Почему у космических ракет , как у котов , хвосты полосатые ?

[dims]

А почему у ракеты тяга снизу , а она не кувыркается и летит по прямой ?

Потому что двигатель крепко привинчен к ракете и вектор его тяги проходит через центр масс.

[dims]

Если , например , тянешь телегу за собой , то и не смотришь за ней . А если впереди себя толкаешь , то постоянно надо подруливать .

Потому что толкающий не привинчен к телеге. Если центр тяжести спонтанно уйдёт с линии вектора, то толкание продолжится по прежнему направлению, то есть, мимо центра тяжести. В результате отклонение будет нарастать и отклоняющая сила будет нарастать -- неустойчивость.

На ракету больше похожа не толкаемая телега, а корабль или моторная лодка. У нёе двигатель зафиксирован относительно борта. Поэтому, любой поворот не меяет ситуации, ибо двигатель поворачивается вместе с бортом. В результате, даже если двигатель привинтить криво, то будет просто создаваться постоянный поворачивающий момент, который будет нетрудно компенсировать рулями. Никакого нарастания отклонения не будет происходить.

Иными словами, если самодёльную ракету сделать прямо, то она и полетит прямо. Если сделать криво, то она просто будет лететь по кривой, равномерно поворачивая всю дорогу. Она не может "упасть" со струи (если не отвалится двигатель).

[dims]

не понял. А что, у ракет-носителей никаких рулей, что ли, нет?

У простых самодельных ракет нет рулей (точнее, они не движутся). И тем не менее, ракеты летают нормально.

У профессиональных ракет рули есть, но они не меняют принципиально ситуацию. Рули действуют поверх стабильного пассивного полёта.

Падение "Протона" в 2013 визуально было похоже на потерю устойчивости, но на самом деле это произошло в "мозгах" ракеты -- датчики предоставляли неправильную информацию и она неправильно собой управляла. Теоретически, компьютер мог бы заметить, что происходит раскачка и прекратить всякое управление -- тогда ракета полетела бы прямее -- в силу своих пассивных характеристик.

[xd]

Но тогда от ракеты толку не было бы в любом случае, и целевую задачу она не выполнила бы всё равно.

[dims]

Но тогда от ракеты толку не было бы в любом случае, и целевую задачу она не выполнила бы всё равно.

Это понятно. Замечание дано с точки зрения вопроса "почему ракета не кувыркается".

[Beorn]

Когда-то то-же модели ракет делал. Михаил правильно определил. Перед тем, как сделать модель ищешь центр давления сделав контур ракеты из картона и просчитываешь центр масс который д. б. выше центра давления. Увеличение массы башки хорошо, увеличение площади оперения хорошо. В общем всё Михаил написал.
В противном случае никакие регулировки не помогут, кувыркнётся.
Так же применял нитрат калия с сахарной пудрой, ну или для больших моделей сера+цинковая пудра. 

[dims]

     Не . Мне этого не понять . Считаю , что если парусность оперения с учетом плеча больше , чем у носовой части , то и ракета летит прямо .

Напоминаю, что ракеты летают и в космосе, где нет никакого воздуха. Так что парусность -- вторичный фактор.

[Beorn]

Так до космоса ещё долететь надо, а там пофиг.

[dims]

Школьная ракета на спице скорость набирает, пока оперение не заработает. Если спица коротковата, кувыркнётся на-раз. Проверено.

Возможно, для лёгких ракет, создаваемых вручную, действительно парусность является важнейшим фактором. Наверное, в бытовых условиях невозможно достаточно точно сориентировать вектор тяги относительно центра масс, отчего требуется дополнительная стабилизация -- аэродинамическая.

[Beorn]

Ракеты не в космосе, для доставки до космоса.

[dims]

Так до космоса ещё долететь надо, а там пофиг.

Ну, может быть.

[dims]

Ракеты не в космосе, для доставки до космоса.

Ну да, но не суть. Вот почему эта бандура не переворачивается:

Видео НАСА: Посадочный модуль будущего "Морфеус" прошел испытания

У неё нет никаких стабилизаторов.

[Beorn]

Это не ракета скорость около 0, здесь уже другой принцип движения, наличие атмосферы не определяющее. Скорее, как у воздушного шара, тяга выше, центр масс ниже. Стабилизирующий элемент наверное гравитация.

[Okub62]

Иными словами, если самодёльную ракету сделать прямо, то она и полетит прямо. Если сделать криво, то она просто будет лететь по кривой, равномерно поворачивая всю дорогу. Она не может "упасть" со струи (если не отвалится двигатель).

Похоже, в юные годы делать ракеты Вам не приходилось. Побегали бы разок-другой от неё, равномерно поворачивая всю дорогу, причём, то в одну сторону, то в другую, и вообще непонятно куда, не писали бы так уверенно.
А для чего, по Вашему длинные направляющие у той же "Катюши", и почему их нет на пусковой рампе самолёта-штурмовика? Правильно, потому, как для нормальной работы стабилизатора скорость надо сначала набрать, а штурмовик и так уже быстро летит.
А вот простейшая схема, где центр тяги вынесен вперёд, её все видели:

[Грехов Михаил]

Увеличение массы башки хорошо, увеличение площади оперения хорошо. В общем всё Михаил написал. В противном случае никакие регулировки не помогут, кувыркнётся.

Можно еще стабилизаторы максимально развивать в область среза за соплом. То есть как бы трапеция сбоку менее эффективна, чем треугольник аналогичной площади, откинутый вниз.

[dims]

А для чего, по Вашему длинные направляющие у той же "Катюши"

А почему, по-Вашему, нет направляющих и стабилизаторов на "Морфеусе"?

[dims]

Это не ракета скорость около 0,

И что? Почему она не переворачивается? Ведь если мы толкаем телегу, скорость которой тоже 0, и которая тоже не ракета, она же почему-то сваливается на бок?

Скорее, как у воздушного шара, тяга выше, центр масс ниже.

Вы что, не видите, что реактивный двигатель внизу расположен? Он заведомо ниже центра масс.

[Okub62]

А для чего, по Вашему длинные направляющие у той же "Катюши"

А почему, по-Вашему, нет направляющих и стабилизаторов на "Морфеусе"?

Видимо, у него управляемая тяга, чтобы не кувыркнулся, фигово, надо сказать управляемая http://tubethe.com/watch/tGNlEOvQNy4/vzryv-ehksperimentalnogo-apparata-morpheus-v-ssha.html
Чего в дебри какие-то пытаетесь залезть, там где просто решается?

[dims]

Видимо, у него управляемая тяга, чтобы не кувыркнулся

Невозможно так управлять тягой, чтобы держать такую бандуру как циркач на палочке. Тяга наверняка управляемая, только он не кувыркается, главным образом, не из-за тяги, а из-за того, что я сказал.

Чего в дебри какие-то пытаетесь залезть, там где просто решается?

Я как раз и говорю, как правильно решается, потому что вопрос такой возник.

Если на ракету, массой M, снизу действует сила тяги F, приблизительно равная весу ракеты и, если в конструкции ракеты допущена небольшая ошибка, так, что вектор тяги идёт мимо центра тяжести C



то крутящий момент определяется тем, насколько вектор тяги проходит мимо центра масс (расстояние d).

Если ракета наклоняется, то прикреплённый к ней двигатель наклоняется вместе с ней (верхний правый рисунок).

То есть, как бы ракета ни наклонялась, она будет находиться под действием одного и того же крутящего момента. Повышая качество конструкции, его можно сделать сколь угодно малым.

Именно поэтому ракеты не кувыркаются, ни на земле, в начале полёта, пока аэродинамика незначительна, ни в космосе, где аэродинамики нет. Именно поэтому не кувыркается "Морфеус".

Это главная причина.

Если мы рассматриваем другой случай, например, когда жонглёр держит палку на пальце или когда мы толкаем телегу сзади, то силы получаются другие.

При малейшем отклонении от равновесия, расстояние между центром масс и приложенной силой -- возрастает (рисунок справа внизу, расстояние D). Крутящий момент возрастает, равновесие катастрофически нарушается.

Удержать равновесие таким образом очень трудно, это могут только жонглёры. Более того, мало когда у жонглёра получается держать предмет ровно, он всегда дрожит и качается. Объясняется это тем, что вернуть тело в равновесие гораздо сложнее, чем равновесие потерять.

Современные компьютеры удержать равновесие в такой ситуации не могут. В частности, никакой компьютер не смог бы удержать "Морфеус" на палке. И, конечно, он не держался бы в равновесии так твёрдо, как на первом видео.

То есть, ракета находится под действием принципиально иных сил, нежели палка в равновесии или толкаемая телега.

Но, конечно же, аэродинамику никто не отменял. Поскольку при движении в воздухе она всё равно есть, разумно её учесть и использовать. Так же она существенна для бумажных любительских ракет.

[Грехов Михаил]

То есть, как бы ракета ни наклонялась, она будет находиться под действием одного и того же крутящего момента. Повышая качество конструкции, его можно сделать сколь угодно малым.
Именно поэтому ракеты не кувыркаются, ни на земле, в начале полёта, пока аэродинамика незначительна, ни в космосе, где аэродинамики нет. Именно поэтому не кувыркается "Морфеус". Это главная причина.

Гы-гы-гы.... то есть вы полагаете, что если сделать некую конструкцию ракеты с микронной точностью и балансировкой центра масс, то именно из-за этого она не кувыркнется, какие бы внешние факторы не воздействовали?