Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Я уже некоторое время размышляю над ракетой с верхним расположением водяного бака. Сегодня я пришел к выводу, что ранее абсолютно неправильно понимал вопросы устойчивости ракеты в период наличия силы тяги!
Ну вот - стоило на год повзрослеть - полезли умные мысли

Суть размышлений:
Если инерционная часть полета проходит под действием двух сил - инерции, движущей ракету вперед и сопротивления воздуха, противодействующего движению, то при наличии тяги все выглядит иначе.
Для условия устойчивого равновесия центр приложения сил, направленных вперед должен находиться впереди центра приложения сил, направленных назад. Иначе малейшая нестабильность приводит к возникновению поворачивающего момента. Повороту препятствует момент инерции. Таким образом, если невозможно создать устойчивую систему, то нужно стремиться к максимальному моменту инерции. Это соответствует максимальному разнесению двух примерно равных масс.

В случае инерциального полета мы стремимся сделать ракету устойчивой. Сила инерции толкает ракету вперед и приложена к ЦТ. Сила сопротивления воздуха направлена назад и приложена к ЦД. Мы должны обеспечить нахождение ЦМ над ЦД. Инструмент - развесовка и стабилизаторы.

В случае наличия тяги есть два существенных отличия: действие сил инерции направлено не вперед, а назад и появляется сила тяги приложенная к срезу сопла.
Причем сила инерции сначала превалирует над силой сопротивления воздуха, а по мере набора скорости и расхода массы доминирование переходит к силе сопротивления.
Очевидно, что для выполнения условия устойчивости точка приложения силы тяги должна быть выше ЦТ и ЦД.
Также очевидно, что это условие не выполняется ни для одной из представленных публично конструкций ракет.
Тогда я делаю вывод, что при наличии тяги вертикальность траектории зависит исключительно от точности изготовления конструкции (геометрия и ровное сопло), качества и длины направляющей, точности установки ракеты на старте (соблюдение вертикали) и наличия ветра.
Т.е. смещением ЦТ и установкой стабилизаторов выше среза сопла нельзя сделать ракету устойчивой при наличии силы тяги.
Попытка сделать ЦТ выше за счет размещения воды в верхнем баке помимо потерь в трубках приводит к следующим последствиям:
1 - при перекосе сопла возникает поворачивающий момент, который зависит от силы тяги и плеча. Плечо равно расстоянию от ЦТ до вектора силы тяги. Очевидно, что чем выше ЦТ, тем он дальше от сопла. Т.е. момент растет. Повышая ЦТ мы увеличиваем чувствительность ракеты к погрешностям установки сопла.
2 - В ракете три основных массы. Корпус ракеты - условно равномерное распределение массы, БРЭО - концентрированная масса и вода - концентрированная масса. Поднимая воду мы уменьшаем расстояние между двумя основными массами - водой и БРЭО. Тем самым мы существенно снижаем момент инерции заправленной ракеты. Это снижает способность ракеты противостоять отклоняющим воздействиям.

Вывод: перенос воды в верхний бак не только не улучшает устойчивость ракеты на старте, но повышает ее чувствительность (в разы) к погрешности установки сопла одновременно снижая способность противостоять развороту.

Приходится признать, что направление по разработке ракет с верхним баком является тупиковым.
Тем более жалко, что конструкция ракеты существенно переработана и стала гораздо более совершенной аэродинамически и более технологичной.

Вниманию Ckona и Брата-2:
Если я прав, то установка стабилизаторов на первую ступень выше среза сопла ничего не улучшит. А при погрешности их изготовления приведет к дополнительному отклоняющему моменту. Остается только надеяться на недостаточную жесткость стабилизаторов, которая не позволит им оказать существенного воздействия на ракету. А сопротивление - не столь существенно при скоростях первой ступени.

Приглашаю всех к дискуссии.