Пусковые устройства-ликбез

Текущая версия на 06:23, 27 мая 2024

Пусковые устройства---автор Книжников ВВ

Катапульты

Для быстрого запуска крылатых бпла без аэродромного базирования используют мобильные пусковые устройства типа катапульты------состоящей из направляющей конструкции по принципу арбалета и накопителя механической энергии для придания минимального импульса движения дрона со скоростью превышающей сваливание на крыло! Для облегчения взлёта направление всегда выбирать против ветра! Обычно угол возвышения направляющих или трамплина к горизонту 15-30 градусов! Необходимую энергию механического заряда упругого элемента типа сжатой пружины , растянутой резины или газа под давлением в пневматическом баллоне легко посчитать как сумму минимальной кинетической энергии в полёте и потенциальной набора высоты! например при массе в 5 кг и скорости в 14 м/с получаем

Екинетик=0.5mv^2=0.5 х 5кг х (14м/с)^2=500 джоуль!

и 50 ньютон при высоте заброса 10 м получаем

Епотенциал=mgh=5кг х 10м/с2 х 10м=500дж!

суммарная необходимая энергия равна Еобщ=Екин + Епот=1000дж!

Внутреннюю энергию считаем через закон Гука для упругих элементов E=0.5Kx l^2!---- как произведение коэффициента упругости в ньютон/метр умноженного на половину квадрата расстояния разгона в метрах равной длине направляющей!

упругость резинового жгута Kx=2Еобщ/l^2=дельтаF/дельтаl-------

для пневматике энергия считается как произведение давления газа в паскалях умноженная на половину минимального объёма рабочей камеры в м3! E=0.5pV

ПРУ

Для пороховых ракетных ускорителей конечную скорость в м/с при отработки на старте в горизонте можно рассчитать как отношение суммарного импульса прд Ft в ньютон х секунду к массе ла в кг ------ например V=Ft/m=70 нс / 5 кг=14 метров в секунду! При стрельбе под углом в 20 градусов увеличить суммарный импульс в полтора раза ----при 30 гр в два раза ! У прд спрессованной шашки на черном дымном порохе 1гр массы всегда эквивалентен импульсу 1 нс---скорость истечения газов 1000м/с--- он же уд. импульс!

тип пороха------уд. теплотворность, Мдж/кг-----торцевое горение, см/с-----скорость истечения, км/с ----давление в КС, бар----температура, грК

черный дымный ------------3-4------------------------------2--------------------------1----------------------10---------------------1000

карамельный ------------5------------------------------2--------------------------1.5----------------------20---------------------1500

синтетический------------10-----------------------------10--------------------------2----------------------40---------------------2000

смесевой-----------------15------------------------------2--------------------------3----------------------90---------------------3000

Независимо от типа импульсного привода длина разгона определяет максимальную продольную перегрузку бпла на старте-----обычно  не более 2-3 
единиц же для мотопланера, 5-6 же  для классического самолёта и 8-10 для короткокрылых  лк! при пороховом старте моделей ракет перегрузка  может 
достигать 20-30 же!

Резиновый старт

Если компактную катапульту размером 2-3 метра можно разместить на катере или автомобиле, то при наземном использовании удобно использовать так называемый резиновый старт или длинную рогатку---- обычно это растянутый жгут из рыболовной резины с и той же длиной леер из 1-1.5мм лески с флажком типа маленького парашюта! Например 7.5 метровый жгут сечением 100мм2 с 3-4 кратным растяжением и леер 25-30 метров крепится со стороны резины колышком в землю и на крючок парашютом под нос бпла----далее растягивается резиновый старт на 35-40 шагов, чтобы общая длина стала 50-60 метров и подбрасывается ла вверх-----после отделения леера от дрона включают двигатель вмг! Расчет на пиковую перегрузку считается как сила натяжения в ньютонах деленная на вес ла в ньютонах при динамическом старте! Леер нужен для набора безопасной высоты бпла в 10-15 метров, то есть выше деревьев, столбов, проводов и строений! Если суммарная энергия равна 1000 дж----при удельном заряде резины в 1620 дж/кг получаем 1кг жгута c учётом КПД и лобового сопротивления ла. начальная перегрузка будет 2.5 же ---- сила натяжения будет 12.5 кг силы!

Парашют

Для расчёта парашютного САС можно принять удельную нагрузку на площадь купола 10 грамм на дм2 или 10 ньютон на м2,что гарантирует вертикальную скорость снижения не более 3.5 м/с!---- например для 5 кг бпла хватит 5 м2 или диаметр купола 2,5 м! масса синтетического полотна с прочными стропами около 200-250 грамм! обычно при штатной посадке высота выброса парашюта 20-30 метров, чтоб далеко не унесло от открытой пустой площадки! При экстренной ситуации САС включается на высоте принятия решения о принудительном спасении автопилотом ---- но возможен ветровой снос на деревья и дома, где трудно снять запутавшиеся стропы парашюта!

Длина взлётки

Обычно штатную парашютную посадку используют на бпла класса мини и миди дрона----а макси и мегадроны используют колесное шасси для взлета и посадки с асфальтированной полосы или ВПП и аэродромное базирование, но также можно использовать прямой участок дороги или ровной площадки! Взлётная скорость должна быть больше скорости сваливания в 1.25 раза или скорость планирования----- для расчёта длины разбега в штиль условно принимают тяговооруженность вмг на старте постоянной, минус 1/АКмах с учетом коэф качения и аэросопротивления-----тогда расстояние будет равно квадрату взлётной скорости делённое на двадцать остаточных тяговооруженностей!

lразбег=0.5 Vпл^2/gT=Vпл^2/20(Tст-1/АКмах)

Например у самолетного бпла массой в 150 кг взлётная скорость 26.8 м/с при тяге 45 кг силы тяговооруженность бпла 0.3 ,то разбег будет (26.8м/с)2 /20м/с2 х(0.3-1/10)=720м/4=180 метров! Пробег обычно в 1.5 раза больше ----значит гарантированная длина впп не менее 270 метров плюс пустырь ёщё 150 м для набора безопасной высоты в 20-30 метров, итого открытое пространство не менее 420 метров.