Vanjskobalistički proračun (program) leta rakete

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

E upravo to me je navuklo da se upletem u ovo. Želim probati razumjeti tu dinamiku i iz nje probati dobiti odgovore, a to su recimo da li ova raketa zaista može biti stabilna i sa napadnim kutem od 35 (kako Vimpel kaže) a dok joj je pri tome maksimalni odklon kanara 20 stupnjeva jer više od toga ne ide. I onda i svega toga probati naći neku vezu i reći da li je maksimalno raspoloživo preopterećenje 24 kako jedni kažu ili 30 kako drugi kažu.

Mislim da ova raketa nije predviđena za nestabilnost ili ako i je onda za vrijednosti koje nisu veće od vrijednosti nazovimo to prestabilnosti. Raketa R-73 u aktivnoj fazi bude statički nestabilna, ali kod nje pored aerodinamičkog imamo i gasodinamičko upravljanje i ovo drugo ispravlja stvar.
Čitam neke nerazumljive tekstove pa iz njih pokušavam povezati konce, recimo R-27 ima postupak predodklona rula prije samog lansiranja kada lovac leti pod svojim napadnim kutem. To mogu povezati samo sa potrebom ovoga što se ovim računom nekako ističe, a to je da napadni kut rakete i odklon krilaca stalo moraju biti u uskoj vezi i osim uskoj i u brzoj.

Ja mislim da ova raketa uopće nema veliku rezervu statičke stabilnosti ako ćemo je izraziti u milimetrima. Ono što sam spomeno, šarnirni moment...ja to povezujem, možda griješim, sa vrijednošću razlike momenata koje sam označio sa M1 i M2. Taj moment kompenzira razliku i uravnotežuje raketu, a on je po izvorima dosta mali, 17 kgm.
Krilca imaju svoje osi obrtanja, a taj šarnirni moment je moment regulirajuće sile na kraku udaljenosti sile do osi i po meni razlika momenata delta M bila ona pozitivna (stabilnost) ili negativna (nestabilnost) ne smije biti veća od šarnirnog momenta.

Ako raketu prebacim na područje gustoće zraka 0,01 i ako je nabijem na 700m/s, odklonim kanare sa 20 i nateram je u napadni kut 35 ona bude stabilna, Xt-Xf tada bude 145mm tako da možda i nije preterivanje kad spominju 35 deg. Zapravo zašto bi Vimpel lagao o tome, jedino što to sada barem meni ruši ono malo što sam mislio da znam o svemu ovome. Nije ovo jednostavno područje, one balističke su daleko daleko jednostavnije.

U svakom slučaju ja mislim da ova i slične patka rakete mnogo mlataraju u letu, i krilima i dupetom

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

raketaš ::Poznavajuči ruse i njihovu tehnologiju ne vjerujem da bi išli u statičku nestabilnost u fazi rada motora, ako nisu išli na statičku nestabilnost u fazi kad više nema promjene mase odnosno položaja težišta.
Ahhh, čuvena negativa povratna sprega...
Naravno, radio sam zadatke samo na prostim mehaničkim sistemima, ne na raketama i znam da može da napravi sistem nestabilnim.
Al' mi palo na pamet da li može da se iskoristi u završnom delu putanje za neki ludi manevar eskivaže, pre detonacije?
Drug Pukovnik, kapa dole!

• 2Ovo se svidja korisnicima: ivan1973, Oluj2.1
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Kod sustava patka se može napraviti statička nestabilnost rakete i tada se dobiju ti suludi manevri sa velikim ubrzanjima odnosno manevarskim svojstvima, ali ta statička nestabilnost traži izuzetno brze i precizne komande . Tu nisu toliko u pitanju brzine računala i pojačala već izvršni organi servo motori, ono što zovemo mrdalice na raketama.

Kroz povijest razvoja raketa imamo hidro sustave V-2 i slični, pa pneumatske na barutne plinove Maljutka , Strela i slični , pa pneumatske sa dinamički nabijenim zrakom Kornet i cijela gama projektila iz kuhinje Šipunova , vidjeli smo i elektromagnetske kao Fagot , a sada su u modi elektromotori sa neodimijskim magnetima sa četkicama ili bez četkica i cijelom gamom reduktora .

• 3Ovo se svidja korisnicima: Oluj2.1, ivan1973, sevenino
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Evo još jedna patka i to patketina



Njoj za 1,5M brzinu računom dajem uzgonske koeficijente i to redom tijela, destabilizatora, rula i krila:
0,01 ; 0,06; 0,11* ; 0,235
* pri čemu je 0,04 u funkciji napadnog kuta, a 0,07 u funkciji odklona samog krilca
Znači total Cy=0,415 pri Sref=0,0227 m2 ili Cy balansni=0,345





Pomoć uvijek dobro dođe, a ovdje su dosta pomogli i zato sam je gore i nasadio tako pod 34deg. Grafika kaže da ova raketa u uvjetu pasivnog leta brzine 1,5M na visini 1km ima ovakve funkcije koeficijenta momenta mz prema kutevima alfa i delta.
Znači kada je odklon krilaca maksimalnih 20deg raketa će biti statički uravnotežena ako joj je napadni kut nekih 34deg.
Iz dijagrama se može doći do potrebnih podataka da se ne moraju nagađati, a jedan je recimo položaj težišta rakete koji se uz pomoć dijagrama može približno odrediti.

m_z=M/(q∙L∙S_ref )

To je jedna od formula i iz nje se izvuče moment kojeg krilca pod 20deg kada je raketa sa nula napadnim kutem (puna nestabilnost) rade oko težišta mase. L je ukupna dužina rakete (2,9m), q je dinamički pritisak (141540 kg/m*s2) i moment M je 5360 Nm.

Uzgonska sila je Yrul od delta=0,07*20*141540*0,0227=4500 N pa je krak L3=1,2m

Dalje po proporciji i po slikama rakete je L1=1,51m ; L2=1,385m ; L4=0,805m
Kad sve ovo prebacimo na 34deg napadnog kuta pri čemu su sile odnosno momenti uravnoteženi oko težišta (i stvarno bude dovoljno dobro poklapanje, meni završi na 39) dobije se potvrda o krajnjem položaju rakete sa punim odklonom krilaca pri 1,5M na 1km da sistem bude aerodinamički stabilan.

Napadni kut ovoj raketi od 35 je i krajnji jer dalje se ima problema sa kontrolom valjanja pa se ovdje može podvući crta i odrediti koliko je raspoloživo preopterećenje te suhe mase od 71kg.
Prema Cy bal=0,345 ispada cirka 50-55g što bi moglo odgovarati stvarnosti kratkotrajnog maksimalnog preopterećenja ove patke.

• 1Ovo se svidja korisniku: sevenino
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Patka je nekako prožvakana i dobra je svakako, sviđa mi se.
Druga u nizu konfiguracija je takozvana normalna šema, iako kad je probam ona mi je sve samo ne normalna, ili sam možda uzeo baš neki grdi slučaj ili sam možda skroz polupo lončiće



Za ovu raketu nemamo nekakvih ulaznih parametara, nemam pojma koliko joj ruli rade, ne znam gdje su joj limitirali napadni kut iako mislim da nije neki veliki, imamo neke okvirne dimenzije i jedini podatak koji se ima je da je maksimalno preopterećenje 19g plus par dijagrama o kojima kasnije.

Po istom postupku dobijem da je ukupni Cy na brzini 3M 0,197 od čega je balansni 0,154. Ima jedan detalj koji iako jako malo utječe, ali da se spomene. Tamo u podlogama za račun Cy ima jedan koeficijent Kt, to je koeficijent kočenja jer površina ispred slijedeće u nizu remeti i otkine malo od uzgona te slijedeće površine. Uveo sam 0,9 kao konstantu Kt* iz razloga što dobar dio raketa to pokriva, ali ne i ovu.



Ruli su jako blizo krila i ovaj omjer x/bsr ... bsr=srednja linija krila, svakako nije >1 da bude Kt*=0,9 već je to za 3M nekih 0,73.

Ovo uzmite sa debelom rezervom, iako stvarno ja ne vidim kako drugačije bi ova raketa bili kontrolirana.
Znači brzina 3M i stavio sam je na 10km visine. Pasivni let iako ova raketa je takve koncepcije da joj je težište puna ili prazna bila jako malo oscilira. Prvo joj treba inicirati napadni kut i to mogu samo ruli koji su skroz pozadi i jedan par ako ćemo promatrati let u + profilu treba napraviti odklon sa plus kutem recimo ili kontra kazaljke da se ne pobrkamo



Sad kada se inducirao napadni kut kreće cirkus



Kada bi ruli ostali sa istim otklonom i kada bi raketa digla nos za 15 sve to je debelo u području nestabilnosti. Uzgon nosa je znatan i na dugačkom kraku poluge, krila ove forme iako imaju dobru površinu su malog izduženja pa im je time i Cy mali i krila nikako ne mogu izkontrolirati par momenata koji su u kontri.



Ruli moraju otići u minus kako bi zajedno sa krilima kontrolirali i kontrirali uzgonu nosa ... inače na dosta mjesta se kaže, uzgon tijela nije veliki pa se razmatraju samo krila...aha...da da
Ovo je jedna od ravnoteža, napadni kut 15deg i otklon rula -5deg.

Za drugi krajni položaj nemam dovoljno inputa pa ne mogu ništa reći, ali ništa ne košta probati



Tu i ako je alfa=delta=15 centar fokusa je nekih 220mm iza težišta, ali je moment pozamašan i pojma nemam da li ruli to mogu kontrolirati i držati na sebi.

Ali recimo za probu neka je Cy bal=0,154, alfa=15deg i masa prazne rakete 340kg uz postavku 3M na 10km...N rasp=13

Ono što se nudi je ovo





S2 kr=odnos površine dvije konzole krila prema referentoj površine...6,37



Odnos površine dvije konzole rula prema dvije konzole krila...0,245



Odnos raspona konzole krila prema konzoli rula...0,65

To je po omjerima nekih 4,2 s tim što ja to običavam nazvati Cn bal...Cn=Cy*alfa
Ali kako uz dijagrame nema podatka o visini (gustoći zraka) to nije daleko od skoro mrtvog slova na papiru ili mukotrpnog pokušaja bocanja. Mislim može se, ali je zaista dugotrajni postupak sa upitnim rezultatom kada se uzme da je sve zapravo na staklenim nogama

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Ufff , odakle ih samo vadiš.

Ovako moraš obratiti pažnju na to što radi servo sustav na raketi, odnosno autopilot.

Na zahtjev diži nos gore za 15 stupnjeva, tvoja prva slika, ruli će sigurno otići na -15 , par stotinki sekunde iza toga bude nos dignut za 5 stupnjeva , ali se bude otklon rula smanjio na -10 , i kad nos dođe na 15 ruli su na nuli.

Ali zbog inercije raketa nastavlja dizati nos i sad bi ruli morali kontrirti.

Ovo što sam opisao je najgora varijanta upravljanja jer je povratna veza ostvarena samo preko P , proporcionalnog , člana. Kod raketa se obavezno uvodi integrator I član i D član .

Pogledaj malo PID regulatore, to su ruje jako dobro obradili u literaturi

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Ček samo malo…
Ovo je od Angare koja je slične konfiguracije



Jel to znači ruli ovakvi kakvi jesu iza i pozadi se odklone u smjeru kazaljke i lupe raketu ko pijanac kad lupi čelom od stol i onda se pijanac propne na zadnje noge !?

• 2Ovo se svidja korisnicima: Oluj2.1, Drug pukovnik
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Da to bi bilo tako kad se otklon rula nebi smanjio do nule prije nego raketa dođe do zadanog otklona.

Na primjer kod proporcionanog upravljanja kad je raketa digla nos na pola od zadanog, ruli su na pola početnog otklona, po toj filozofiji raketa nikada ne bi mogla doći do zadanog dizanja nosa, uvijek bi malo falilo. Zato se koristi integrataor koji kaže -prošla je sekunda, a ti još nisi digla nos do kraja , ono jesi blizu ali još fali malo, a otklon rula očito nije dovoljan, da savlada aerodinamičke momente, de malo pojačaj otklon rula, pa upet pita druge sekunde, pa još doda ako nije raketa odradila zadani otklon.

ove dvije funkcije Proporcionalna i Integrirajuća često nisu dovoljno brze, pa se radi povećanja brzine odziva same rakete postavlja visoki P član tako da ruli imaju puni otklon dok raketa ne postigne 2/3 otklona pri tome se računa derivacija promjene brzine dizanja nosa i na bazi derivacije odnosno D člana odnosno brzine promjene brzine ( ubrzanja ) skida otklon rula na vrijeme i raketa dolazi do potrebnog otklona u najkraćem vremenu.

Ruje su te analogne sustave sa PID regulatorima naslijedili od švaba i jako puno radili na tome, ameri su relativno rano prešli na digitalne sustave ali niti su bili senzori dovoljno precizni niti su računala bila dovoljno brza da bi parirala ruskim analognim sustavima.

Danas i jedni i drugi furaju digitaliju, s tim da ruje imaju bolje matematičare u toj domeni primijenjene matematike

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Pogledat ću pročitati štagod o tim funkcijama iako mislim da će to biti previsoka matematika za mene.

U međuvremenu još sam jednu raketu proknjižio da vidim kako se račun uzgonskog koeficijenta ponaša i jel vrijedi to čemu.





H-29T/L ne ganja ciljeve po zraku, ali joj trebaju manevarske sposobnosti obzirom na jednu od opcija putanje koje imaju, a to je izražena uvodna gorka te onda oštro obaranje na cilj kako bi efekt po cilju bio što veći. Upadni kutevi znaju biti veliki, čak idu do čiste okomice.



Ovo je slučaj visine 5km i brzine 2M, malo nadrealno, ali za ove uslove imam komparacijske parametre.
Postupak određivanja je po onom istom računu uz jednu razliku i to po članu uzgona nosa i cilindra rakete. Iako ih izvor naziva raketa sa zatupljenim oživalom (T) i zatupljenim dvostrukim konusom (L) meni je to cilindar sa nosom bliskim polusfernoj formi. OK, nije šija nego vrat, ali ovako mi je lakše.



Postoji i treći dijagram, onaj za konusni nos na cilindru, o njemu nekom drugom prilikom.

Znači raketa je kod punog odklona rula na granici nestabilnosti u balansu momenata ako joj je napadni kut 16 stupnjeva odnosno maksimalni koeficijent momenta u punoj formi nestabilnosti joj je 0,26. E da, u pitanju je puna raketa i prema tome definiran centar mase.
To je za ovu raketu pozamašnih 12 jedinica raspoloživog preopterećenja što nije malo.



Ovo je po Vimpelu, tu sam u okviru od 10% što je po meni sasvim OK s obzirom na sva uprošćenja u računu.

• 1Ovo se svidja korisniku: Zlikowsky
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Sam si se u to uvalio , i to je jedan normalni put u razvoju inženjera reketaša. Kreće od pogona i sretan je da napravi motor koji ne bude grunuo. Da bi to savladao mora imati u malom prstu otpornost materijala, i mora imati iza sebe tvornicu raketnih goriva. Onda idu poboljšanja tog motora sa optimalizacijom oblika goriva, da bi dobio neki potrebni potisak. Vrlo brzo nakon toga dođemo do termozaštite i grafita odnosno do prijenosa topline zračenjem, konvekcijom ili kondukcijom.

E sad kad je ta raketa poletila mora imati neka krila stabilizatore, jel tako, e sad si u tu raketu ugradio i neke mrdalice, i upravo zaglavio na njima.

Nije bed svi smo mi prošli te faze negdje do majorskog ispita, i tu smo se negdje počeli razilaziti i gledati jedan drugug bljedo jer nismo kužili što ovi sa terminalne balistike bulazne nama motorašima, a tek ovi s mrdalicama.

Boba je zbog tih mrdalica 4 godine bio u Beogradu ili je putovao svaki tjedan iz Zagreba u Beograd, a radio je na raketi GROM, koja je mala beba spram ovih tvojih raketljina.

Za početak otvori vodokotlić doma i pogledaj u dućanu mehanizam nekog sa nabrijanom cijenom, normani i jeftiniji ima samo P regulator u cijelom opsegu regulacije, a skuplji ima jednu zonu sa velikim pojačanjem, da bi pod kraj tek počeo raditi po P algoritmu.

Razlika je brzina punjenja, odnosno brzina odziva na step funkciju. U našem slučaju je step funkcija trenutak kad potegneš špagu na vodokotliću, a brzina odziva je vrijeme kad možeš ponovno potegnuti špagu.