Mria based Rocket Plane

[ckona]

Какой ты шустрый.

Это называется "нагнуться и поднять лежащее под ногами".
А сейчас вот тихо сижу и штудирую конструкции МРIЙ, чтобы разобраться с дальнейшими действиями.
SERGE-77 прав: можно налепить что угодно, и потом на полку его.
Следовательно, надо разделить "исследовательские" и "конструкторские" задачи, и второе решать только в направлении оранжевой летающей трубы.
Пока что четко вижу - надо сразу делать крыло с хордой (шириной) для калибра 160. И механизм выпуска.
А вот проверять... а задам-ка я вопрос: на какой минимальной высоте МРIΪ надо выпускать парашют, чтобы до земли погасить скорость ?

[Serge77]

думаю, собственно выброс, т.е. срабатывание вышибного заряда, должно быть минимум на 100 м
но от поступления команды на выброс до срабатывания вышибного проходит некоторое время, которого мы не знаем
думаю, это не меньше секунды, а может и две
причём на разных запусках это может быть разное время
поэтому при высокой скорости падения кнопку нужно нажимать заранее, неизвестно на сколько
кроме того, у Мрии не парашют, у неё несколько парашютов, которые выбрасываются в два этапа
поэтому наверно на пульте управления должна быть не одна парашютная кнопка

[ckona]

Надо смотреть видео.
100 м. - это вполне нормально.
Кусает и грызет мысль о том, что нет необходимости разделять крылатый планер при боковом выбросе парашюта.

[Serge77]

думаю, при боковом выбросе такая тяжёлая ракета просто сломается от рывка парашюта
давайте до всех исследований попробуем понять, а есть ли на самом деле внутри Мрии место, куда поместятся сложенные крылья?
это же должно быть совершенно определённое место, зависящее от ЦТ, а не просто где влезут
какую длину в ракете будут занимать сложенные крылья вместе с механизмом раскрытия?
где именно должно быть это место?

[ckona]

Михаил говорил, что места достаточно.
Да я и сам вижу, что при минимальной перекомпоновке все помещается.
Оперировать точными размерами-координатами сейчас невозможно.
Этап расчетов займет месяца два, не меньше.

"тяжелая ракета сломается от рывка парашюта"
- могу привести пример аппаратов весом 14 и 18 кГ, выброс на скорости 28 м/с, посадочная вертикальная 5...6 м/с, и ничего не ломается.
Это вопрос точек подвески и перевода кинетической энергии в деформации и нагрев.
Разделение ракеты - для гашения скорости падения. Если нет крыла. А если есть ?
Повторюсь - это не предложения ("все ломать и переделать"), а грызущие беспокойные мысли (мания-?...).

[Serge77]

Михаил говорил, что места достаточно.

Да, внутри полно воздуха, но он может оказаться не там, где нужно. Может оказаться так, что там, где нужно поставить узел крепления крыльев, будет стык отсеков. Или этот стык окажется там, где должна быть щель для выхода крыльев.

Да я и сам вижу, что при минимальной перекомпоновке все помещается.

Вот, уже перекомпоновка. Какая?

могу привести пример аппаратов весом 14 и 18 кГ, выброс на скорости 28 м/с, посадочная вертикальная 5...6 м/с, и ничего не ломается.

Я тоже могу привести много примеров)
Но Мрия сделана не так, как те аппараты. Это три куска непрочной трубы с двумя непрочными в поперечном направлении стыками.

[ckona]

Мрия ... Это три куска непрочной трубы с двумя непрочными в поперечном направлении стыками.

Тогда все завершится на этапе расчетов.
Например, расчетов поперечной перегрузки вследствие выпуска консолей крыла.
А потом слово передадим Михаилу как Главному конструктору,
автору замечательной идеи об использовании небольшого крыла для управляемого возврата ракеты поближе к месту старта.

[LEVSHA_]

ckona, каждый твой ответ порождает ещё больше вопросов, по крайней мере у меня)
очень хочется, чтобы всё получилось, но я боюсь, чтобы ты в порыве не увлёкся и не сделал/отработал такое, что не получится потом перенести на Мрию
думаю, нужно всё-таки описать конечную целевую конструкцию и чтобы gmurvs написал, что он может и хочет это реализовать, с нашей любой помощью конечно

Добавлю.
Насколько я понимаю крыло будет открывается на шарнире.
То есть крыло будет выламывать шарнир как лом.
Для крыльев в планере ракеты придется изготовить две достаточно длинных прорези, которые разрушат замкнутый контур и всю жесткость планера помножат на ноль.
Предлагаю для начала определиться с приблизительным габаритом крыла - длинна, ширина, толщина.
Прикинуть максимальную нагрузку на шарнир крыла в первый момент после открытия.

[ckona]

Добавлю. ... Прикинуть ...

Разумеется !

В процессе расчетов захотелось добавить в дискуссию еще одну фразу:

подобно тому, как двигатели сначала делают и испытывают, а уж потом ставят на ракету -
так и с этим крылом:
сначала делать и испытывать, а уж потом ставить на ракету.

И в точности как с двигателями:
химию (=принцип) можно испытать малыми порциями, а движки прожигать(крыло распускать) - в натуре.

- - - Добавлено - - -

Мммм-дя... два часа с расчетами... могу и ошибаться ... но на вменяемой, хотя и большой, скорости, получается нормальный планирующий полет.
Не наклонное падение, а именно планирование.

- - - Добавлено - - -

Ну вот, кое-что подсчитал.


Рассматриваемый ранее режим, при котором хвостовое оперение является несущим, заметно
проигрывает "классическому" самолетному режиму.
Причина - плоский профиль хвостового оперения. Полет-падение получается в узком диапазоне углов атаки и по крутой траектории. А увеличение плеча крыла выводит оперение в срыв. Что я, собственно, и наблюдал при бросковых испытаниях.
Здесь пример поляры плоской пластины а-ля перо стабилизатора.


Что же, собственно подсчитано.


Ракета:
площадь боковой поверхности 0,35 кв.м.,
площадь горизонтального оперения 0,075 кв.м.
Вес для расчетов - 5,0 кГ.
Крыло: каждая консоль длиной 40 см, хорда 9 см, площадь одной консоли 0,036 кв.м.,
с учетом V-образного расположения консолей под углом 124 градуса - работающая площадь крыла - 0,065 кв.м.
Сложенные консоли выступают из прорезей на 12 мм, закрывая их при полете ракеты вверх.


Профиль крыла: ЦАГИ 6-19. Толстый профиль, работает до углов атаки аж 24 градуса, легко изготовить жестким на скрутку для избежания флаттера. Рабочий угол атаки выбран 8 градусов (под таким углом консоли выдвигаются в поток), при этом Су=0,71. Строительная высота профиля крыла получается 18 мм. Можно и еще лучшие профили, но они гораздо намного чувствительнее к погрешностям изготовления.


Что получаем в результате.
Скорость планирования - 42 м/с или 150 км/час. Не так уж и страшно много.
Удельная нагрузка на крыло 77 кГ/кв.м. Примерно как у груженой четырехместной Цессны-172.


Рабочий момент, приложенный к креплению консоли - 0,6 кГс*м.
Максимально возможный момент при выдвигании консоли на скорости 60 м/с - 2,4 кГс*м.
Запас прочности по выворачивающему моменту - 1,7.
Контрольная нагрузка на конец консоли крыла - 10 кГс.


То есть при испытаниях надо зафиксировать корпус ракеты, а на крыло с конца повесить 10-кг гирю.


Еще: если выполнить не только руль направления, но и руль высоты, то за счет угла атаки можно перед выбросом парашюта сбить скорость до 32 м/с.


Неприятности: из-за узкого крыла диапазон центровки в МИЛЛИметрах - плюс-минус 12.
Честно говоря, настораживает. Без балансировочных грузов не обойдется.
Изделие Х-55 как-то же летает...

[ckona]

Тут вот какая идея "сконденсировалась".
1) GMURvs указал на высокую трудозатратность двигателей для полноразмерной Мрii, и предложил отрабатывать на калибре 75 мм, с весом 2 кГ.
2) Крыло обеспечит планирующий полет. Для "самоновейшего" варианта - уже со скоростью 26 м/с.

Следовательно, для экспериментальной отработки не обязательно пулять макетом в высоту, достаточно разогнать горизонтально.
А это можно делать катапультой.
И последовательность действий становится все более осязаемой - после расчетов изготовить крыло, управление хвостом, попихать с горки катапультой.
Убедившись в "летной годности" - приступать к реактивным разгонам.