Wysokość lotu rakiety a czas pracy silnika.

Stateczność i inne zjawiska występujące podczas lotu
Awatar użytkownika
Pigła
****
Posty: 195
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Leszno
Kontakt:

Wysokość lotu rakiety a czas pracy silnika.

Post autor: Pigła » niedziela, 15 cze 2008, 23:59

Witam,

Temat który zaproponowałem jest według mnie bardzo istotny przy projektowaniu rakiety. Znalazł się we właściwym dziale, gdyż ma związek z istnieniem oporu powietrza (dziwię się czemu tak ważny i interesujący dział, nie jest specjalnie popularny :( ). Problem ten jest także ściśle powiązany z tematem robercika <span style="font-weight: bold">"Isp - arkusz"</span>



Do rzeczy. Mianowicie w przypadku braku atmosfery, największą wysokość lotu rakiety(przy określonych pozostałych parametrach) osiągamy przy nieskończenie krótkim czasie pracy silnika. Jest to zwyczajny rzut pionowy z prędkością początkową wynikającą ze wzoru Ciołkowskiego. Jeśli jednak uwzględnimy opory aerodynamiczne, okaże się że istnieje określony, niesłychanie trudny do wyliczenia, czas pracy silnika dla którego rakieta osiąga największą możliwą wysokość lotu.

Poznanie tego czasu pozwoli na odpowiednie dobranie zacisku, oraz geometrii ładunku paliwa. Sądzę jednak, że najlepiej sprawdzić to doświadczalnie.



Wczoraj odpaliłem kijankę 267g, z czego 106g karmelki, to chyba już klasa G (taka zabawka bez głowicy z sosnową listwą 70cm x 1,6cm x 0,8cm jako stabilizator 8) ). Ostatnio odpalałem kilka takich rakiet ale ta, pracując 4,5s poleciała zdecydowanie najwyżej. Może to tylko przypadek, jednak sądzę że warto sprawdzać kilka silników o podobnych masach, lecz różniące się czasem pracy, po to by uzyskiwać najlepsze możliwe wysokości lotu.



Pozdrawiam.

Awatar użytkownika
Amizaur
*
Posty: 10
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:31
Lokalizacja: Gdańsk
Kontakt:

Post autor: Amizaur » czwartek, 22 lip 2010, 18:25

Do obliczenia analitycznego może być rzeczywiście trudny - ale przy przyjęciu uproszczonych współczynników Cx powiniena być to bułka z masłem do policzenia dla absolwenta politechniki :). Natomiast bez problemu da się policzyć numerycznie, symulując lot rakiety z krokiem np. 0,1 dla różnych czasów spalania, np. od 0,1s do 10s :). Jeśli przeciętnie komputer oblicza trajektorie lotu w ułamku sekundy, to taka symulacja dla 1000 różnych czasów spalania zajmie mu pewnie kilka sekund :).

Rzeczywiście, im cięższa i bardziej aerodynamiczna rakieta, im lepszy ma współczynnik balistyczny, tym krótszy optymalny czas spalania - zmierzając do spalenia całego paliwa na wyrzutni czyli "wystrzału" :).

Im lżejsza i stawiająca większy opór - tym bardziej opłaca się przedłużyć spalanie bo "wystrzelona" błyskawicznie wytraci prędkość.



P.S. Przepraszam, że odświeżam stary wątek zwyklym komentarzem. Teraz dopiero spojrzałem na datę watku. Cóż, dopiero tu wszedłem i dla mnie wszystkie są świeże :wink:. Wątki starsze niż rok powinny być jakieś szare albo coś... :)

Awatar użytkownika
Pigła
****
Posty: 195
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Leszno
Kontakt:

Post autor: Pigła » niedziela, 25 lip 2010, 21:55

Witam,



Cieszę się że nawiązujesz do postawionego przez mnie problemu. Tak się składa że od kilku miesięcy pracuje nad różnorakimi symulatorami lotu rakiet, gdyż na swoich studiach specjalizuje się w symulacjach komputerowych i w te wakacje przygotowuje się do praktyk. Stąd mam mało czasu na praktyczne podejście do kwestii rakiet. Nawet najprostszy symulator pokazuje, że PRZY ZACHOWANIU STAŁEJ WARTOŚCI wszystkich pozostałych parametrów wysokość lotu rośnie ze wzrostem czasu pracy silnika, a powyżej pewnej krytycznej wartości zaczyna dość gwałtownie maleć. Oczywiście to tylko teoria bo w jaki prostu sposób zwiększyć czas spalania np. karmelki bez zmniejszenia jej impulsu właściwego? W pewnym zakresie za pomocą alkoholowego roztworu kalafonii ale dalej to nie mam pojęcia trzeba by spytać jakiegoś speca może PINOTA lub kermita.



PS. Zapomniałem dodać ze parametry techniczne muszą być realne powiedzmy: 0,6kg; 100g karmeli; Isp=110s; cx=0,6; kaliber 42mm itp. Nie mam teraz dostępu do mojego symulatora, ale na pewno 3s pracy silnika, da w tym przypadku wyższy lot niż 1s.



<span style="color: blue">Symulator podaje że dla w.w. przykładowego modelu najwyższy lot będzie dla czasu pracy ok 1,8s. 3s to już za dużo i wysokość zaczyna maleć.</span>

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości