Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

PopovIgor> Да ты не переживай, Брат-2! У любого прибора есть погрешность.
....
Игорь! Спасибо за поддержку, но если высотомер дает погрешность, то исправить это я практически не могу. Вот наверно поэтому и нужен предварительный нормирующий усилитель. Но, вот вопрос, как действительно точно выполнить калибровку? Все, ну или почти все факторы, влияющие на показание высоты подобным способом мне известны, но от этого не легче. Впрочем, качество моей ракеты могло быть даже выше, чем заложил в параметрах, но сомнения есть, буду разбираться.

Gematogen> Обратите внимание:
Gematogen> С давлением - вопрос точности манометра и градуировки его шкалы. Думаю, что у большинства из нас заурядные манометры, которые дают погрешность не меньше 0,1 атм.
Весьма занятно!
По давлению.
Снижение - уменьшение высоты на 1,5%
Увеличение - увеличение высоты только! на 0,25%?
По воде.
Снижение - уменьшение высоты на 1,2%
Увеличение - уменьшение высоты на 0,2%.
Отсюда важный вывод.
Недолив и недопёр хуже, чем настолько же наоборот.

PopovIgor> Отсюда важный вывод.
PopovIgor> Недолив и недопёр хуже, чем настолько же наоборот.
Строго говоря, под новое давление ракета заново должна оптимизироваться по воде. И то, что "перепер" лучше - ясно и без вычислений. И только естественные прочностные ограничения несколько "подрезают крылья" отдельным апологетам высоких давлений.
А вот дилемма по воде - что лучше - недолив или перелив - в полевых условиях часто встречается. Она, по большому счету, заслуживает отдельного изучения.

Я просто хотел обратить внимание на последствия округлений исходных значений. (Если это вообще кому-нибудь нужно)

Брат-2> если высотомер дает погрешность, то исправить это я практически не могу. Вот наверно поэтому и нужен предварительный нормирующий усилитель.

Нет, усилитель тут не при чём.
Речь идёт не о погрешности самого прибора, она очень маленькая. Речь о том, что реальная атмосфера не так равномерно меняется с высотой, как заложено в расчётной модели. Могут быть флуктуации, инверсия и т.д. Поэтому высота, расчитанная из давления, может быть неточна по независящим от прибора причинам.

Но барометрические высотомеры используются везде, не только в моделях ракет, а и в реальных самолётах, так что думаю эта погрешность невелика.

Стартовые параметры ракеты:
Недогруз - перегруз
Недолив - перелив
Недопёр - перепёр

Считал одноступенчатую ракету (6 л - 8 атм - ф90 - ф10/ф8х1000 - Мо=0,5кг), определял оптимальный вес. В районе максимума высоты получается пила. Почему? Это правильно? Функция по идее должна быть гладкой.
В диапазоне коэфф. заправки от 20% до 26,6%, а это целых 0,400 л - два стакана!, разница в высоте всего 1,3% !!! Как-то сомнительно.
Короче, получилось, что если недолив-перелив относительно оптимума 30%, то разница в высоте всего 1,3%.
Может я чего неправильно делаю?

PopovIgor> В районе максимума высоты получается пила. Почему? Это правильно? Функция по идее должна быть гладкой.
Хороший вопрос!
В принципе я уже касался этой темы, но, видимо, тогда было не актуально.

Функция безусловно гладкая. По жизни.
В файле - пила. Причем не только в зоне максимума, но и вообще - на всем протяжении.
Именно поэтому я не смог реализовать в файле автоматическую оптимизацию параметров ракеты.

Это погрешность выбранного метода расчетов.
Как все (кто лазил в файл) заметили, мы просто интегрируем вычисляемые параметры с заданной частотой дискретизации. Причем внутри периода дискретизации фиксируем все входные данные на уровне имеющемся на начало периода и считаем их неизменными. То есть мы апроксимируем гладкую функцию прямоугольниками. Таким образом, каждый шаг генерирует погрешность вычисления, которая постепенно накапливается.
Если я правильно понимаю, зависимость высоты от воды - это частная производная исходной функции.
При изменении входных данных накопление погрешности происходит несколько иначе, что дает флуктуации экстремума.
Ситуация усугуб** переходными процессами. Сход с направляющей, окончание воды, окончание воздуха, разделение ступеней - каждый из этих процессов сопровождается существенным изменением характеристик полета. В пределах периода в котором происходит это изменение, оно не может быть учтено. При изменении начальных данных (например, объема воды), время наступления переходного процесса внутри периода меняется - погрешность "гуляет". И хотя перед наступлением таких переходных процессов корректируется частота дискретизации, это позволяет лишь снизить погрешность, но не избавиться от нее. Это фундаментальное свойство выбранного метода вычислений.
Также для уменьшения погрешности при быстротекущих процессах (пневмовыхлоп) частота дискретизации увеличивается в десять раз.

Повысить точность вычислений можно путем уменьшения периода дискретизации (ячейка С22) пропорционально увеличив длину таблицы .
Для иллюстрации сказанного привожу графики.
Синий - график с Т=0,01 сек. И его линия тренда.
Зеленый - график с Т=0,005 сек. И его линия тренда.
Красный - график с Т=0,01 сек с более частыми замерами.

В итоге происходит интересная ситуация (возможно, это частный случай): в результате увеличения периода дискретизации погрешность уменьшает результат (тренд ниже), а погрешность в экстремуме - дает выброс вверх (всегда - на то он и экстремум). В результате происходит взаимная частичная компенсация погрешностей. И погрешность определения собственно экстремума - невелика (порядка 0,2 - 0,3 м, что меньше погрешности высотомера).
Поиск методом итерационного приближения при оптимизации по воде дает погрешность приводящую к потере примерно 0,8 м высоты (0,5%).

Предлагаю пока принять следующие погрешности вычислений:
Для экстремума - 0,15%
Для произвольного значения - 0,7%
Для оптимизации по воде - 0,5% при нахождении первого экстремума последовательным приближением.

Gematogen> Хороший вопрос!
Gematogen> В принципе я уже касался этой темы, но, видимо, тогда было не актуально.
Gematogen> Функция безусловно гладкая. По жизни.
Gematogen> В файле - пила. Причем не только в зоне максимума, но и вообще - на всем протяжении.
Я имел ввиду практический вывод. Коль скоро вычисления не вызывают сомнений, то не следует особо заботиться о точнейшей заправке.
Для вышеприведенного примера разброс заправки около оптимума в ±200 гр влечет за собой изменение расчетной высоты в 1 м, что в пределах погрешности приборных измерений.
Так?

PopovIgor> Так?
Да, я думаю.

Провел модернизацию своей ракеты по замечаниям полета 14.10.2012г. Во-первых, предельно плохо работала система дистанционного включения высотомера. В бывшей системе был маленький ход тянущего фала, увеличил диаметр колеса, стал недостаточный момент усилия. Так как предполагается запуск ракет различной длины, то не был решен вопрос с оптимальным подбором длины фала, да и при неустановленной изоляции леска путалась под ногами. При вытаскивании изоляции загрязнение с ее поверхности оставалось в точке контакта, и по этой причине иногда прерывался электрический контакт. Заменил коленвал на обычную катушку, и все стало прекрасно! На катушке есть запас лески, длина ракеты может быть любой, просто разматывается необходимое количество лески. Когда чека не установлена леска просто сматывается на катушку. Увеличилось усилие фала. Изоляцию между контактами заменил на диэлектрическую вставку, электрический контакт не нарушается. Пытался заменить систему включения иной системой. Искал возможность применения герконов, магнитоуправляемых микросхем, ранее пытался использовать оптический канал, радио канал, но все не то, и сейчас меня полностью устраивает нынешняя система.

Несколько раз спрашивал о рекомендуемом размере стяжек при удержании за выступ - твой совет по схеме с бустерами. Сопло - станд. штуцер 1" с наружным ф37.
А также о минимальном ходе центрального затвора.
Надо определиться с размерами сопрягаемых деталей.
Смотрел в хозяйственном, там 3,6, показались маленькими.
Нет времени, не знаешь, не хочешь?

PopovIgor> Нет времени, не знаешь, не хочешь?

Я не успеваю даже прочитать твои сообщения.

Стяжка капроновая белого цвета (полупрозрачная) имеет ширину ленты порядка 3,5 мм, ширину головки 7 мм, высоту головки 6 мм.
Головка выступает над плоскостью ленты на 3 мм.
Лента стяжка не ломается при изгибе на 180 градусов с прижимом 3 раза подряд - остается только небольшая остаточная вмятина. Опасайся подделок - есть более хрупкие.
Лента стяжки выдерживает усилие порядка 20 кГс на разрыв.

Рекомендую прекратить править сообщения. Способ: пишешь ответ в текстовом редакторе, публикуешь после обдумывания.

А какой должен быть ход у центрального затвора?

PopovIgor> А какой должен быть ход у центрального затвора?

Не менее 30 мм., если верхний срез затвора в положениии "захват" находится на одном уровне с верхней кромкой головок стяжек.

PopovIgor>> А какой должен быть ход у центрального затвора?
Ckona> Не менее 30 мм., если верхний срез затвора в положениии "захват" находится на одном уровне с верхней кромкой головок стяжек.
Ну вот, спасибо, Алексей. Теперь будем прикладывать одно место к носу

PopovIgor> Ну вот, спасибо, Алексей. Теперь будем прикладывать одно место к носу

Во-вторых, выполнил новый обтекатель, который состоит из двух половинок, но теперь их закрепил на навесах из сдвоенной широкой резинки. Резинку просто пришил, теперь половинки свободно откидываются, резинка демпфирует рывки, в принципе все хорошо работает. Сегодня была прекрасная солнечная погода +29С, лучше, чем летом. Не удержался, выполнил пуск. Меня Игорь упрекнул, что в прошлый раз недолил, поэтому отмерил точно 1.0 литр, и запустил. Результат очень интригующий!

Брат-2> Меня Игорь упрекнул, что в прошлый раз недолил, поэтому отмерил точно 1.0 литр, и запустил. Результат очень интригующий!
Недогрузил, недопёр, недолил
Ну и?
Однако и погоды у вас, позавидуешь!

В-третьих, сам старт. Объем- 3л, воды-1л, направляющая- 360мм, давление 6,3атм. Ракета стартовала очень лениво, особенно по сравнению с двумя ранее выполненными стартами.
Визуально сразу определил, что в апогее высота не более 50м. Парашют раскрылся нормально. Очень вероятно, что высотомер показывает правильно с учетом собственных погрешностей и нюансов атмосферы. У меня однозначный вывод – лучше не доливать!
http://hddfiles.ru/download/20567/

Показание высотомера.

Брат-2> http://hddfiles.ru/download/20567/
Саш, все замечательно. Но отчего же сразу после старта такая резкая смена направления и улёт в сторону?

PopovIgor> отчего же сразу после старта такая резкая смена направления и улёт в сторону?
Недостаточная площадь перьев стабилизатора, неправильная форма, плюс избыток воды.
Для такой короткой ракеты площадь перьев должна быть раза в три больше.

Один литр - это для 4,5...5-литровой ракеты.
Трехлитровой надо 0,6...0,7, если она весит менее 400 г.

PopovIgor> Весьма занятно!
PopovIgor> По давлению.
PopovIgor> Снижение - уменьшение высоты на 1,5%
PopovIgor> Увеличение - увеличение высоты только! на 0,25%?
PopovIgor> По воде.
PopovIgor> Снижение - уменьшение высоты на 1,2%
PopovIgor> Увеличение - уменьшение высоты на 0,2%.
PopovIgor> Отсюда важный вывод.
PopovIgor> Недолив и недопёр хуже, чем настолько же наоборот.
Принимая во внимание дальнейшие исследования пилообразности графика следует считать мои выводы о чувствительности к изменениям входных параметров полностью ошибочными .
Оцененная мной же самим погрешность превышает "полезный сигнал". Необходимо проводить оценку иначе. Гораздо более трудоемким методом.

Gematogen> Принимая во внимание дальнейшие исследования пилообразности графика следует считать мои выводы о чувствительности к изменениям входных параметров полностью ошибочными .
Gematogen> Оцененная мной же самим погрешность превышает "полезный сигнал". Необходимо проводить оценку иначе. Гораздо более трудоемким методом.
Мне об этом трудно судить.
На мой взгляд, следует изучить вопрос о расчете оптимальной заправки с помощью этой программы. Насколько точной д.б. заправка по критерию наиб. высоты? У меня получился разброс в 200 мл. Это по расчетам. А как по жизни?

Удержание за выступ.
Стойка под открытое горло и гарденовский штуцер.
Кольцо 016-020-25 ГОСТ 9833-73

PopovIgor> Стойка под открытое горло и гарденовский штуцер.
Нашел ссылку. Если эту конструкцию творчески переосмыслить?