Alex M » Пн янв 05, 2009 01:28
Замечания на некоторые древние (2006 г.) сообщения по “Пукам”.
При обзоре сообщений по одной из наиболее обсуждаемых тем на сайте – по “Пукам”, обнаружил некоторые из них, показавшиеся или не совсем корректными (как с моей личной точки зрения, так и по объективной – в силу законов природы и практики – вне зависимости от того, кому мнение принадлежит), или даже совсем некорректными, неправильными и запутанно высказанными, и своевременно не получившие должных и корректных ответов / комментариев. Может быть оно и само по-себе “рассосалось”, и авторы тех замечаний и нашли для себя ответы правильные, расходящиеся с предыдущими высказываниями, тем не менее, мне показалось, что для остальной публики (читателей и писателей форума) всё же необходимо внести ясность.
1. ПУК Гость (Вт Фев 07, 2006 00:11) писал, об использовании “пуков”, что: “…Американцы пускали ракеты, замеряли...нет прироста!! ...” (???)
Я не знаю, о каких Американцах, упоминал уважаемый “Гость”, и откуда у него такая информация, и насколько те конкретные Американцы являются экспертами в данном конкретном вопросе, и/или в каком контексте и в применении к чему “те Американцы” высказывались? Опять же, Американцы, как впрочем, и любые другие “…цы”, “…ки” и “…кие”, есть разные, в том чисел и среди ракетчиков-моделистов. И обращать внимание следует на мнение экспертов, а не “любителей”. У меня имеется совсем противоположная информация, о чём уже повествовал на форуме в нескольких материалах по “пукам”. И именно американци посвятили больше, чем кто-либо другой, и теоретических и теоретико-экспериментальных работ, как раз показывающих преимущество в достижении высоты при их использовании. А главное, что это было сделано моделистами-экспертами (а не “любителями”) и в своё время – лидерами в ракетомодельном спорте у них – на национальном чемпионате, так и на мировом фаёвском уровне. К примеру, такие как Питера Алуэй, Джеф Винсент (чемпион мира в S1Б на ЧМ-92) и другие.
2. Ewgeny (Вт Фев 07, 2006 17:46) писал : “…И ещё пук эффективен на тяжёлых моделях (S3 и S6 туда по определению не входят).”
Это не совсем так. На самом же деле, пук НАИБОЛЕЕ эффективен на тяжёлых моделях. Но остаётся всё ещё эффективним и для менее тяжёлых моделек (S3 и S6). О чём говорит и теория, а самое главное – полёты многих и многих, в том числе и в этих, “лёгких” категориях.
3. Ewgeny (Вт Фев 07, 2006 00:43) писал : “Да ещё! В ыходные специально пожертвую ради экспиремента двумя моторами и запущу ракета с даталоджером, одну с пука, а другую с прстой напрвляющей. Итог напишу! Ракета будет одна и таже! Ибо наши споры могут зайти далеко!”
На что Alexander (Вт Фев 07, 2006 06:58) заметил: “Моторы можешь сэкономить! Два, это ничего, для точности эксперимента! Что бы иметь весомый аргумент, надо как минимум 10!...”
Замечание уважаемого Alexandera не совсем корректно:
А. Да, чем больше полётов (т.е. экспериментов, или чем больше выборка), тем более точен результат этого эксперимента. Но в данном случае, какой же результат, хотел получить коллега Ewgeny?
Качественный ? - ДАЁТ ли прибавку “Пук” или НЕ ДАЁТ?
Или Количественный? – на сколько он выигрывает/проигрывает традиционной ПУ?
Б. Естественно, для Качественного ответа в общем случае потребуется меньшее число экспериментов (полётов), чем для ответа Количественного.
В. Чем бОльшая разница в результатах (действительная, а также ожидаемая – если эти ожидания подтвердятся на практике) между 2-мя сравниваемыми вариантами, тем потенциально нужно меньше и этих экспериментов. К примеру, если вы сравниваете высоты полётов моделей диаметров 15 мм и 40 мм, то для Качестывенной оценки можно обойтись и 2-мя полётами. Для Количественной оценки (и достоверности результата) потребуется, конечно, больше. А вот для сравнения полётов, к примеру, 40 и 42 мм и 10 полётов будет мало. То же - и в отношении к вопросу “пук” против традиционной ПУ. Я лично предполагаю, что для наших/ваших S3/ S6 моделек разница будет достаточной для того, чтобы её уловить сравнительно малым числом полётов.
Г. Да, конечно, эдекватность всех параметров при проведении эксперимента сложно обеспечить (может быть различная скорость ветра, чуть по разному “заправлены” двигатели – т.е. с разным суммарным импульсом, и др.).
Но опять же, здесь многое может быть под контролем, повышая достоверность проведённого эксперимента. В частности, выбирать безветреную погоду, и к тому же в наиболее безветренное время дня.
В отношении двигателей:
- Здесь с одной стороны - приходит на помощь то, что разброс в импульсе (среди одной партии двигателей) не много должен сказываться на результат, поскольку: На практике редко движки отличаются друг от друга боле чем на 5%. А поскольку из численного анализа (в частности проведённого Вашим покорным слугой) высот полёта наших моделек S3/S6 получалось что, при изменении суммарного импульса (что почти эквивалентно изменению массы топлива двигателя) на 1%, высота полёта изменяется всего на 0.6-0.7%. Так, что даже 5% разброс в топливной навеске приведёт только к 3.5% разбросу по высоте.
- А с другой стороны, выбирать для эксперимента двигатели необходимо из одной партии, а также и по другим, пусть и косвенным параметрам: массе двигателя и высоты топливной шашки (на практике – высоты запрессовки “сопло+топливо+замедлитель”, но и последний можо исключить в принципе при очень большом желании и оставить только высоту запрессовки “сопло+топливо”), и тем самым - уравнивая начальные условия в полётах.
Д. Кроме того, число полётов для выполнения необходимой Вам точности результата (хотя – опять же встаёт вопрос – А какая же точность необходима?) будет зависеть и от точности и самого выбранного вами метода и от инструментальных погрешностей при измерении. И чем больше точность метода, и меньше погрешности Ваших измерений, тем меньше вам потребуется полётов.
И если засекать высоту полёта лазерными дальномерами – это одно, если по-старому – с ТЗК – то необходимых полётов нужно больше, если по замеру времени достижения апогея полёта – то м.б. и ещё больше. Это уже зависит от того, какими ресурсами Вы располагаете. А можно проводить сравнения для данного случая по измерению скорости полёта/схода с направляющей и сравнивать эти величины для 2-х вариантов ПУ на один и тот же момент времени от воспламенения двигателя – тут м.б. масса вариантов – и скоростная кинокамера, и инфракрасные отражатели – передатчики – приёмники и т.д. – Всё в ваших руках. Творите, ребята!
Так, что может хватить и 2-х полётов, а может не хватить и 20-ти.
4. Ven (Сб Май 20, 2006 20:16) писал:
“Тут надо разобратся как работает МРД в "пуковой" прубе?
если канальный двпгатель работающий в атмосферу развивает импульс 1нс ( давление в камере сгорания 5 ат.) то это не означает что работая ( в пуке) в среде где давление 5-10 ат. он разовьет 1 нс результирующее давление то будет 15ат. а при большем давлении удельный импульс и КПД больше! вот тебе и прибавка…”
Тут Уважаемый Владимир Николаевич слегка “напорол”:
Во-первых, давление – не картошка, и если в одном сосуде - давление 5 единиц, а в сообщающимся с ним – 10, то результирующее не будет суммой, т.е. 15, а будет где-то усреднённой величиной в соответствии с величинами обьёмов этих сосудов – если, конечно, имеется время на это выравнивание давлений (т.е. в результате равновесия) – хотя это к данному случаю и не относится, поскольку процессы достаточно быстрые – что называется – нестационарные. Но всё равно – давление (как внутри самого двигателя, так и в накачиваемой продуктами сгорания трубе пука) никак нельзя складывать – по любому.
Это картошку можно складывать, или величины векторные. Ни к той, ни к другим давление не относится.
Во-вторых, давление внутри трубы пука не может быть больше чем в камере сгорания самого двигателя, иначе у продуктов сгорания топлива просто “не хватит ума” вытекать в пространство, где давление больше, чем там где они, эти продукты образуются. Если бы это было так, то двигатель бы просто бы взрывался (выпуская образовавшиеся при горении газы через стенки корпуса) к ядрёной матери или “выстреливал” бы вверх – через замедлитель - каждый раз, когда модель бы пытались запускать с “пука”. Но этого не происходит.
В действительности давление внутри “пуковой” трубы при работе двигателя - величина зависящая от нескольких факторов, в частности и от применяемого двигателя, и от диаметра трубы, и массы “модель+подвижная часть “Пука”” и др., и сама она изменяется по мере движения. В частности, Чак Вейсс и Джеф Винсент в своей исследовательской работе, представленой на национальном (США) чемпионате в 1988 году “Эмпирическая оценка оптимальной длины трубы Пистона для Пистоновой ПУ с подвижным цилиндром” привели измеренные/подсчитанные величины давлений. Для легких моделей (масса “модель + труба пука” = 22 г, при диаметре трубы 13 мм и её длине – 46 см, для 13 мм ЧП Estesовских двигателей-малышек) давление изменялось от 1.40 атм до 1.16 атм, при этом оно сначало падало практически до атмосферного, а потом опять возрастало (при среднем, по мере движения на”пистоне”, значении давления =1.22 атм).
В работе других американцев – бртьев Роберта и Питера Алуэя за 2005 год “Давление в Пистоне и Тяжёлые Модели” измеренные/вычисленные величины давлений для достаточно тяжелых моделей (масса “модель+труба пука” в диапазоне 70 … 210 г, при диаметре трубы 18 мм и их длинах 38 и 76 см для 18 мм ЧП Estesовских двигателей) давление в пуке изменялось в диапазоне 1.3 … 1.6 атм.
Все приведённые выше значения давлений приведены в абсолютных атмосферах. Так, что в самом широком диапазоне варьирований масс моделей, диаметров труб и двигателей, значения избыточного давление в трубе не превышало 0.6 атмосфер. Но и этого сравнительно небольшого значения (как было приведено в 2-х вышеупомянутых работах) хватает, тем не менее, чтобы выплюнуть модель “со страшной силой”, и иметь преимущество перед моделями, запускаемыми с традиционной ПУ.
В-третьих, повышенное давление в окружающей - по отношению к двигателю – среде, т.е. за срезом сопла, и в случае с “Пуком” – внутри его трубы, прибавки в скорости истечения (а посему - и в тяге) не только не прибавляют, но даже и уменьшет эти величины. Поскольку истекающим из сопла газам приходится преодалевать еще и дополнительное – повышенное “противодавление” со стороны этой окружающей среды. Посему, в принципе, МРД имел бы бОльшую тягу, а посему и суммарный импульс, работай он в безвоздушное пространство, реализуя дополнительнуи “прибавок” в скорости истечения по сравнению с условиями работы в атмосфере. Но для нас – в случае с “пуком” - данные потери в скорости истечения/тяге/суммарном импульсе на этапе нахождения на “Пуке” с лихвой покрываются прибавкой от эффекта его работы.
Кстати, в большой ракетной технике на верхних ступенях ракет и разгонных (для межорбитальных и межпланетных операций) блоках, сопла двигателей выполняют как можно больше (длиннее), чтобы реализовать как можно бОльшее расширение истекающих газов без боязни того, что давление на срезе сопла в струе будет меньше давления окреужающей среды (вакуум или близко к тому) и двигатель будет работать с перерасширением (а посему в неоптимальном для данной длины сопла режиме).
Всё приведённое выше – не критики ради, а для внесения ясности для в такой не совсем простой (хотя некоторыми и считающийся закрытым и решённым) вопрос, каким является “пук” и его применение.
Последний раз редактировалось
Alex M Вт янв 06, 2009 04:30, всего редактировалось 1 раз.