Ракета

[ati.livejournal.com]

Привет, люди!

Почему не падают ракеты во время взлета? Когда они уже быстро летят, то могут рулить хвостом, а вот когда взлетают, то это ведь как удерживать карандаш на торце?

Comments

[ilraf.livejournal.com]

Есть такое умное слово: "стабилизатор". Это оперение ракеты, которое создает равнодействующую силу, по происхождению похожую на подъемнуя для любого крыла, вот эта сила и удерживает ракету вертикально.
Даже у стрел и дротиков есть такой стабилизатор, если ты не заметил.

[ati.livejournal.com]

Позволь и твое внимание обратить на тревожный факт :)
Этот стабилизатор работает отклоняя потоки воздуха. А когда ракета взлетает еще нет никаких потоков, ее скорость нулевая.

[ilraf.livejournal.com]

На земле ракета удерживается закрепляющими конструкциями. Они ломаются, когда ракета приходит в движение, и восстановлению не подлежат. Пока они разваливаются/плавятся, ракета успевает набрать ненулевую скорость, достаточную для стабилизирования.
То, что разводят в разные стороны при пуске ракеты - всего лишь порты для фидеров, к удерживанию ракеты они не имеют никакого отношения.

[ati.livejournal.com]

спасибо, понял тебя, версия принимается.

[organ-donor.livejournal.com]

ракета не управляема. никаким хвостом они не рулят, если говорить о космических ракетах. а удержание в вертикальном положении обеспечивается равной мощностью потоков газа из сопел.

[ati.livejournal.com]

Аха, т.е. и версия про стабилизатор отменяется?

Неизбежно ведь возникают минимальные нарушения равновесия. Ну типа космонавт пошевелился или руку поднял. Или ветер подул. Есть ли какие-то системы компенсации этих возмущений?

[http://users.livejournal.com/_1313/]

и это не балансирование карандашом на кончике пальца, а балансирование пустой гильзой, надетой на палец, если говорить аналогиями

[ati.livejournal.com]

Т.е. сопла внутри ракеты (уже на старте) могут поворачиваться?

[http://users.livejournal.com/_1313/]

вы себе вообще представляете, какую тягу развивает ЖРД?

[pashyrey.livejournal.com]

Неправильное сравнение. Карандаш опирается на палец. А ракета ниначто не опирается (даже на воздух как самолет она не опирается). Ракетой движет реактивная тяга. А с помощью оной предмет может не только с любой скоростью двигаться, но и просто зависнуть в одной точке (если реактивная тяга будет уравновешена силами гравитации).
В природе можно наблюдать реактивную тягу на таких примерах:
1. Полет воздушного шара из которого выпускают воздух
2. движение спрутов и каракатиц в море

[ati.livejournal.com]

Подозреваю, что большую.
Мой вопрос был про устойчивость системы, как мощность двигателей связана с этим самым проклятым вопросом?

[http://users.livejournal.com/_1313/]

я говорю - НАДЕТОЙ на палец. гильза - это ракета. палец - это сила тяги

сопла неподвижны. если бы сопла были подвижны, то это было бы как раз балансирование карандашом

[http://users.livejournal.com/_1313/]

ну прикинь, какой скорости должен быть ветер (или какого веса должна быть рука космонавта), чтобы повлиять на эту мощь

почему от плевка в борт автомобиль не переворачивается? вот примерно поэтому

[pashyrey.livejournal.com]

неправильно. Стабилизаторы используются только на мелких боевых ракетах для управления их полетом. При старте они не используются. Кроме того на балистических и космических ракетах таких стабилизаторов восе нет.

[ati.livejournal.com]

Возьмем воздушный шарик из которого выпускают воздух. Он летит по комнате зигзагами и прочими кругами, это ведь совсем не похоже на вертикальный полет ракеты.
Я в общих чертах представляю себе принцип реактивного движения, удивляет меня не то, что ракеты вообще умеют летать, а то, что они летят куда надо.

[http://users.livejournal.com/_1313/]

во! я это и пытался изложить. карандаш и палец, считай, два обьекта. ракета и тяга - считай, один

[pashyrey.livejournal.com]

совершенно верное сравнение.

[ati.livejournal.com]

Мне кажется, ты ошибаешься. Машина - устойчивая система (в том диапазоне воздействий, на которые она рассчитана). Это значит, что малые воздействия приводят к тому, что она возвращается в исходное состояние.
Представь себе шарик от пинг-понга в тарелке. Это устойчивая система, малые отклонения шарика приводят к тому, что он скатывается на дно.
Представь себе теперь шарик от пинг-понга на футбольном мяче. Это неустойчивая система -- очень малые отклонения шарика приведут к тому, что он скатится с мяча.

Ракета - это шарик на футбольном мяче, неустойчивая система. По-крайней мере мне так кажется :)

[http://users.livejournal.com/_1313/]

зигзагами и прочими кругами
а это потому, что он резиновый => "сопло" не жёсткое и болтается => постоянное хаотическое изменение вектора тяги => зигзаги и прочие круги

[ilraf.livejournal.com]

Роль стабилизаторов в крупных ракетах выполняют разнесенные от центра тяжести сопла. Это раз. А при старте, как я уже написал, используются закрепляющие конструкции.
Я, собсно, отвечал, как ракета удерживается вертикально в полете.

[ati.livejournal.com]

то, что это один объект, не гарантирует его устойчивый полет. см мой коммент выше (http://www.livejournal.com/community/useless_faq/110258.html?thread=993714#t993714)

[http://users.livejournal.com/_1313/]

ты заблуждаешься =)

[pashyrey.livejournal.com]

во-первых у шарика тяга несравненно меньше чем у ракеты
во-вторых размер шарика, и его аэродинамика не созданы для полетов по прямой.
Если очень грубо объяснять то: шарик в разы шире чем его сопло, а у ракеты наоборот - самое широкое место это сопла, потому и балансировать легче.

Кстати первые реактивные ракеты, немецкие "Фау" именно как шарики часто и летали. Конструкторы хорошо попотели чтобы сделать их полет стабильным.

[iime.livejournal.com]

Двигатель закрепляется на так называемом кардановом подвесе, на котором он может отклоняться от оси. Или несколько двигателей по бокам м регулируемой тягой. И автоматика. конечно.

[ati.livejournal.com]

вполне возможно ;)

[ati.livejournal.com]

о! вот это мне кажется ближе всего!
т.е. есть-таки системы, которые отслеживают отклонение ракеты от вертикали и компенсируют это отклонение поворотом двигателей, правильно?

[pashyrey.livejournal.com]

в том то и ошибка ваша, что стабилизаторы на мелких ракетах применяют для горизонтальног полета, а не вертикального.
Стабилизаторы имеют смысл только на земле, но ведь ракеты без проблем стартуют и с Луны, где нет атмосферы и нет смысла в стабилизаторах.

И конструкции тут вовсе непричем. Теретически ракета может просто зависнуть в одной точке (на практике в этом нет смысла для ракеты, но широко применяется в авиации).

[pashyrey.livejournal.com]

как частный случай да. Но сколько ракет столько и способов стабилизации.
1. поворот двигателя
2. смена мощности отдельных двигателей
3. боковые (горизонтальные) стабилизирующие сопла
4. механихм изменения центра тяжести ракеты
и т.д.

[pashyrey.livejournal.com]

глянь на фото. Ракета это не "шарик на мяче", а "шарик на столе". Нижняя часть шире чем сама ракета.

[hvd.livejournal.com]

Врут, все врут. :)
Это схема управляемой ракеты - с контролируемым изменением направления полета.
Для взлета этого всего не нужно. Достаточно правильного размещения центра масс (низко) и синхронизации двигателей. При отрыве от стола двигатели должны выдавать одинаковую тягу, тогда ракету не поведет вбок. А если все же поведет, низкий центр масс отыграет назад и не даст ей завалиться.

[ati.livejournal.com]

Эх, получается сколько людей, столько мнений :)
Но все равно очень интересно, спасибо :)

[ati.livejournal.com]

Получается сколько ракет, столько и вариантов.
Но все равно, спасибо, интересно!

[ati.livejournal.com]

хороша ракетина!

[iime.livejournal.com]

Я не очень-то в теме. Но вроде бы эта проблема действительно стояла перед конструкторами, и как раз решение с подвесом им сильно помогло. Хотя, может быть, эта система ужет чуть позже начинает использоваться, не непостредственно на старте.

Вот кусочек описания (http://epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/1-2.html) последовательности старта ракеты Saturn-5:

...Обороты турбины увеличиваются, под возросшим давлением разрывается диафрагма, открывается топливный клапан и вслед за горючим в камеру сгорания входит гипергольная жидкость, которая, контактируя с окислителем, производит спонтанное воспламенение, и ЖРД начинает работать.
Возросшее давление в камере сгорания включает контактный переключатель, сигнализирующий, что двигатель работает нормально в момент времени T0—1,6 сек. Из пяти ЖРД F-1 первым запускается центральный двигатель, затем по 2 периферийных ЖРД с интервалом 300 мсек.

Saturn V удерживается с работающими ЖРД в течение 5 сек, после восстановления полной тяги освобождаются 4 удерживающих рычага, и ракета начинает подниматься, преодолевая удерживающие силы, возникающие от металлических пальцев, протягиваемых сквозь отверстия. Этот процесс мягкого освобождения длится 0,5 сек.

Через 1,7 сек после начала подъема ракеты, внешние ЖРД отклоняются, создают угол рыскания и увеличивают зазор, предотвращающий возможность контакта ракеты с башней. Этот маневр заканчивается на 10-й сек полета.

Аналоговая вычислительная машина, управляющая полетом, вырабатывает управляющие сигналы по крену и тангажу, выдает их в сервоприводы карданов ЖРД и выводит ракету на заданный азимут. Маневр по крену заканчивается на 31-й сек, а программа управления по тангажу продолжается до отделения ступени S-IC.

[ati.livejournal.com]

спасибо, очень интересно!

Немного теории.

[ex-neromanti843.livejournal.com]

В детстве ходил в ракетомодельный кружок. Изучали теорию устойчивости ракет. Имеет место быть такое понятие как "центр давления" - теоретичесткая точка приложения вектора тяги двигателя. Так вот, чем выше этот самый центр давления центра тяжести ракеты, тем устойчивее ракета. Если он находится вообще ниже центра тяжести - ракета переворачивается моментально.

Re: Немного теории.

[ati.livejournal.com]

Ага, понятно. Т.е. сравнение с удерживанием карандаша за торец некорректно.
Спасибо!