Увидел вполне подходящее для соединения бутылок творение — латунный ниппель для бескамерных шин. Купил и решил испытать на больших (двухлитровых) бутылках.
Видео про общий подход к «проблеме соединения» бутылок
Я перебрал разные варианты соединения бутылей и остановился на самом очевидном и простом варианте. Общий принцип — в донышке одной бутылки сверлится отверстие, в крышке другой бутылки — такое же отверстие. Вставляется трубка с наружной резьбой и бутылка с крышкой стягиваются этой трубкой двумя гайками (естественно, с прокладками). Сочленение получается крепким, герметичным и разборно/ремонтопригодным. В крышку можно ввинтить следующую бутылку и так далее наращивать объем ракеты.
Про конструкцию новой «большой водяной» ракеты ВП-1044 (здесь 10 — это диаметр в см большой бутылки, на самом деле он меняется, т.к. теперь делают только «красивые» бутылки с «выкрутасами») так же снял отдельное «кино»
Подход к созданию конструкции такой же, как и к предыдущим тонкостенным ракетам. Чтобы не повреждать корпус бутылки (она должна остаться герметичной) сделаны внешние кольца, к которым крепятся стабилизаторы (все те же из панелей сайдинга из 41-ой и 42-ой ракет). На кольцах есть «зацепы»(бугели) для крепления на направляющий стартовый рельс.
Предусмотрен модуль электроники и системы спасения — устанавливается между бутылками и крепится к крышке одной из них «на простом трении» — деваться ему некуда.
В модуле есть место по питание, контроллер, датчики и исполнительное устройство системы спасения. В будущем этим займусь…
14 июля 2024 года. Очередной жаркий летний день (в этом году лето очень жаркое). Проверка «летабельности» двухлитровых бутылок.
Видео про полеты ВП-1044
Сначала провел опыт с одной «модернизированной» бутылкой. Заглушил узел соединения бутылок колпачком от ниппеля. Налил 0,6л воды, накачал 0,3МПа и установил конструкцию на направляющую. В этом варианте сопло — просто горлышко бутылки. Механизм запуска — «цанговый» из разрезанной крышки бутылки с вставленным ниппелем; «лепестки» крышки стянуты скотчем — он переплавляется нихромовой проволочкой.
Бутылка хорошо уверенно взлетела
и спланировала сверху на землю как самолет (хорошая устойчивость — масса носа достаточно велика и-за латунного ниппеля и довольно большие стабилизаторы — работают как крылья) — горизонтально.
После первого опыта, попробовал «двухбутылочный» вариант «сорок четвертой». Из-за особенностей узла соединения бутылок надо следить, чтобы в верхнюю бутылку не попадала вода на этапе подготовки. Иначе выступающая часть латунного ниппеля узла н позволит выйти в полете всей воде из бутылки — часть останется. Пришлось сначала налить воды в нижнюю бутылку. Потом собрать конструкцию из двух бутылок и накачивать ее воздухом уже в наклонном положении (верхняя бутылка выше нижней).
Собранную и заправленную конструкцию установил на старт. Модуль для электроники не стал устанавливать. В таком варианте массы частей такие: верхняя (пустая) бутылка — 37 грамм. Нижняя конструкция (бутылка, стабилизаторы, узел соединения бутылок) — 148 грамм. Итого общая масса 185 грамм (и еще 1,3 литра воды). Полтора килограмма стартового веса — довольно солидно — твердотопливная такая в район 2 км летает.
Старт получился скомканным. Нихромовая проволочка не до конца переплавила скотч. После нажатия «старт» провода «отвалились», но ракета осталась на месте. Пришлось сдергивать скотч рукой — поэтому видео «со стороны» не получилось.
Ракета хорошо высоко взлетела и упала недалеко от места старта. Все цело — можно запускать и экспериментировать дальше.
Теоретические параметры полетов ракеты ВП-1044, полученные на «калькуляторе водяных ракет».
Вариант одной бутылки (36 метров — визуально примерно так и было):
| Bottle Volume | 2000 cc |
|---|---|
| Diameter | 110 mm |
| Water Fill | 600 cc |
| Launch Pressure | 300 Kpa (44 PSI, 2.96 Bar) |
| Nozzle diameter | 22.0 mm |
| Nozzle viscous losses | 0.16 |
| Dry mass | 148.0 grams |
| Coefficient of drag | 0.30 |
| Initial Velocity | 0.0 m/s |
| Launch Tube length | 0.0 mm |
| Launch Tube diameter | 22.0 mm |
Results
Launch and thrust phase
Initial thrust 208.1N
Initial burn acceleration 268.3 m/s2 (27.4G)
Average acceleration 416.7 m/s2 (42.5G)
Burnout
Burnout after 77 milliseconds
Burnout Velocity 32.2 m/s (116.1 kmh, 72.2mph)
Burnout Altitude 1.0 metres (3.4 feet)
Burnout acceleration 673.3 (68.7G)
Drag force at burnout 1.2 newton (0.1kgf)
Deceleration due to drag 0.8G
Speed increase due to air pulse 2.5m/s
Coast
Drag-free coast 53.0 metres to apogee at 54.0 metres after 3.4 seconds
Actual apogee at 35.39 metres (116.1 feet) after 2.56 seconds
Crashdown
Crashdown speed 21.8 m/s (78.4 kmh, 48.7mph)
Total flight time 5.43 seconds
Для «двухбутылочного» варианта расчет такой
| Bottle Volume | 4000 cc |
|---|---|
| Diameter | 110 mm |
| Water Fill | 1300 cc |
| Launch Pressure | 300 Kpa (44 PSI, 2.96 Bar) |
| Nozzle diameter | 22.0 mm |
| Nozzle viscous losses | 0.16 |
| Dry mass | 185.0 grams |
| Coefficient of drag | 0.30 |
| Initial Velocity | 0.0 m/s |
| Launch Tube length | 0.0 mm |
| Launch Tube diameter | 22.0 mm |
Results
Launch and thrust phase
Initial thrust 208.7N
Initial burn acceleration 130.7 m/s2 (13.3G)
Average acceleration 231.5 m/s2 (23.6G)
Burnout
Burnout after 170 milliseconds
Burnout Velocity 39.3 m/s (141.4 kmh, 87.9mph)
Burnout Altitude 2.5 metres (8.3 feet)
Burnout acceleration 452.9 (46.2G)
Drag force at burnout 1.7 newton (0.2kgf)
Deceleration due to drag 0.9G
Speed increase due to air pulse 3.5m/s
Coast
Drag-free coast 78.6 metres to apogee at 81.2 metres after 4.2 seconds
Actual apogee at 50.78 metres (166.6 feet) after 3.09 seconds
Crashdown
Crashdown speed 25.4 m/s (91.6 kmh, 56.9mph)
Total flight time 6.56 seconds
ИТОГ: Конечно ракета взлетела высоко, выше, чем ВП-842. Но вот насчет 50 метров я сомневаюсь… Тем интереснее будет проверить инструментально эти расчеты.