Ракеты в DCS

[GGTharos]

@volk

 

I have charts for F-18, but I will not be able to get to my computer for a little while. If you do not want to wait, search for:

A1-F18AC-NFM-200.pdf

 

Regarding practicality of achieving high mach for implementing missiles, it is not practical in combat. It is done by interceptors, but not by fighters flying CAP. It is necessary to remain on station for certain amount of time, and you cannot do this if you run around at high Mach - getting there and staying there uses a lot of fuel. In particular, sprint-and-shoot is a tactic permitted only by circumstances. An F-18 will spend 20-30nm accelerating to M1.4, so if you can imagine that it will detect say, a MiG-29 at 50nm, by the time the F-18 hits M1.4 it will be 10nm away from the MiG-29. Spint-and-shoot is good if you have very long range radar, or under direction of AWACS, if your mission profile allows you to spend the fuel for this. It is simply not the average case for missile employment. You see the same thing in R-27 use diagrams.

Edited August 16, 2013 by GGTharos

[ААК]

А исходник по F-18 можешь дать? Интересует только, может ли он развить 1,67М (500 м/с) на высоте 10000 м с 2 AIM-120.

Боевая загрузка не интересует. И время разгона тоже. Эти скорости в графике 120-й - это пределы, понимаете? По ним можно судить о реальных боевых значениях. А пока - скорость на 10000 с 2 120-ми.

 

С 2 ракетами СД нет графиков, есть информация по максималке самолёта с 2 9-ми и 2 7-ми на высотах 30000 футов (9144метра) и на 35000фунтов (10668 метров).

На 30000 футов максимальная варьируется от 1,48-1,51 (в зависимости от массы).

На 35000 фунтов 1,55-1,61.

 

Соответственно на 10000метрах максимальная будет 1,52-1,56.

 

Если заменить 4 ракеты на 2 АМРААМА, прирост скорости вероятно будет довольно слабый, примерную величину сказать не рискну.

 

Ну и ещё должна быть по-идее некоторая небольшая прибавка от двигателя 402 EPE.

 

Исходник - РЛЭ F-18 1997 года, можно свободно скачать на том же аирваре.

 

Боевая загрузка не интересует. И время разгона тоже. Эти скорости в графике 120-й - это пределы, понимаете? По ним можно судить о реальных боевых значениях. А пока - скорость на 10000 с 2 120-ми.

Разгон имеет значение. Со своим разгоном Хорнет врядли выйдет на предельную скорость за время перехвата/боя. Можно предположить, что с 402 и 2х120 максимальная скорость на 10км будет 1,6МАХ, но GGTharos прав в том, что 1,4МАХ более реализуема в реальной ситуации боя или перехвата.

 

P.S. Я правда не очень понимаю, о чём сыр-бор - по-моему всё равно разница в 0,2МАХ при пуске на сверхзвуке особо не повлияет на максимальную дальность ракеты.

Edited August 16, 2013 by ААК

[GGTharos]

AAK, regarding EPE engines:

 

They will probably bring performance back to F-18A/C performance. F-18E performance less than F-18C :)

 

I believe that the most significant issue for this engine power is safety, ie. single engine operation in case of one engine failure, etc. Effect on combat, like you say, will be minimal for BVR. Maybe for BFM it will allow a little more sustained g.

[ААК]

AAK, regarding EPE engines:

 

They will probably bring performance back to F-18A/C performance. F-18E performance less than F-18C :)

 

I believe that the most significant issue for this engine power is safety, ie. single engine operation in case of one engine failure, etc. Effect on combat, like you say, will be minimal for BVR. Maybe for BFM it will allow a little more sustained g.

А в ДКС:F-18C какие двигатели будут - 400 или 402?:D

[volk]

Пуск AIM-120 на высоте 10000 м.

Vи = Vц = 240 м/с = 864 км/ч

Дальность по графику 42,5 км.

Результат:

 

 

 

Текущий релиз:

 

 

 

Скорость у ED зацените. 1737 км/ч. Ей еще лететь и лететь... Вобщем, относительно графика по 120 текущие ракеты AIM-120 явно перекачаны. Это факт.

Также факт:

собрав воедино данные из разных источников, и именно:

- данные по импульсу AIM-120 с сайта http://www.dtic.mil

- данные по массе топлива 120 от Горо

- данные по времени работы ДУ AIM-120 с youtube

удалось получить картину, не побоюсь сказать идеально вписывающуюся в данные по дальности с известного графика. Я не старался специально уложиться в дальности (это подход ED), честное слово - так получилось.

Как всегда, конструктивная критика приветствуется.

[GGTharos]

@AAK: Good question, I do not know :D

[volk]

Regarding practicality of achieving high mach for implementing missiles, it is not practical in combat. It is done by interceptors, but not by fighters flying CAP. It is necessary to remain on station for certain amount of time, and you cannot do this if you run around at high Mach - getting there and staying there uses a lot of fuel. In particular, sprint-and-shoot is a tactic permitted only by circumstances. An F-18 will spend 20-30nm accelerating to M1.4

Разгон имеет значение. Со своим разгоном Хорнет врядли выйдет на предельную скорость за время перехвата/боя. Можно предположить, что с 402 и 2х120 максимальная скорость на 10км будет 1,6МАХ, но GGTharos прав в том, что 1,4МАХ более реализуема в реальной ситуации боя или перехвата.

Еще раз, господа. Вы понимаете, что это - пределы? Неважно для какого истребителя, F-18 или F-15. И кстати, GGTharos, можно увидеть скриншот из документа по F-18, описывающий условия пуска, о которых ты говорил? Я хочу увидеть своими глазами точно, что там написано. Для F-16 я это видел и выложил сюда на форум, для F-18 этого нет. Предмет обсуждения? А то мы тут спорим неизвестно о чем...

Ищу мануалы, которые вы указали. спасибо за подсказки. Ланс, извини, пока не могу проверить твою AIM-7, надо с амраамами сначала разобраться.

Edited August 16, 2013 by volk

[GGTharos]

Mention of actual missile ranges in USN documents is very unlikely. USN and USAF are two different worlds - USN tends to keep more things secret. Some mentions happen and I have seen them, but nothing I can share right now.

[Teknetinium]

SAB, там походу другие тесты - с оригинальными ракетами :) Приходят одновременно, ага. И тесты на помехозащищенность. Дата изменения файлов 07.08.2013. Tek, я правильно понял?

ps. И просто на дурь Р-27 - когда ракета проходит мимо при слабом отвороте цели)

 

Yes Volk the test is made 07.08.2013. Original version.

Edited August 16, 2013 by Teknetinium

[volk]

Mention of actual missile ranges in USN documents is very unlikely. USN and USAF are two different worlds - USN tends to keep more things secret. Some mentions happen and I have seen them, but nothing I can share right now.

Тогда о каких условиях пуска мы говорим применительно к F-18? Давай факты.

Еще раз проверяем.

F-16 A/B Mid-Life Update Production Tape M1 THE PILOT’S GUIDE, p. 140:

The range of the missile is approximately 30 miles with a cruising speed of approximately Mach 4.

И что же это такое - cruising speed ракеты воздух-воздух, кто-то может мне объяснить? Какая cruising speed у ЭР при пуске с 5000 м? Перевод не надо, надо в цифрах объяснить или лучше ссылку на научное объяснение. Своими словами не надо :)

По графику эта дальность достигается на высоте 10000 м при скорости истребителя и цели 500 м/с = 1800 км/ч. Эксперимент.

Мои данные:

 

 

 

Пик скорости:

 

 

Итак, имеем максимальную скорость ракеты на траектории 4432,3 км/ч на высоте 11480 м. Скорость звука на этой высоте 298,9 м/с. 4432,3 км/ч = 1231,2 м/с. 1231,2/298,9 = 4,12M.

 

Текущая реализация:

 

 

 

Пик скорости

 

 

Максимальная скорость ракеты 4982 км/ч на высоте 11944 м. Скорость звука на этой высоте 298 м/с = 1383,9 м/с = 4,64M

 

Вобщем так. Мои претензии к текущей реализации:

- нереалистичные данные по разгонным характеристикам

- не выполняются данные по дальности (завышены ко всем ракетам, для ракеты России просто завышены, для ракет США завышены намного больше относительно графиков). Как могу показываю.

Что неправильно у меня, готов услышать. В фактах и цифрах. Только не надо словесного троллинга.

Теперь с полуактивными разбираться. У ЭР надо увеличить сопроивление, у Р чуть увеличить, осталась AIM-7.

Edited August 16, 2013 by volk

[GGTharos]

Sorry, there is no explanation of what 'cruising speed' means. I know what 'cruising' means, it means an object moves at this time for a long time, but I have never understood what 'cruising' means in terms of missile.

 

But I can offer this guess: Cruising is an action that is powered (while rocket motor is operating), while coasting is an action of an un-powere object, with inertia. Thus 'cruising' would seem to imply that the missile will fly at that speed or above while the rocket motor is operating.

 

It is a strange use of the word.

 

Regarding peak speed at high altitude and high mach launch: Seems right in 'current implementation'.

 

We agree that rocket motor properties are not correct in current implementation - I use mass from document that Goro found.

However, drag is too much. The reason missiles have such a massive rocket motor is because the drag is too big - drag profile for radar guided missiles needs to be half of what it is for the peak.

 

Fleeman prescribes a peak drag of about 0.045 for ogive shape of radar-guided missile. About 0.06 or 0.07 if the missile uses a hemispherical dome of the same diameter as the missile tube. Missiles with IR seekers where the dome is less than the missile diameter (so they look like a blunted ogive) can be similar drag profile to ogive shape, depending on diameter of the dome.

 

Also, if you refer back to the AIM-9 graph, you will see that modified AIM-9 can reach mach 3.5 at 20000' launched from M0.9. So, I don't know how you could expect AIM-120 to not reach Mach 4 at 30000' when launched from M0.9.

Edited August 16, 2013 by GGTharos

[Lans]

По AIM-7 все плохо.

 

Дано:

Тяга разгон Р1=5757кгс=57570Ньютон, время разгон t1=4.5

Тяга маршевый Р2=1018кгс=10180Ньютон, время маршевого t2=11.0

Импульс I=260-265сек (hight Smoke Al), плотность р=1800кг/м3

Энерговооруженность по Федосову Е=66.36

Масса ракеты 200(модификация M), 225...228(модификация F), 231 (по Федосову)кг - надо уточнить

Линейные размеры (взяты из чертежа

Длина ракеты 3640мм

Диаметр ракеты 203мм

Длина РДТТ 1374мм

 

Взял габаритный чертеж, в котором все размеры, в том числе РДТТ.

Значит так, если даже весь объем двигателя заполнить самым плотным смесевым топливом, его масса будет не более 70кг. Больше, господа, просто не влезет. И это я на толщину стенок и бронировку заряда оставил 5мм. Но надо разместить воспламенитель, в заряде предусмотреть центральный канал и пропилы в разгонном заряде, должен быть свободный объем, наконец, хоть и небольшой. Поэтому реальная масса топлива будет не более 66-67кг.

Для более точного расчета надо знать толщину стенок РДТТ, а для этого давление, на которое рассчитывают двигатели этих ракет в США с коэф.запаса, те их отраслевой стандарт по проектированию.

 

Далее, такого заряда топлива банально не хватает (примерно в 2 раза) для заявленных значений тяги разгонного и маршевого зарядов или время их работы меньше или импульс более400сек. Аналогично не сходится энерговооруженность.

 

Внизу приведен график тяги. Это похоже на AIM-7. Подскажите, в какой системе единиц задана тяга и сколько это будет в Ньютонах или кгс? Может и в тех материалах, откуда я взял тягу не Ньютоны, а какие-нибудь килофунт-силы:)))

Edited August 16, 2013 by Lans

[ААК]

Lans, серьёзный подход к делу!:thumbup:

 

Масса ракеты 200(модификация M), 225...228(модификация F), 231 (по Федосову)кг - надо уточнить

У AIM-7M вес должен быть также 231кг, по-моему про 200кг нигде кроме аирвара не встречается, скорее всего там была просто ошибка. М - это по сути доработанная в плане электроники F, там не может быть какой-либо значительной разницы в весе.

 

http://www.novia.net/~tomcat/AIM-7.html

Edited August 16, 2013 by ААК

[volk]

Regarding peak speed at high altitude and high mach launch: Seems right in 'current implementation'.

Неправильно в текущем представлении. С этими пиковыми значениями все ракеты летят дальше, чем дожно быть по графикам. Ракеты России - просто дальше. Ракеты США - намного дальше. Достаточно провести контрольные пуски, чтобы увидеть это.

However, drag is too much. The reason missiles have such a massive rocket motor is because the drag is too big - drag profile for radar guided missiles needs to be half of what it is for the peak.

Если уменьшить сопротивление для ракет, то они будут лететь еще дальше. :doh:

Also, if you refer back to the AIM-9 graph, you will see that modified AIM-9 can reach mach 3.5 at 20000' launched from M0.9.

У меня нет таких данных. Ты можешь выложить их?

[sden]

Внизу приведен график тяги. Это похоже на AIM-7. Подскажите, в какой системе единиц задана тяга и сколько это будет в Ньютонах или кгс? Может и в тех материалах, откуда я взял тягу не Ньютоны, а какие-нибудь килофунт-силы:)))

 

lbs - это фунты в секунду. Аналог метрической кгс.

http://russian-hawaii.ru/converter/weight.html

Вот конвертор, если что.

Edited August 16, 2013 by sden

[volk]

По AIM-7 все плохо.

 

Дано:

Тяга разгон Р1=5757кгс=57570Ньютон, время разгон t1=4.5

Тяга маршевый Р2=1018кгс=10180Ньютон, время маршевого t2=11.0

Импульс I=260-265сек (hight Smoke Al), плотность р=1800кг/м3

Стоп. 5750 и 1018 фунтов, а не кгс.

Энерговооруженность по Федосову Е=66.36

Какому Федосову? Я что-то не видел у него данных по ракетам США. если я что-то пропустил, скинь скрин.

Масса ракеты 200(модификация M), 225...228(модификация F), 231 (по Федосову)кг - надо уточнить

Какому Федосову? Масса AIM-7F - 510 фунтов из той методички, откуда 5750 и 1018 и 509-510 для AIM-7M из РЛЭ F-18. Короче, 510.

Поэтому реальная масса топлива будет не более 66-67кг.

Похоже, ты не смотришь то, что я тебе скинул. Жаль.

 

 

Далее, такого заряда топлива банально не хватает (примерно в 2 раза) для заявленных значений тяги разгонного и маршевого зарядов или время их работы меньше или импульс более400сек. Аналогично не сходится энерговооруженность.

Там импульс адский - однозначно, ошибка в документе. Пробуй или "зажигать заряды одновременно", или менять местами массы.

Внизу приведен график тяги. Это похоже на AIM-7. Подскажите, в какой системе единиц задана тяга и сколько это будет в Ньютонах или кгс?

Фунты.

[volk]

У AIM-7M вес должен быть также 231кг, по-моему про 200кг нигде кроме аирвара не встречается, скорее всего там была просто ошибка. М - это по сути доработанная в плане электроники F, там не может быть какой-либо значительной разницы в весе.

Смотри РЛЭ F-18, на которое ты меня навел, там все есть, без догадок (айрвар, но без айрвара)).

[GGTharos]

This document was published after IOT&E. It means the missile was tested and approved for production. The document is more likely to be correct than our understanding of rocket motors.

 

Там импульс адский - однозначно, ошибка в документе. Пробуй или "зажигать заряды одновременно", или менять местами массы.

Edited August 16, 2013 by GGTharos

[Prodobrey]

Это да, но что за инфа о том что ракету могут подсвечивать другие истребители?

Реально такое есть?

 

Типо того что один радар на 2х :) либо первый светит-второй стреляет.

Edited August 17, 2013 by Prodobrey

[goro]

Взял габаритный чертеж, в котором все размеры, в том числе РДТТ.

Значит так, если даже весь объем двигателя заполнить самым плотным смесевым топливом, его масса будет не более 70кг. Больше, господа, просто не влезет. И это я на толщину стенок и бронировку заряда оставил 5мм. Но надо разместить воспламенитель, в заряде предусмотреть центральный канал и пропилы в разгонном заряде, должен быть свободный объем, наконец, хоть и небольшой. Поэтому реальная масса топлива будет не более 66-67кг.

Почти правильно получилось , 60 кг там топлива (133 фунта)

 

По AIM-7 все плохо.

 

Дано:

 

Импульс I=260-265сек (hight Smoke Al)

 

Известен полный "Total Impulse" = 30650.0 (фунтов)

Если топливо однородное, при его массе в ракете равной 133 фунта, удельный импульс будет = ~230.45

 

Общая картина, как-то так:

Edited August 17, 2013 by goro

[volk]

This document was published after IOT&E. It means the missile was tested and approved for production. The document is more likely to be correct than our understanding of rocket motors.

Это не означает, что в документе не может быть ошибок относительно оригинальной AIM-7, прошедшей Initial Operational Test & Evaluation. Типографская ошибка, опечатка по массам топлива. Или заряды действительно горят одновременно. Надо считать. Я все еще жду подтверждения

if you refer back to the AIM-9 graph, you will see that modified AIM-9 can reach mach 3.5 at 20000' launched from M0.9.

Горо, у тебя как я понял, заряды горят последовательно?

Известен полный "Total Impulse" = 30650.0 (фунтов)

Пожалуйста, относитесь к данным внимательнее. Не фунтов, а фунтов/с

 

 

Лучше не своими словами описывать, а скрины делать. Запутаете человека.

Если топливо однородное, при его массе в ракете равной 133 фунта, удельный импульс будет = ~230.45

Как ты это посчитал, можешь дать формулы или таблицу? Топливо однородное - это как?

 

 

если в каждом из зарядов, то разумеется однородное. Однородность топлива после смешивания компонентов - одно из важнейших требований к компонентному смемевому топливу. Иначе нерасчетное горение, взрыв и пр. Если в разгонном и маршевом зарядах - то разные типы.

Edited August 17, 2013 by volk

[Lans]

Всем спасибо за помощь. Volk, я смотрю, но:

1.Я совсем не знаю английского, а сканированные документы нельзя скопировать и загнать в транслит, потом он часто выдает ерунду. И не знаком с их системой единиц.

2.Я специально выложит данные, подготовленные для расчета, чтобы обсудить, никто не ответил. Спасибо сейчас обсудили и исправили.

3.Кроме того я хотел убедиться, сколько мах топлива может поместиться чисто конструктивно.

 

Итого:

Масса ракеты 510фунтов=231кг

Масса топлива 61.65кг, по частям 52фунта=24кг 83фунта=37.65кг

Импульс надо считать для каждого, суммарный средний мне не подойдет. 2 заряда из разных смесевых топлив, горят ли они одновременно, еще вопрос.

Тяга разгон Р1=5757фунтов=2611кгс, время разгон t1=4.5

Тяга маршевый Р2=1018фунтов=461.8кгс, время маршевого t2=11.0

 

Проверяйте...

Edited August 17, 2013 by Lans

[prok]

Типо того что один радар на 2х :) либо первый светит-второй стреляет.

 

Так это ж весело :)

[goro]

Горо, у тебя как я понял, заряды горят последовательно?

Да, и в целом похоже на график идеального выгорания в этом посте: http://forums.eagle.ru/showpost.php?p=1841551&postcount=3188

но с с учётом некоторой неравномерности горения и соответственно импульса. (переменная тяга с наиболее мощным начальным импульсом для каждого режима)

 

Как ты это посчитал, можешь дать формулы или таблицу?

Общий импульс/масса топлива

Вот пример для одного режима :

Известно:

Total impulse = 6540

Масса топлива = 31.02

Удельный импульс (Specific Impulse (Isp) = 6540/31.02 = 211*(lb-sec./lb)

 

________

 

Или на примере Р-27ЭР

Масса ракеты 350 кг * 94(энерговооружённость), полный импульс в фунтах будет = (72530 фунтов ), делим на 308 фунтов (140 кг масса топлива ) = 235 lb-sec/lb (удельный импульс ) для всей массы топлива.

Но так, как она двухрежимная и как распределяется и сколько горит каждое топливо неизвестно, то фиг знает у какого режима, какой будет суммарный импульс.

 

 

Топливо однородное - это как?

Условно, как выше с 27ЕР - если бы была единая шашка, массой 133 фунта и дающая те самые 30650 lbs total impulse.

 

Так как топлива разные, для первого режима: total impuse 5750lb * 3.5sec = 20125 lbs

Для второго : 11sec * 1018 =11198

В сумме, по идеальному графику будет 20125 + 11198 = 31323 lbs, что на 673 выше чем известные 30650 lbs, которые скорей всего являются следствием неравномерного выгорания и распределения импульса в реале.

Знаем массы зарядов, получаются удельные импульсы :

Импульс топлива ускорителя 20125/52=387 lb-sec/lb

Маршевый 11198/83=134 lb-sec/lb

! :)

 

П.с.

Кстати, утерял ветвь дискуссии, зачем это удельное понадобилось вообще , если и так - данные по тяге, времени работы каждого режима и общему импульсу АИМ-7 известны?

 

Можно предположить, что есть 2 заряда, расположенные "тандемом" и они горят последовательно. Но тогда надо жестко делить двигатель, так чтобы маршевый заряд не воспламенился. Надо иметь 2 отдельных воспламенителя. Это 2-а РДТТ в одном корпусе. Конструктивно поместится меньше топлива и конструкция будет тяжелее.

.

Получается, наши инженеры в своё время, создавая Р-77 - как однорежимную, пошли исключительно оптимальным путём, американцы в своей 120-С5 пришли к тому же :)

Edited August 19, 2013 by goro

[volk]

Да, и в целом похоже на график идеального выгорания в этом посте: http://forums.eagle.ru/showpost.php?...postcount=3188

но с с учётом некоторой неравномерности горения и соответственно импульса. (переменная тяга с наиболее мощным начальным импульсом для каждого режима)

Не понял. Если они инициируются одновременно, то максимальное время работы двигательной установки определяется наибольшим временем горения одного из зарядов, а не суммой времен. Иначе говоря, тяга должна прекратиться через 11 с, а у тебя фактически прекращается (на графике быстрый спад) с 15,2 до 15,6 с.

Если ты понял, как работает двухрежимная ДУ AIM-7, то предоставь свои цифры типа таблицы для missiles.data

- тяга на разгонном режиме, кг - время режима, с - расход топлива на режиме, кг/с

- тяга на маршевом режиме, кг - время режима, с - расход топлива на режиме, кг/с

Кстати, утерял ветвь дискуссии, зачем это удельное понадобилось вообще , если и так - данные по тяге, времени работы каждого режима и общему импульсу АИМ-7 известны?

Тебе понятно (насколько - посмотрим, когда предоставишь таблицу). Мне и Лансу - непонятно. Если этот импульс я или Ланс поставим для Р-77, она на 50 км на высоте 5000 м летать будет, а может и меньшей.

Смотри. удельный импульс Р-27Р. 68 кг сгорает за 6 с. Расход топлива - 11,33 кг/с. Если при этом развивается тяга 2614 кг - то удельный импульс 1 кг сгорающего топлива 2614 кг/11,33 кг/с = 230,72 с

Для Р-27ЭР (это расчет Ланса). Массы топливных зарядов 32 кг и 108 кг. Сгорают последовательно за 1 с и 9 с соостветственно. Расход топлива - 32 кг/с и 12 кг/с соответственно. Тяга на режимах - 7500 кг и 2820 кг. И с этими значениями ракеты летают ближе всего к графикам по дальности. Тяга 7500 кг / 32 кг/с = 234,38 с. Тяга 2820 кг / 12 кг/с = 235 с.

 

 

Теперь, если ты все понимаешь, сделай такую аналогию для AIM-7 - четко

- тяга - время работы - расход топлива - масса заряда для каждого из участков. Посмотрим на твои цифры.