Продраться через атмосферу.

А.С.> Если эффект от линейного ускорения повторяемый, то проблем с его компенсацией нет, т.к. акселерометры достаточно точны.

Единственное что надо сделать - его измерить!

А.С.> Опять же, если он от экземпляра к экземпляру отличается, то надо организовать подбор

В любом случае надо будет калибровать в собранном виде и все таблицы запоминать.

А.С.> Магнитный датчик слишком неточен даже по сравнению с мемс гироскопами

Разве?
Ракета летит (примерно) перпендикулярно магнитным линиям, то есть хорошо будет виден крен. Для ракеты, когда её ось уже близка к горизонтальности, крен сильно на результат не влияет, в смысле - на орбиту все равно попадёт, только наклонение будет варьироваться.
А по курсу и тангажу - солнце.

А.С.> датчик Солнца я тоже планирую в этой конструкции - вторая и третья ступень должны лететь "в Солнце", что, естественно, осуществимо не просто ранним утром, а ровно перед астрономическим рассветом в день равноденствия

То есть, датчик будет только показывать, попадает ли ось ракеты в солнце, а не углы отклонения? В смысле, крен учитываться не будет?

А.С.> её значение будет определено в момент прихода Солнца в поле зрения солнечного датчика

Он будет очень "узкоглазый"?

Я возился с микрухами похожими на TSL237 от Texas Advanced Optoelectronic Solutions Home | TAOS, с ними легко получалась точность 0.1...0.2%.
Если делать даже широкоугольный датчик (±45 градусов), то вполне можно получить такую точность в определении углов курса и тангажа.
То есть, имея два-три датчика направленных в разные стороны с перекрытием (например 0, 30 и 60 градусов от оси ракеты) можно следить за солнцем во всех точках полёта. И необязательно ждать равноденствия и 6 часов утра.
Но, конечно, при этом обязательно рулить креном.

А.С.>> Если эффект от линейного ускорения повторяемый, то проблем с его компенсацией нет, т.к. акселерометры достаточно точны.
Xan> Единственное что надо сделать - его измерить!

Смотри. Мы берём два одинаковых акселерометра и ставим их на центрифугу. Скорость вращения центрифуги стабилизирована. Затем переворачиваем один. Затем переворачиваем другой. Из этих четырёх замеров вычисляется эффект линейного ускорения с достаточно большой точностью. Если от экземпляра к экземпляру эффект одинаковый, то можно просто поставить по нужной оси (с наибольшим эффектом) два гироскопа в противоположные стороны.

А.С.>> Магнитный датчик слишком неточен даже по сравнению с мемс гироскопами
Xan> Разве?
Xan> Ракета летит (примерно) перпендикулярно магнитным линиям,

Чего? Скачай карту изоклин как ты себе представляешь магнитное поле?

Xan> то есть хорошо будет виден крен. Для ракеты, когда её ось уже близка к горизонтальности, крен сильно на результат не влияет, в смысле - на орбиту все равно попадёт, только наклонение будет варьироваться.

И грузоподъёмность. Довольно сильно. А при фиксированной нагрузке - конечная скорость.

Xan> А по курсу и тангажу - солнце.
А.С.>> датчик Солнца я тоже планирую в этой конструкции - вторая и третья ступень должны лететь "в Солнце", что, естественно, осуществимо не просто ранним утром, а ровно перед астрономическим рассветом в день равноденствия
Xan> То есть, датчик будет только показывать, попадает ли ось ракеты в солнце, а не углы отклонения? В смысле, крен учитываться не будет?

В смысле, ось второй и третьей ступеней должна совпадать с направлением на солнце, после чего их надо закрутить. Какой уж тут крен?

А.С.>> её значение будет определено в момент прихода Солнца в поле зрения солнечного датчика
Xan> Он будет очень "узкоглазый"?

У меня получалось, что потребная точность достигается лишь с полным полем зрения 16х16 градусов или меньше.

Xan> Я возился с микрухами похожими на TSL237 от Texas Advanced Optoelectronic Solutions Home | TAOS, с ними легко получалась точность 0.1...0.2%.
Xan> Если делать даже широкоугольный датчик (±45 градусов), то вполне можно получить такую точность в определении углов курса и тангажа.
Xan> То есть, имея два-три датчика направленных в разные стороны с перекрытием (например 0, 30 и 60 градусов от оси ракеты) можно следить за солнцем во всех точках полёта. И необязательно ждать равноденствия и 6 часов утра.

Ориентация лишь по солнцу принципиально даёт недостаточно информации, т.к. это только по двум углам.

Xan> Но, конечно, при этом обязательно рулить креном.

На основе чего?

В общем, так. Помимо погрешностей наведения, есть ещё и погрешности определения УИ и полного импульса, и другие значимые погрешности. Если на каждую из них класть запас, то он получается слишком большим и неприемлемым, надо как-то изворачиваться.

Если в последней ступени не выгорает лишь 10% топлива, на орбиту оно не выходит.

А.С.> Смотри. Мы берём два одинаковых акселерометра и ставим их на центрифугу. Скорость вращения центрифуги стабилизирована. Затем переворачиваем один. Затем переворачиваем другой. Из этих четырёх замеров вычисляется эффект линейного ускорения с достаточно большой точностью. Если от экземпляра к экземпляру эффект одинаковый, то можно просто поставить по нужной оси (с наибольшим эффектом) два гироскопа в противоположные стороны.

Ничего не понял.
1. Гироскопы или акселерометры?
2. Какая ориентация относительно оси центрифуги?
3. А ну как при большой скорости вращения линейный эффект будет другой?

Xan>> Ракета летит (примерно) перпендикулярно магнитным линиям,
А.С.> Чего? Скачай карту изоклин как ты себе представляешь магнитное поле?

Ось самолёта летящего на восток примерно перпендикулярна вектору поля. (Ну, с точностью до несовпадения магнитных и настоящих полюсов.)
То, что вектор очень не параллелен плоскости крыльев, это очевидно.
Но если засечь направление проекции вектора на плоскость перпендикулярную оси самолёта, то можно поддерживать крен самолёта постоянным.

Кстати, где скачать?

А.С.> У меня получалось, что потребная точность достигается лишь с полным полем зрения 16х16 градусов или меньше.

Датчик мышиный?

Я думаю, просто аналоговый сделать, по каждому углу пара сенсоров дифференциально.

А.С.>> Смотри. Мы берём два одинаковых акселерометра и ставим их на центрифугу. Скорость вращения центрифуги стабилизирована. Затем переворачиваем один. Затем переворачиваем другой. Из этих четырёх замеров вычисляется эффект линейного ускорения с достаточно большой точностью. Если от экземпляра к экземпляру эффект одинаковый, то можно просто поставить по нужной оси (с наибольшим эффектом) два гироскопа в противоположные стороны.
Xan> Ничего не понял.
Xan> 1. Гироскопы или акселерометры?

Гироскопы, конечно, речь шла об испытаниях влияния линейного ускорения на гироскопы.

Xan> 2. Какая ориентация относительно оси центрифуги?

Все три по очереди, в двух разных положениях.

Xan> 3. А ну как при большой скорости вращения линейный эффект будет другой?

Может, да. Можно померить в трёх-четырёх точках.

Xan> Xan>> Ракета летит (примерно) перпендикулярно магнитным линиям,
А.С.>> Чего? Скачай карту изоклин как ты себе представляешь магнитное поле?
Xan> Ось самолёта летящего на восток примерно перпендикулярна вектору поля. (Ну, с точностью до несовпадения магнитных и настоящих полюсов.)
Xan> То, что вектор очень не параллелен плоскости крыльев, это очевидно.
Xan> Но если засечь направление проекции вектора на плоскость перпендикулярную оси самолёта,

Для самолёта этот фокус кое-как проходит, для ракеты - нет.

Xan> то можно поддерживать крен самолёта постоянным.

Ну, к сожалению, не крен, а некую комбинацию кренокурсотангажа - постоянный угол к направлению силовой линии. Но, вопрос - с какой точностью? сколько градусов этот датчик ловит?

Xan> Кстати, где скачать?

http://geomag.usgs.gov/charts/ig00i.pdf

Например.

А.С.>> У меня получалось, что потребная точность достигается лишь с полным полем зрения 16х16 градусов или меньше.
Xan> Датчик мышиный?

Да.

Xan> Я думаю, просто аналоговый сделать, по каждому углу пара сенсоров дифференциально.

Долго делать. Ещё дольше испытывать.

А.С.> Но, вопрос - с какой точностью? сколько градусов этот датчик ловит?

Я собирался для другой задачи делать, там по ТЗ надо было точность около процента (0.6 градуса), но там легко можно было ещё лучше сделать.
(Клиент отпал, проект повис недоделанным, 12 комплектов лежат в столе.)

А.С.> Долго делать. Ещё дольше испытывать.

Ну, тут не однозначно.

А вот какие оптические датчики горизонта (границы атмосферы) есть?

В России поле воткнуто в землю почти вертикально, около 75 градусов.
Если б оно было совсем вертикальным, за него можно было б легко зацепить крен и тангаж.

Вот про датчики (при 5 вольтах возбуждения):
Чувствительность 5мВ/гаусс
Начальное смещение нуля ±6 мВ (максимальное)
Плотность шумов при 1 кГц 50 нВ / (корень из герц)
Разрешение при полосе 50 Гц 0.12 миллигаусс
Температурный коэф чувствительности -0.0027 на градус (-0.0024...-0.0030)
Температурный дрейф нуля ±10 ppm/град
Линейность (до 1 гаусса) 0.1%

Что здесь можно сказать?
Начальное смещение нуля + земное поле могут дать примерно до 10 мВ.
То есть, АЦП должен быть способен на ±10 мВ. Вся шкала должна быть длиной 4 гаусса.
Делим на разрешение, получаем 4/.00012 = 33000 = 15 бит
Это про то, какой требуется АЦП.

Непонятно, что такое "Температурный дрейф нуля ±10 ppm/град".
Но похоже, что к шкале сигнала.

В общем, особенно учитывая, что надо мерить относительные величины компонент вектора (а не абсолютные), получается, что можно получить точность угла 0.1...0.2%.

Xan> В общем, особенно учитывая, что надо мерить относительные величины компонент вектора (а не абсолютные), получается, что можно получить точность угла 0.1...0.2%.

Ни за что не поверю. В лабораторных условиях может случайно получиться такая точность, но она будет нарушена магнитным полем включённого стартёра автомобиля в 100 метрах.

Чтобы получить точность лучше полуградуса от корабельных магнитных компасов, приходится предпринимать офигительные меры по нейтрализации магнитного поля корабля и т.д.

"Хвост" выхлопа ракетного двигателя довольно электропроводен, и, двигаясь со скоростью в километр в секунду, запросто создаст магнитное поле того же порядка, что и МПЗ. Да пусть даже на порядок меньше, всё равно, лучше 3-4 градусов итоговой точности не получить.

А.С.> Ни за что не поверю. В лабораторных условиях может случайно получиться такая точность

В лабораторных, да, получится.

А.С.> но она будет нарушена магнитным полем включённого стартёра автомобиля в 100 метрах.

Нет.
Ну, это же всё считается легко.
Да и потом, откуда в космосе автомобиль?

Длинный провод с током 1 ампер на расстоянии 1 метр от него даст 0.35% ошибки.

А.С.> Чтобы получить точность лучше полуградуса от корабельных магнитных компасов, приходится предпринимать офигительные меры по нейтрализации магнитного поля корабля и т.д.

Это проблема не точности датчика, а наличия огромной железки, которая искажает поле.
Железки в космос редко летают.

А.С.> "Хвост" выхлопа ракетного двигателя довольно электропроводен, и, двигаясь со скоростью в километр в секунду, запросто создаст магнитное поле того же порядка, что и МПЗ.

Это кто-то мерил в натуре, или предположение?
Из моих знаний ЭД это никак не следует: простое движение проводника в магнитном поле не вызывает искажения поля.

Ckona> XAN, в выхлопе - заряженные ионы.

Я знаю.
Их там не так уж много.
И ещё я даже знаю, как МГД генератор работает.
Электропроводность там - большая проблема, не могут её хорошую получить.

Ну и ещё раз: простое (поступательное) движение проводника в магнитном поле не искажает это поле.
(Про ферромагнитные железяки я не говорю.)

А.С.> Тем не менее, факел ЖРД Р-1 срывал приём телеметрии в дециметровом диапазоне.

Радио и пламя - это совсем другое.
Чтоб радио волны поглощать надо совсем немного электропроводности.

А.С.>> Но, вопрос - с какой точностью? сколько градусов этот датчик ловит?
Xan> Я собирался для другой задачи делать, там по ТЗ надо было точность около процента (0.6 градуса), но там легко можно было ещё лучше сделать.

И, что, гистерезис не мешал? Если я правильно понимаю, магниторезистивный датчик работает на пермаллоевоей плёнке, а у пермаллоя, как у всякого ферромагнетика, есть коэрцитивная сила.

А.С.> И, что, гистерезис не мешал? Если я правильно понимаю, магниторезистивный датчик работает на пермаллоевоей плёнке, а у пермаллоя, как у всякого ферромагнетика, есть коэрцитивная сила.

У них есть намагничивающая катушка (Set/Reset Strap).
Её нужно дёрнуть током в одну сторону, материал намагнитится и даст какой-то сигнал на внешнее поле.
Потом надо дёрнуть током в другую сторону, материал намагнитится обратно и на внешнее поле даст уже отрицательный сигнал.
Берём разницу.
Это - чтоб мерить точно.

Но можно и раз в жизни (например при включении) дёргать только в одну сторону. А потом мерить и мерить. Но при этом с дрейфом нуля гораздо хуже.

А тут я слышал, что некоторые датчики вообще надо магнитом вручную "освежать".

Компас я не доделал: схему нарисовал, плату развёл и тут заказчик рассосался.
Вот док:
http://www.ssec.honeywell.com/magnetic/datasheets/hmc1055.pdf

Xan> Её нужно дёрнуть током в одну сторону, материал намагнитится и даст какой-то сигнал на внешнее поле.
Xan> Потом надо дёрнуть током в другую сторону, материал намагнитится обратно и на внешнее поле даст уже отрицательный сигнал.
Xan> Берём разницу.
Xan> Это - чтоб мерить точно.

Ну, реально, я подумал, что можно просто сделать ВЧ-подмагничивание, как в магнитофонах при записи. Эффект должен быть аналогичным. То, что они предлагают, это вообще для экономии батареек, чтобы компас от одного комплекта батареек год или больше работал.

Xan> А тут я слышал, что некоторые датчики вообще надо магнитом вручную "освежать".

Да, самые дешёвые не имеют внутренней катушки.

Xan> Компас я не доделал: схему нарисовал, плату развёл и тут заказчик рассосался.

Xan> http://www.ssec.honeywell.com/magnetic/datasheets/hmc1055.pdf

Почитал. Они очень осторожно пишут про 1 градус, только в расчётах тригонометрии почему-то предлагается таблицу держать через каждые 0,1 градуса - но это ничего не говорит о результирующей точности компаса.

А.С.> Ну, реально, я подумал, что можно просто сделать ВЧ-подмагничивание, как в магнитофонах при записи. Эффект должен быть аналогичным.

Как я понимаю - не так.
Надо именно большой однополярный импульс.
И от знака импульса зависит знак чувствительности.

Стоит это недорого: комплементарная пара транзисторов в одном корпусе, да кондюр на 0.22 мкФ.
Ну и один вывод микроконтроллера.

Есть ещё насовский док для ракетообразных тел до и сверхзвуковые. Большой, 33 метра.

Xan, спасибо, но листок какой-то непонятный... справа коэффициенты при каких скоростях? Это откуда вообще?

Xan> Есть ещё насовский док для ракетообразных тел до и сверхзвуковые. Большой, 33 метра.
А ссылкой на него не поделишься?

Вообще, сайт NASA это такое место, где найти что-то невозможно

umbriel> Xan, спасибо, но листок какой-то непонятный... справа коэффициенты при каких скоростях? Это откуда вообще?

Из древнего справочника. Скорости маленькие.

umbriel> А ссылкой на него не поделишься?
umbriel> Вообще, сайт NASA это такое место, где найти что-то невозможно

Фамилия файла такая: naca-tn-4201.pdf
А ссылка, как обычно, тю-тю.

Ещё одна картинка:

umbriel>> Xan, спасибо, но листок какой-то непонятный... справа коэффициенты при каких скоростях? Это откуда вообще?
Xan> Из древнего справочника. Скорости маленькие.

До М=0,6 Сх всегда константа. Вроде бы. Дальше начинает расти, достигает максимума при М=1,05..1,25, в зависимости от формы, потом падает. Характер зависимости для всех форм качественно одинаков, Схмах/Сх0=2,5...2,25 в зависимости от формы. Сх на сверхзвуке всегда больше, чем на дозвуке

Если, конечно, мне не изменяет мой склероз.

Вот для Су зависимости куда сложнее и аэродинамическое качество (т.е. Су/Сх) со скоростью только падает. И, если для конструкции, оптимизированной на конкретный режим, можно добиться 50-60 на малых скоростях, 18-20 на трансзвуке (М=0,8...0,9), 8-10 на М=2, то на гиперзвуке (М>5) и 5 - это очень много. Волнолёты, в принципе, отодвигают верхний предел, но там почти непреодолимые проблемы с нагревом.

Ещё две картинки:

Xan> Ещё две картинки (первая для двух разных пуль):

Xan> Фамилия файла такая: naca-tn-4201.pdf

http://naca.central.cranfield.ac.uk/reports/1958/naca-tn-4201.pdf
Спасиб, будет с чем теперь сравнивать!

Сейчас занимаюсь методом решеток Больцмана (для моделирования сопел, аэродинамики)

Буквально вчера нашел замечательную программу FlowVision, раньше почему-то не было.
Она конкретно для этого, на вид гораздо проще и конкретнее чем ansys cfx или floworks.
Весит 75мб. И на русском, что тоже приятно