| Zobacz poprzedni temat :: Zobacz następny temat |
| Autor |
Wiadomość |
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
 Wysłany: Pon Mar 02, 2009 10:08 pm Temat postu: Impuls właściwy - pomiar. |
 |
|
Witam!
Mam nadzieje, że nie odgrzewam starego kotleta zarzucając ten temat ale nie mogłem znaleźć konkretnych informacji - jak wyznacza się profesjonalnie impuls właściwy SR? Tu na forum bardzo dużo miejsca poświęca się zagadnieniom praktycznym budowania hamowni w warunkach amatorskich itd. itd. ale te układy pozwalają mierzyć tylko ciąg silnika F_c a nie impuls właściwy I_w. A przecież I_w=F_c/(dm/dt), czyli do wyznaczenia impulsu potrzebujemy jeszcze strumienia masy w funkcji czasu (a sądzę że założenie jego liniowości jest w gruncie rzeczy bardzo płytkie). Czy mógłby się wypowiedzieć ktoś z profesjonalistów?
Z poważaniem, Sławomir. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
 |
beaker
Dołączył: 30 Lip 2006
Posty: 197
|
| Wysłany: Pon Mar 02, 2009 11:13 pm Temat postu: |
|
|
Bohdan Węgrzyn - Amatorskie Rakiety Doświadczalne
Iw=P*t/m
P-średni ciąg
t- czas
m-masa paliwa |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
| Wysłany: Wto Mar 03, 2009 6:58 pm Temat postu: |
|
|
Oscar Biblarz - "Rocket Propulsion Elements." 7th Edition:
lub z materiałów NASA:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/rocket/specimp.html
Nie rozumiesz mojego pytania, wyraźnie napisałem "jak wyznacza się profesjonalnie impuls właściwy" a ty odpowiadasz "Amatorskie Rakiety Doświadczalne"... Powtórzę wiec: pytam o impuls właściwy chwilowy (różniczkowy) a nie średni. Zresztą dosyć wyraźnie chyba napisałem różniczkową zależność. Wątpię, że profesjonalnie korzysta się z wzoru podanego przez Pana Węgrzyna, (którego zacytowałeś) bo zakłada on stałą szybkość spalania paliwa co zdecydowanie nie jest prawdą w czasie startu silnika i w czasie końca lotu (zresztą sam napisał że ten wzór podaje wartość zawyżoną).
Ponawiam więc pytanie i pozdrawiam, Sławomir. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
beaker
Dołączył: 30 Lip 2006
Posty: 197
|
| Wysłany: Wto Mar 03, 2009 10:44 pm Temat postu: |
|
|
Ofcoz, rozumiem.
To już niestety nie mój poziom  |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
jaskiniowiec
Dołączył: 22 Lut 2004
Posty: 597
Skąd: Kraków
|
| Wysłany: Sro Mar 04, 2009 11:19 pm Temat postu: |
|
|
| Rozumiem, i nie rozumiem. Po co Ci to? Przecież impuls właściwy ma wymiar praktyczny. Chwilowe wahania tego parametru związane z pracą dyszy lub zmiennym ciśnieniem w środku nie mają większego znaczenia. Mierząc wartość ciągu w sposób skwantowany, w formie chwilowych wartości nie uzyskasz chwilowego impulsu. Musiał być znać jeszcze aktualny ubytek masy. Generalnie robi się tak, ze mając wykres ciągu w funkcji czasu, powierzchnia pod wykresem to impuls całkowity. Znając masę paliwa prosto wyliczasz impuls właściwy paliwa. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
| Wysłany: Czw Mar 05, 2009 12:59 pm Temat postu: |
|
|
| jaskiniowiec napisał: | | Mierząc wartość ciągu w sposób skwantowany, w formie chwilowych wartości nie uzyskasz chwilowego impulsu. Musiał być znać jeszcze aktualny ubytek masy. |
I właśnie o to mi chodzi. Generalnie nie potrzebuje chwilowego impulsu właściwego samego w sobie tylko znajomości jednocześnie chwilowego strumienia masy i chwilowego ciągu. I chce się zorientować jak się robi te pomiary profesjonalnie, bo amatorsko jeszcze się nie spotkałem a zapewne coś takiego się robi przy pomiarach impulsu chwilowego - lub stosuje jakaś sztuczkę żeby to ominąć i tego chce się dowiedzieć.
A po co?
Piszę program symulujący lot rakiety możliwie realistyczny i albo rezygnując z dokładności założę, że strumień masy jest stały w czasie spalania a zmienia się tylko ciąg (co jest przybliżeniem), albo będę znał i ciąg i chwilowe spalanie.
Żeby wyjaśnić o co mi chodzi dla przejrzystości rozważmy uproszczony przypadek jednowymiarowy: trajektoria lotu jest zadana następującym liniowym układem równań różniczkowych:
vdot= F_t(t) /m(t) -g - cv^2
v=rdot
mdot=s(t)
przez dopisek 'dot' oznaczyłem pochodne danej wartości po czasie. v-prędkość, F_t(t) - siła ciągu w funkcji czasu, g-stała grawitacji, c-wypadkowy współczynnik oporu (dla prostoty pomijam pierdoły) r-położenie (rdot - pochodna po położeniu), s(t) - pochodna masy rakiety po czasie czyli strumień spalin.
I teraz tak, albo założe że s(t)=const. i nie zależy od czasu a ciąg wyliczam z impulsu średniego obliczonego tak jak to zaproponowałeś (czyli ciąg(t)= Impuls średni * s), albo potrzebuje dwóch niezależnych funkcji F_t(t) i s(t) - które podzielone przez siebie są impulsem chwilowym co jak widać nie ma tu zupełnie żadnego znaczenia i nie jest do niczego potrzebne ale potrzebna jest znajomość wyznaczanie tych parametrów a właściwie s(t).
O i już. Mam nadzieje, że jasno się wyraziłem i nie namotałem 
Więc moje pytanie o impuls chwilowy można zredukować do pytania o chwilową szybkość spalania paliwa, bo ciąg wyznaczyć na każdej prostej hamowni potrafimy.
Pozdrawiam, Sławomir. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
jaskiniowiec
Dołączył: 22 Lut 2004
Posty: 597
Skąd: Kraków
|
| Wysłany: Czw Mar 05, 2009 3:08 pm Temat postu: |
|
|
| Można to robić w ten sposób, ze znając współczynnik n wyliczasz chwilową prędkośc spalania na podstawie uzyskanego ciągu. Zakładając niezmienność średnicy krytycznej, wartość chwilowa ciągu bedzie zależna od aktualnej wartości ciśnienia w komorze, a od niej z kolei zależy wartośc predkości spalania (i odwrotnie). Dla potrzeb takiego programu tego typu wyliczenie powinno być wystarczającym przybliżeniem. Co do samej wartości pomiaru chwilowej masy wypływającej z dyszy, to zarówno nie wiem jak sie to robi (jeśli sie robi) ani nawet jak to można by zrobić. Teoretycznie odpalając silnik w poziomie, możemy mierzyc ciąg wzdłuż osi poziomej, a aktualny ciężar wzdłuż osi pionowej. Podejrzewam tylko, ze wymagało by to idelanie centrycznej dyszy i równego wypływu gazów. Sam poziom drgań zakłócał by pewnie zancznie pomiar masy silnika. Myślę, że z wykresu F/t można wyciągnąc wystarczająco duzo informacji, by uzyskać symulację toru lotu z większym przybliżeniem, niż potraktowanie krzywej ciągu "po prostokącie". |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
| Wysłany: Czw Mar 05, 2009 5:40 pm Temat postu: |
|
|
| jaskiniowiec napisał: | | Można to robić w ten sposób, ze znając współczynnik n wyliczasz chwilową prędkośc spalania na podstawie uzyskanego ciągu. |
A co oznaczasz przez "współczynnik n"? Średni impuls właściwy, tak?
| Cytat: | | Myślę, że z wykresu F/t można wyciągnąc wystarczająco duzo informacji, by uzyskać symulację toru lotu z większym przybliżeniem, niż potraktowanie krzywej ciągu "po prostokącie". |
Tak też pewnie zrobię, z braku dokładniejszy informacji lepszy rydz niż nic
| Cytat: | | Co do samej wartości pomiaru chwilowej masy wypływającej z dyszy, to zarówno nie wiem jak sie to robi (jeśli sie robi) ani nawet jak to można by zrobić. Teoretycznie odpalając silnik w poziomie, możemy mierzyc ciąg wzdłuż osi poziomej, a aktualny ciężar wzdłuż osi pionowej. Podejrzewam tylko, ze wymagało by to idelanie centrycznej dyszy i równego wypływu gazów. Sam poziom drgań zakłócał by pewnie zancznie pomiar masy silnika. |
Tu akurat mam lepszy pomysł nie wymagający dwóch czujników jednocześnie - wystarczy dwa pomiary tego samego silnika na zwykłej hamowni "typu waga łazienkowa", ale ustawionych pod różnymi kątami (silnikami nie wagami!) w stosunku do poziomu. Zakładając, że waga (czy hamownia) mierzy tylko składową prostopadłą do jej powierzchni (zależy pewnie od konstrukcji tensometrów i w którym kierunku naprężenia są mierzone, ale to można "do dyskutować"), można z odpowiedniego układu równań dla dwóch pomiarów, obliczyć chwilowy ciąg i chwilową masę rakiety. Tak na chłopski rozum licząc:
dostajemy dwa wzory na ciąg i masę. Łatwo zauważyć, że najprościej było by zrobić dwa pomiary dla kątów 0 i 90 stopni, ale nie jestem pewien czy to najlepsze rozwiązanie z punktu widzenia niepewności wyniku.
Problemem raczej było by zrobienie dwóch identycznych silników o takiej samej masie, takim samym składzie paliwa itd. itd. czyli dokładnie powtarzalnych parametrach, ale nie wymagana jest z kolei żadna nowa aparatura poza zwykłą hamownią.
Może by się ktoś dysponując odpowiednim sprzętem pokusił o sprawdzenie możliwości takiego pomiaru?
Pozdrawiam. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
jaskiniowiec
Dołączył: 22 Lut 2004
Posty: 597
Skąd: Kraków
|
| Wysłany: Czw Mar 05, 2009 9:59 pm Temat postu: |
|
|
Podstawowym błędem Twojego pomysłu jest założenie, że dwa testy tego samego silnika będą identyczne.
Co do współczynnika "n", to jest wykładnik ciśnienia we wzorze na zależność prędkości spalania od ciśnienia. Zerknij TUTAJ (klik, klik) |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
| Wysłany: Sro Mar 11, 2009 6:20 pm Temat postu: |
|
|
| No tak myślałem, że mój pomysł jest raczej kiepski i dlatego pytałem jak robią to profesjonaliści. Ale jak widzę nikt się tu nie orientuje a przecież na pewno bada się chwilowy impuls, bo przecież jest to wskaźnik wydajności pracy silnika w funkcji czasu i pozwala zanalizować najsłabsze punkty pracy. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
jaskiniowiec
Dołączył: 22 Lut 2004
Posty: 597
Skąd: Kraków
|
| Wysłany: Sro Mar 11, 2009 7:56 pm Temat postu: |
|
|
| Nie jestem przekonany, że się to mierzy. Impuls właściwy ma przełożenie na ciąg. W sumie dane uzyskane z rozkładu ciągu w czasie powinny być wystarczające. Ważnymi danymi są jeszcze: ciśnienie, rozkład temperatur i naprężeń w korpusie. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
| Wysłany: Sro Kwi 01, 2009 9:10 pm Temat postu: |
|
|
Witam!
Znalazłem pośrednią odpowiedź na swoje pytanie. Zgodzę się, że prawdopodobnie nie mierzy się impulsu chwilowego w celach wyznaczania dokładnej siły ciągu, ale za to mierzy się szybkość spalania czyli interesującą mnie pochodną masy.
Piszą o tym i amatorzy: http://www.dark.dk/technotes/BurnRate.pdf (Henrik D. Nissen, DARK: "Non parametric burning rate estimation") i profesjonaliści http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20050215305_2005218142.pdf (Don A. Gregory, NASA: "SPECIFIC IMPULSE AND MASS FLOW RATE ERROR").
Jedni jak i drudzy są zgodni, że czynienie założeń o stałej szybkości spalania nie jest najlepszym pomysłem jeśli chodzi o precyzyjne obliczania trajektorii natomiast nie ma to większego znaczenia dla impulsu właściwego (po prostu impulsu, nie chwilowego).
Ot i już
A żeby nie być gołosłownym to zadam wam zagadkę: po co Wojsko Polskie sporządza PRECYZYJNE mapy grawimetryczne Polski i w tym celu zatrudnia grupy terenowe objeżdżające kraj wzdłuż i wszerz, mierzące przyspieszenie ziemskie z wykorzystaniem nadprzewodnikowych grawimetrów z dokładnością do jednej bilionowej m/s^2 albo nawet lepiej? (Ha! Pewnie nawet nie podejrzewaliście ich o takie zbytki  ) Sporządzone mapy są oczywiście bardzo tajne I bardzo ważne. Ale po co?
Pozdrawiam |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
jaskiniowiec
Dołączył: 22 Lut 2004
Posty: 597
Skąd: Kraków
|
| Wysłany: Czw Kwi 02, 2009 11:01 pm Temat postu: |
|
|
| A pewnie by móc dokładnie określić zmiany toru lotu pocisków balistycznych |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
matRiX
Dołączył: 24 Lut 2003
Posty: 16
|
| Wysłany: Czw Kwi 02, 2009 11:20 pm Temat postu: |
|
|
Dokładnie!
Poprawki rzędu części cm/s^2 do przyśpieszenia ziemskiego mają już ogromne znaczenie dla sterowności i możliwości celowania rakiet ziemia - powietrze. Automatyka namierzania itd. jak każda automatyka im lepiej zaprojektowana do konkretnych warunków tym lepsza a przy niepewności przyspieszenia +/- 1cm/s^2 możemy się rozminąć z celem o 10 metrów i go nie trafić. Dlatego też sprzedanie rakiet bez posiadania mapy grawimetrycznej jest kiepską sprawą jeśli chodzi o ich skuteczność...
Insynuując, projektanci wojskowych rakiet bardzo dobrze muszą znać ich parametry pracy takie jak siła ciągu i szybkość spalania (a przez to masę rakiety w każdym punkcie lotu). Co do tego pierwszego sprawa jest prosta, natomiast drugi parametr zapewne wyznaczają na bazie ciśnienia w komorze spalania jak Jaskiniowiec sugeruje. No ale na 100% wciąż nie wiem.
Może nie buduje rakiety ziemia-powietrze i nie będę nią trafiał do celu 5km dalej z dokładnością 10cm ale program do dokładnych obliczeń uwzględniający wszystkie detale napisać można No i po to mi to było.
Pozdrawiam. |
|
|
|
| Powrót do góry |
|
|
|
FAQ
Szukaj
Użytkownicy
Grupy
Rejestracja
Profil
Zaloguj się, by sprawdzić wiadomości
Zaloguj
