Тормознул ли мотор (второй запуск РП-22)

День Радио отметил повторным запуском РП-22.
РП-22 — это небольшая (40мм диаметром) ракета, собранная для проверки возможности торможения на этапе спуска не парашютом, а работающим двигателем (вторым). Первая попытка запуска ракеты оказалась неудачной (уж слишком маленький двигатель не смог поднять ракету на «вменяемую высоту»).
IMG-20210502-100904

Для второго запуска ракета не претерпела изменений, но основной двигатель был заменен на более мощный. БРДП20-160 — бессопловый двигатель с карамельным топливом.

 IMG-20210503-151048  IMG-20210503-151051

Топливо залито в ПП трубу PN-10 внешним диаметром 25 мм. Диаметр по топливу 20 мм. Длина двигателя 180 мм, длина канала 160 мм. Масса топлива 97 грамм. Предполагался подъем ракеты примерно на 300-350 метров.

 IMG-20210502-100936  IMG-20210503-085201

Новшеством в данном полете были «заглушки» из «сантехнического эпоксидного пластилина» — небольшой (50 г) наборчик двухкомпонентного «пластилина». Разминаем его, делаем нужную форму (в моем случае обмазаны торцы труб двигателей), ждем полчаса — форма становится «каменной». Такую обмазку применил для обоих двигателей, чтобы обезопасить оборудование от возможного прогара моторов.

Тормозной двигатель — такой же как в первом запуске, из гильзы 12 калибра.

IMG-20210504-103915 IMG-20210504-103941

Помещен в защитную трубу PN10 длиной 10 см.

Размеры РП22 остались прежними, но, из-за более тяжелого двигателя, центр тяжести сместился к хвосту (на рисунке вместо 380 мм — стало 385 мм). Устойчивость несколько упала (1,7D), но осталась на довольно высоком уровне. Масса ракеты увеличилась и составила 486 грамм.
IMG-20210504-101733

Программа контроллера оставлена без изменений: включение двигателя торможения после апогея, при снижении на 10 метров.

 IMG-20210503-085216  IMG-20210503-085224

7 мая 2021 года. «День Радио»! Отличная погода. Надо сказать, что все майские праздники дул довольно сильный ветер. Запуск провел уже вечером, когда ветер немного затих.
Видео полета (краткое — сам запуск)

Видео полное — тут и подготовка, и запуск, и итог

 rp22-2-1x  rp22-2-2x
 rp22-2-3x  rp22-2-4x

В качестве запала использована обычная нихромовая проволочка. Запуск прошел нормально. Ракета очень устойчиво пошла вертикально (не смотря на ветер) вверх. Неожиданно поднялась очень высоко — на пределе видимости.

 rp22-2-1m  rp22-2-2m
 rp22-2-3m  rp22-2-4m
 rp22-2-5m  rp22-2-6m

Было видно начало падания. Отлично видно как включился тормозной мотор и ракета почти остановилась (по дымному следу на видео хорошо заметно).
rp22-2-11m
Однако торможение прошло на очень большой высоте (300 метров) и после остановки ракета снова устремилась вниз и на большой скорости (200 км/час) вошла в довольно мягкую и влажную землю.

rp22-2-12m rp22-2-13m

Погружение в грунт составило примерно 20 см. Но ракета осталась совершенно неповрежденной внешне. Внутри согнулись опорные винты (упор двигателя, крепление корпуса электроники).

 IMG-20210507-211222  IMG-20210507-211228

ПВХ корпус электроники сильно разрушился, но плата и аккумуляторы остались целыми.

IMG-20210507-211307 IMG-20210507-211328
IMG-20210507-211338 IMG-20210507-211342

Корпус двигателя и стабилизаторы — на месте

 IMG-20210507-211613  IMG-20210507-211620

 


Уже дома, после разборки ракеты, Ардуино нормально включился. Успешно удалось считать данные о высоте полета. На графике — синим — высота в метрах, оранжевым — скорость (по данным о высоте) в км/час.
rp22-2hs

Итог: необходимо более серьезно отнестись к ПО контроллера и разработать иной алгоритм работы (момента включения тормозного двигателя).

Моделирование различных вариантов алгоритма показало невозможность реализации «мягкой посадки» на тормозном двигателе. Точнее, в теории это возможно, но для конкретных рассчитанных параметров каждого конкретного случая.