвижным.. тут механика сложноватая, мне кажется, выйдет.
А про диаметр, я честно говоря не подумал. Вопрос тогда в том, достаточно ли будет усилия на небольших сервах для управления качалками, и второй вопрос - собственно сама система качалок в малом пространстве, разве что выводить их за контур корпуса...
Похоже, @Muzzy0, вы правы, в ракете автора места маловато... Для реализации нужно будет много думать.
Похоже, вы правы, в ракете автора места маловатомаловато места для всех кишок системы управления. Неважно, какой способ управления будет выбран (рули или вектор тяги), потребуются исполнительные механизмы с высоким моментом. На ракете с ЖРД с этим нет особых проблем, можно их сделать гидравлическими и использовать топливо, как рабочую жидкость. А на ТТРД? Электрический сервопривод и аккумулятор, который будет тяжелее всей ракеты?
Я дополню помимо комментария @Gengenid.
Союзы\Прогрессы\Фэлконы имеют ЖРД, а здесь ТТРД. Твердотопливные движки сами по себе резвее (посмотрите запуски Тополей, Булавы, Ярса).
Даже если решить проблемы со стабилизацией (например сделав управляемый вектор тяги, кстати, рекомендую канал и решения от BPS Space, можно распечатать на 3d-принтере); то всё упрётся в создание движка длительного горения.
Сделать такой движок сложно. В случае с карамелью - это либо увеличивать диаметр шашек, чтобы горело хотя бы пяток секунд (и решать проблемы с давлением, весом, прочностью, лобовым сопротивлением); либо как-то пытаться сделать торцевики (у меня есть видео на эту тему: раз, два) - они горят долго, но соотношение тяги к массе движка очень не очень в итоге выходит.
Альтернативно, можно использовать другое топливо, например ПХА, как в случае тех же BPS Space. Но движки на ПХА для любителей уже несколько сложнее и сильно опаснее в изготовлении; при прочих равных возможно даже лучше купить готовые, но их ещё поискать. У нас с этой темой всё почти по нулям.
Это на старте. Так как топливо выгорает, масса падает. Поэтому тяговооруженность растет, и в общем-то, можно бы даже сделать так, чтобы тяга падала, причем достаточно сильно, в разы. В тоже время, топливо обычно выгорает так, что площадь горения растет, по крайней мере если мы имеем дело с простым каналом в шашке.
Рассчитать площадь горения шашки с 3D моделированием горения несложно, у меня коллега на такую тему диссер писал еще в конце 80-х, но придумать или рассчитать такую геометрию, чтобы получить нужный профиль — задачка уже посложнее. А главное, с большой вероятностью сделать потом такую шашку будет нетривиально, этож отливка, по сути, ее же из формы вынуть надо будет, а это накладывает свои ограничения на геометрию.
Спасибо за подробный ответ! И вам, и @Gengenid
А можно взять несколько движков и программно их поджигать в нужные моменты?
Можно. Тут в другой ветке уже обсуждали, что это потребует усложнения конструкции (сброса ступеней), а значит и понижения надёжности. Ну и движки нужны соответственно от большего к меньшему. Если не сбрасывать - значит терять в эффективности, таская лишний вес.А так же, очевидно, если ставить в одной плоскости - увеличить лобовое сопротивление, плюс усложнить себе жизнь со стабилизацией в разы как и из-за того, что движок стоит не точно по оси ракеты, а как-то иначе, вес динамически изменяется, центровка, плюс, что центр тяжести окажется внизу, и стабилизировтаь такую конструкцию страшно сложно.
Ну да, я не видел в продаже у нас движки на ПХА. Если кто видел - киньте ссылку.
В плане изготовления я читал вот товарища: http://kia-soft.narod.ru/interests/rockets/fuel/anubis/anubis.htm если соблюдать ТБ, то в целом это не на много опаснее (если карамелька в металлическом корпусе рванет, то мало не покажется). А в плане реактивов все доступно.
Хотя я для себя решил тему управления тягой оставить на какое-нибудь необозримое будущее. Также учитывая что ракета с управлением на этапе подъема может быть оценена очень неадекватно с принудительным прекращением технического творчества и началом эпохи заготовки леса.
Классная статья, спасибо
Зачем для питания сразу 2 аккумулятора 18650 по 40...50 грамм каждый? Полёт длится пару минут, вся электроника на 3,3 В максимум, достаточно одного плоского аккумулятора на 200...300 мА*ч и стабилизатора на low drop микросхеме, или даже повышающе-понижающего импульсника с Али... Вес питания сразу уменьшится со 100 до 20 грамм. Для мортирки - суперконденсатор на 1 Ф или сильнотоковый авиамодельный аккумулятор.
Вообще-то напряжение питания Ардуино - 5 вольт. Но можно еще конечно, как вы предлагаете нагородить DC-DC. Это ладно.
Главное это да, это аккумулятор для быстрого зажигания нихромового запала. И тут одной 18650 мало. Тогда нужен, как вы говорите авиамодельный аккумулятор. В дополнение к плоскому аккумулятору? Это плюс вес. Можно в принципе изначально использовать 7-вольтовый аккумулятор от самолёта для питания и запала, и электроники. Это будет чуть легче, но дороже.
Учитывая, что у меня валяются 20 штук 18650, и нет под рукой авиамодельного аккумулятора и суперконденсатора, выбор очевидный.
Ну и экономить пусть даже 100 грамм для такой тяжелой ракеты - это экономия на спичках. Как по мне.
Альтернативный вариант: взять два аккумулятора в половинку 18650, получив тот же вес при увеличенном напряжении.
Но если вес не критичен, то и правда смысла нет. А можно прикинуть, какую прибавку к высоте даст экономия этих 100г?
Вес критичен, когда ракета рекордная, делается например для достижения какой-то максимальной высоты, километра, например. Но там куда эффективнее заменять материалы, из которых сделан корпус и двигатель и менять всё на композит.
Что касается расчётов есть, в статье есть ссылка на ALTMMEX-SP. Сейчас ради интереса взял и пересчитал с +-100 граммами. Разница в 50 метров. Ну, в мои границы плюс-минус 100 метров укладывается, но конечно разница есть. Так что в вашей оптимизации, очевидно смысл есть и немалый. Спасибо.
Одна 18650 спираль разогревает, безусловно. Вопрос в скорости разогрева - выбросить парашют нужно максимально быстро, максимально близко к апогею. В моём случае мы и так опаздываем на пять метров после апогея (уже ракета падает), плюс, если внимательно посмотреть видео с испытаний мортирки, то время срабатывания после активации порядка 0,7-0,8с с двумя батарейками. Это долго. С одной батарейкой раза в 2-3 больше будет.
"запал из лампочки" срабатывает почти мгновенно, 0.3 нихром, да, греется дольше. Можно использовать 0.2 или 0.1. Вопрос ещё есть в надёжности, чем тоньше спираль и быстрее она разогревается, тем быстрее она перегорает, а значит есть возможность не успеть зажечь заряд. Я, наверное слишком перестраховываюсь. Нужно конечно по-хорошему делать всё легче, тоньше, точнее. И конечно это многократно испытывать.
"как у всех". У меня просто маловато эмпирических данных, чтобы 100% доверять срабатыванию своих решений, тем более в воздухе. Но пока что те немногие наземные (и лётные) испытания что были (наверное около десяти), говорят о том, что ни разу, даже в случае тонюсенького запала из лампочки такого не случилось - всё срабатывало без проблем.
выбросить парашют нужно максимально быстро, максимально близко к апогею.А чем плохо выбросить его позже?
Плохо это тем, что если ракета на спуске набрала приличную скорость, то при открытии парашюта будет очень сильный рывок. Соответственно - куча работы по предотвращению разрыва строп, вырывания места их крепления, разрывания в клочья ткани парашюта и т.д.
Чтобы не допустить сноса далеко от места старта, на крупных ракетах в апогее выстреливают малый стабилизирующий парашют, не дающий ракете разогнаться, а основной выстреливают в непосредственной близости от поверхности земли.
Главное это да, это аккумулятор для быстрого зажигания нихромового запала. И тут одной 18650 мало
выйперы же одним вполне обходятся
У sd карт плохо с ударостойкостью. Исвестны случаи, когда они при приземлении ломались. Можно попробовать писать на микросхемы flash памяти 25-ой серии.
Для стабильности питания можно поставить конденсатор. Ещё есть вариант припаивания аккума(пакет который)
Да, но если жёстко приземлить ракету, то и контроллер с платой разобьешь. Карта маленькая - шанс выжить чуть больше. Вообще для этого случая в отсеке электроники нужно ставить усиление, которое будет в новых проектах (если они будут). В этой конкретно ракете еще в отсеке электроники два демпфера сверху и снизу стояли их вспененного полиэтилена.
С flash памятью да, думал над таким вариантом, в-общем, в будущих ревизиях не будет ардуинки с sd-картами :)
С конденсатором - хорошая идея. Мне её сегодня уже успели предложить, обязательно воспользуюсь советом.
Карта маленькая - шанс выжить чуть больше
Микросхема даже еще чуть меньше и гораздо гораздо прочнее :) Да, плата, быть может, и повредится при слишком жесткой посадке, но микросхема точно выживет :)
Это да. Ну мало кто перепаивает ардуинку с платы на плату. Проще выбросить и купить новую.
Ну мало кто перепаивает ардуинку с платы на плату. Проще выбросить и купить новую.Вам не нужно перепаивать, вам нужно подключиться к останкам платы и снять данные с флэшки. Или выпаять флэшку, если плата развалилась. Ещё один вариант — прицепиться к микросхеме прищепкой.
Привет. Посмотрел твой ютуб-канал, я думал таких гиков уже больше нет :)) одно только количество replay +100 к стамине
Был весьма ободрен всем этим "твоим", вспомнив, что в гараже валяется и селитра и сорбит 10-ти летней давности, и решив возродить хобби.
Что касается системы спасения, то мне кажется, учитывая сложность условий, стоит дублировать раскрытие в апогее не полагаясь только на ардуинку. Кажется у Serge77 я впервые сто лет назад увидел схему магнитного датчика апогея и с энтузиазмом принялся за реализацию.
http://serge77-rocketry.net/magsens/magsens.htm
(До этого были всевозможные таймеры - тупиковая ветвь.)
Еще я помню, мне понравилась схема у американских "взрослых" ракетостроителей. В апогее раскрывается маленький стабилизирующий парашют, задающий четкое вертикальное снижения с высокой скоростью (что предотвращает сильный снос) и уже в зоне визуального контроля открывается основной парашют, гасящий скорость. При серьезных высотах - это единственный способ не искать ракету в радиусе километров. Но к этому я не успел даже в теории приблизится.
Немного смущает культура веса твоих конструкций. Планируется работа в этом направлении?
Короче, еще раз спасибо за катализацию былого.
Пожалуйста. Вам тоже спасибо за тёплые слова!
Магнитный датчик апогея (магнетометр) я собираюсь добавить в новых полётных компьютерах, но в принципе, сделать дублирующиую систему (не глупый таймер) - идея здравая, о ней я думал, возможно чуть в будущем появится такое.
С двойным парашютом да, мне тоже очень нравится идея, но мне еще далековато до этого.
По поводу веса - да, конечно. Много вещей сильно не оптимальных. Собственно весной-ранним летом экспериментировал со стеклотканью, в будущем корпуса буду переделывать из неё. В принципе и движок по-хорошему тоже лучше крутить из стеклоровинга - делал маленький 40Н*с движок, понравилось, что стало на треть легче, но что-то серьёзное пока не испытывал и не пробовал делать. По остальным комонентам тоже, вместо деревянных заглушек фанера будет и уже детальки подогнанные под место, распечатанные из 3D принтера. Электронику уже не раз предлагали в комментариях пересмотреть, тоже явно что-то поменяется. Не уверен, что будет легче, так как хочу еще добавить, как сказал, магнетометр, радиомодуль для телеметрии и GPS, это всё дополнительный вес тоже. Но во всяком случае хотя бы больше имеющегося не сделать :)
Понятно, ну что же, желаю успешных запусков. Ну и желаю также усиления регламента по ТБ ;)
Я пока вспоминая, как это все вообще делается, тоже буду срезать углы: двигатель из ПП-трубы, корпус из серой канализационной. Очень уж хочется какого-то результата. А потом будем выпиливать лишние граммы.
Всех благ. Слежу за каналом.
Большая Карамельная Ракета