Продолжение проверки использования акселерометра для определения апогея (момента срабатывания ССР). По сути, 54-ый запуск — это повтор предыдущего с измененными начальными условиями.
Момент включения системы спасения ракеты может определяться разными способами. Один из них — момент апогея, когда вертикальная скорость ракеты равна нулю. Определение нулевой скорости можно возложить на акселерометр. Интегрирование ускорения, по сути, дает нам скорость. Таким образом, просто суммируя показания датчика ускорения в момент равенства суммы нулю, мы получаем искомый момент для срабатывания ССР.
В предыдущем запуске РП-18А успешно был проверен этот вариант определения апогея. В очередном запуске решил усложнить задачу — заставить ракету подниматься не вертикально, а с наклоном. Посмотреть, что в таком случае даст интегрирование ускорения.
Для «чистоты эксперимента» ракета ничем не отличалась от летавшей в 53-ем запуске. Альтиметры VEGA в количестве трех штук находились под обтекателем в той же «упаковке».
Двигатель сделан точно таким же. Более того, он сделан в той же трубке ПП 20 мм PN10. Масса двигателя 47,3 г, длина канала 84 мм (в предыдущем запуске не померил эти параметры).
 |
 |
Теоретические параметры двигателя получились почти такими же как у гильзы, но карамели здесь больше и корпус крупнее.
В итоге полет ожидался типовым — в район 100-150 метров. Параметры ракеты:
- Масса ракеты 237,5 грамм
- Длина ракеты РП-18А 580 мм
- С выступающим двигателем — 605мм
- Положение центра тяжести — 365 мм от носа
4 марта 2023. Уже весна! Довольно тепло (около нуля). Ветра почти нет.
Традиционные — вид на двигатель и на головную часть (проводки — это «выключатель» для альтиметров.
 |
 |
Методика была такой: сначала ракета ставится в вертикальном положении (как в 53-ем старте). Включаем регистрацию, чтобы зафиксировать значения ускорений в этом положении. Затем ракета (направляющая) наклоняется на 15-20 градусов. Запуск производится из этого состояния. Наклон видно на фото перед стартом:
 |
 |
Видеозапись пятьдесят четвертого запуска ракеты РП-18А:
Пару кадров старта ракеты из наклонного положения. Видно как ракета быстро выправилась и пошла вверх.
 |
 |
По кадрам можно прикинуть скорость схода с направляющей — около 10 м/с.
Несколько кадров «издалека» — хорошо видно траекторию старта:
 |
 |
 |
 |
 |
Место старта и место падения ракеты :
 |
 |
Как все прошло: ракета «не захотела» лететь по наклонной траектории! Почти сразу она выправилась и пошла вверх. После прохождения апогея, раздался взрыв петарды вышибного заряда. Ракета разобралась и на ленточке спустилась недалеко от места старта. Фото с места приземления:
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Все прошло замечательно. Ничего не сломалось, все отработало так, как было задумано.
Данные
Дома снял данные с микроальтиметров. Высота полета 128 метров (чуть ниже предыдущего запуска).
Графики высоты, давления, температуры, ускорения и скорости разных альтиметров (версии 1.5, 2.5 и 3.5)
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Интересно посмотреть — что же получилось в данных? Как повлияли начальные условия на поведение акселерометра? Можно ли использовать его показания для определения апогея?
Первый график — идеальный результат! Здесь нам интересны: синяя кривая — это высота в метрах по данным барометра и зеленая кривая — интегрирование показаний акселерометра по вертикальной оси.
Отличное совпадение точки апогея и пересечения через ноль суммы отсчетов ускорений (интегрирование ускорния, т.е. фактически — вертикальная скорость ракеты). Пересечение через ноль зеленой кривой — отличный критерий для формирования сигнала для срабатывания системы спасения. По сути — просто суммируем данные отсчетов ускорения.
Но! В данном случае начальная точка — это момент начала движения. Считаем, что накопленная сумма ускорений до этого момента равна нулю (скорость нулевая). На самом деле, если начать отсчет с момента включения, то график будет отличаться:
Видно, что «ошибка», которая всегда есть (это погрешность измерения и пр.), накапливается со временем. Итоговый результат уже совсем не такой красивый — пересечение нуля происходит значительно раньше апогея.
На графике видно смену знака кривой интегрирования — это момент, когда я менял положение стартового рельса. Можно построить аналогичный график от момента смены положения направляющей — он красивее, но ошибка тоже накапливается.
Аналогичный график 53-его старта более оптимистичен — за две минуты до начала движения накопилась «ошибка», которая приводит к расхождению «моментов апогея» в 0,15 сек — чем можно пренебречь.
Итог: акселерометр хорош в качестве источника данных для определения апогея, но требует наличия детектора начала движения и обнуления интегратора до момента старта.
Файлы
Данные с микроальтиметров rp18-54data