защо ракетите са с тъп нос

[Betelgeuse]

Като четох темата на Христо, за изстрелвания на ракети и се замислих, защо ракетите са с толкова тъп нос. Сигурно някакви сметки са показали, че е по-добре отколкото остър, но някак си не е интуитивно нали ?
Впрочем същото нещо го виждаме и при самолетите и при влака-стрела (на японски: влака-куршум)

[Gaius Julisus Caesar]

Съпротивлението ги стабилизира . Плюс това ако е остър върха, като молив няма да има достатъчно въздушна струя за крилата, които са при опашката и риска да се завърти ракетата е голям. А като е по-тъп избутва повече въздух до стените на ракетата.

[Betelgeuse]

не ми звучи убедително това което казваш

[stalker]

Ами доколкото знам сферичните повърхности имат по-малък коефициент на аеродинамично съпротивление, отколкото конуса. Вероятно при комбинацията на двата елемента се постигат оптимални характеристики.

Впрочем виж статията на уикипедия (доста изчерпателна) за дизайна на носовете:

http://en.wikipedia.org/wiki/Nose_cone_design

Особено интерсно е, че за различния режим на движение (различна скорост) е подходяща различна форма на носа.

[Relinquishmentor]

В моя учебник по физика за 10 клас пише, че на тъпия връх действа два пъти по-малко сила, отколкото на острия.

[Neonode]

Значи вие гледате въздушния поток от гледна точка при скорост под свръхзвуковата. При свъхзвукова скорост нещата се променят драматично. Погледнете реактивните самолети върхът им не е остър.

[tombo]

О не, на Конкорд изобщо не е остър върха.

[Neonode]

Евалата ти даде сравнението на място, ако ще си говорим за крайните неуспехи на първите ракети върхът е бил остър както и на първите изтребители. При свъхзвукова скорост въздушния поток се държи като воден поток. Тъпия връх също направи и революция в корабостроенето като замени острия кил с тъп нос за погасяване на вихрите водещи до по голямо съпротивлени по дължина.

[Betelgeuse]

има и остри:


(а ракетите му са тъпи)

stalker, статията е много интересна, мерси.

[Gaius Julisus Caesar]

Острия връх е признак за големи криле !

[viper]

Предполагам, че увеличеното челно съпротивление води до намалено в задният край на ракетата и отклонявайки същевременно въздушната струя по в страни от ракетата, се осигурява по добра работна среда за двигателите. Респективно се избягва турболенцията в струята на реактивният двигател и от там се повишава КПД на самият двигател. Е може и да се лъжа но просто размишлявам .......

[Relinquishmentor]

Острия връх е признак за големи криле !

Тъпия също


Ето и картинка от учебника по физика:


Аз бих казал, че тъпият връх е признак за цилиндричност на корпуса, а острия - за обтекаема форма, която следва донякъде контурите на най- долната фигурка вляво. За съжаление не пише колко е коефициента, ако въздуха бие откъм острия връх.

[Gaius Julisus Caesar]

Сравнени с крилете на Конкорд, този Еърбъс все едно изобщо няма !

[viper]

Сравнени с крилете на Конкорд, този Еърбъс все едно изобщо няма !

От кога, клрилете на свръхзвуковите самолети са по големи от на нормалните? Ако се не лъжа за да лятзт някои и за да могат дори и да излетят им се налага да променят геометрията на крилата за да се създаде подемна сила.

[Relinquishmentor]

Сравнени с крилете на Конкорд, този Еърбъс все едно изобщо няма !

Това е малко пресилено, да не кажа, че изобщо не е вярно.

Конкорд

Wing area: 3,856 ft2 (358.25 m²)

A380

Wing area 845 m² (9,100 sq ft)

Да нямаш нещо друго предвид с това "големи крила"?

[Gaius Julisus Caesar]

Не може да има база за сравнение !- 7,3м. му е носа.
Конкорд е с 30 процента по-къс , А380 е ДВОЕН джет което ще рече че е близо три или четири пъти по-голям от Конкорд...
Тоест 358.25 m2 х 4 = 1433м2

[viper]

Абе.... тук какво мерим мертеци или крила?

[stalker]

Аз бих казал, че тъпият връх е признак за цилиндричност на корпуса, а острия - за обтекаема форма, която следва донякъде контурите на най- долната фигурка вляво. За съжаление не пише колко е коефициента, ако въздуха бие откъм острия връх.

Тази картинка показва случайя на Relinquishmentor. Виждаме, че коефициентът на съпротивление е много по-голям, ако въздухът идва откъм заострения край. И в тази работа няма нищо странно, ако погледнем една друга картинка.



Тук виждаме, че определящи за стойността на съпротивлението са турбулентните завихряния, които се получават зад профилите. А те са толкова повече, колкото по-рязко се изменя посоката на скоростта на флуида. Или с други думи заоблени форми - добре; ръбести - зле. Как тогава се обяснява ръбестата форма на носовете на цитираните изтребители - не знам, но определено се има предвид цялостната форма на конструкцията.

И ако някои все още се съмнява, че заоблените повърхности изпитват по-малко съпротивление нека вземе пример от природата. Капките вода падат, придобивайки именно капковидна форма, която им осигурява минимален съпротивителен коефициент.

[penko]

...а защо топка за голф с вдлъбнатини лети два пъти по-далече от топка, която не е с вдлъбнатини

[stalker]

При топките за голф се търсят два ефекта - движението "напред" след удара и ротация около оста. При оптимална комбинация на тези две неща топката пада най-далеч. Е, ясно е, че една гладка топка ще се завърта много по бавно от набраздената топка за голф при приблизително един и същ коефициент на съпротивление.

[penko]

Искаш да кажеш че топката за голф се върти по бързо около оста си и затова лети най далеч. Тук малко бъркаш.
Ако си гледал "Разбивачи на митове" по дискавъри имаше една серийка където правеха експеримент точно за това. След като направиха опит кои топки ще летят по надалеч и видяха че гладките летят на два пъти по-малко разстояние направиха опит с автомобил който беше покрит с глина, когато покритието е гладко автомобилът гореше 9л/100км, а когато е с вдлъбнатини - гореше 7л/100км. Теглото на автомобила и при двата експеримента беше едно и също.

[stalker]

Да, въпросът с топките за голф се оказа по-сложен отколкото си мислех. След като се поразрових из нета се натъкнах на тази статия, която обяснява отчасти ефекта: http://wings.avkids.com/Book/Sports/ins ... lf-01.html

Накратко: излиза, че вдлъбнатините позволяват преминаване от ламинарно течение към турбулентно при по-ниски скорости, отколкото ако топката е гладка. При турбулентно течение завихрянията зад топката, които определят съпротивлението са по-малко, а това е фактор за по-доброто й представяне.

В Уикипедия обаче в статията за ефекта на Магнус, който бил от важност за динамиката на летящи топки, пише следното:

The curved path of a golf ball known as slice or hook is due largely to the ball's spinning motion (about its vertical axis) and the Magnus effect, causing a horizontal force that moves the ball from a straight-line in its trajectory.[10] Back-spin (upper surface rotating backwards from the direction of movement) on a golf ball causes a vertical force that counteracts the force of gravity slightly, and enables the ball to remain airborne a little longer than it would were the ball not spinning: this allows the ball to travel farther than a non-spinning (about its horizontal axis) ball.

Така че все пак и завъртането е от значение.

Контра въпрос: а защо бейзболните топки не са надупчени?

[penko]

незнам

[svetlio]

сравнително скоро гледах по Дискавъри точно за този проблем при совалките. Там показаха, че при много големи скорости, в пъти по-големи от тази на звука, острия нос е невъзможен. Просто совалката би се разрушила. Но, извинявам се, забравих причината

[hyparh]

И аз го гледах, но не се сещам как беше името на предаването (по едно от редовните им предавания беше). Правиха тестовете в някаква тръба, в която слагат различни формички и пускат мощен поток от въздух. Ефектът от обтичането на въздуха около формата го снимаха с някаква специална камера. Оказа се, че, ако совалката има остър връх, то силната струя ще се удря директно в крилете и ще ги откъсне. Със заобления нос това нещо се избягва- въздухът се изтласква встрани и не засяга крилете.

[svetlio]

да, наистина беше заради това!

[Betelgeuse]

тва добре, ама ракетите нямат почти никакви криле.

[Gaius Julisus Caesar]

Имат колкото да ги стабилизират против завъртане !

[stalker]

Още малко офтопик по темата, ама все пак е за дизайна на ракетите. Наскоро по ТВ гледах някакво филмче за сателитите и там бе показано изстрелването на първия американски сателит Explorer 1 през далечната 1958 г. Е такова чудо не бях виждал! Самият сателит е монтиран към четвъртата степен на ракетата (най-отгоре), която започва да се върти около оста си десетина минути преди старта, достигайки скорост от 750 об/мин. Това се е наложило, за да се стабилизира товара на принципа на жироскопите. Интерсно как е повлияла на апаратурата на сателита тая въртележка

Вижте сами:

[Hristo Petrov]

Като четох темата на Христо, за изстрелвания на ракети и се замислих, защо ракетите са с толкова тъп нос. Сигурно някакви сметки са показали, че е по-добре отколкото остър, но някак си не е интуитивно нали ?
Впрочем същото нещо го виждаме и при самолетите и при влака-стрела (на японски: влака-куршум)

Аз съм изпуснал тази тема, нещо съм разсеян напоследък...

Причината за тъпите носове или острите носове се крие във свръхзвуковото обтичане на профилите. Знаете, че когато скоростта на потока надхвърли местната скорост на звука, се получават скокове на уплътнение, т.е. скокообразно увеличаване на налягането. Именно управлението на тези скокове на уплътнение формира аеродинамичната форма и при ракетите, и при самолетите. От това управление зависи каква подемна сила ще се създава, какво съпротивление и т.н. Картинката при дозвуково обтичане е съвсем друга... Имайте предвид, че основния режим на полет на ракетите в атмосферата е свръхзвуков и не трябва да се търси компромис, както е със свръхзвуковите самолети, които изпълняват голяма част от полета на дозвукови режими.