Почему модель ракеты виляет хвостом?

[Sputnik]

После запусков разных моделей ракет, рассматривал видео снятое снаружи и с борта и заметил интересное явление, что когда у двигателя горит замедлитель и ракета летит по инерции она начинает вилять хвостом, по кругу как прецессия оси волчка, амплитуда порядка диаметра ракеты.
Это явление наблюдали абсолютно все ракетомоделисты, когда у модели след дымный становится не прямой, а змейкой/спиралью - виляет.
Видео кадры с борта показали, что модель не вращается относительно оси, а именно ось "прецессирует". Наиболее явно это видно у моделей с кормой без сужения, но и у других присутствует. Это происходит и с относительно тихоходными моделями и чуть ли не на околозвуковых скоростях, и у корпуса где мало стабилизаторов и где они относительно большой площади...
Ведь вредное явление, раз корпус болтается, значит у него появляется угол атаки, а значит у него появляется дополнительное спротивление снижающее высоту. Какова природа явления и как с ним бороться ?

[Alex M]

Уважаемый Sputnik,
То, на что Вы обратили внимание, является очень интересной темой, и разрабатывая (исследуя) её, можно очевидно кое-что нарыть (как Вы совершенно правильно заметили “вредное явление, раз корпус болтается, значит у него появляется угол атаки, а значит у него появляется дополнительное спротивление снижающее высоту”), в плане уменьшения влияния а/д сопротивления и увеличения высоты полёта.

По моему разумению и это очевидно, здесь имеют место:
1. Колебательные процессы
2. Ассиметрия - приложения сил, массового распределения.

На практике, очевидно, эту болтанку (прецессию) не убрать - она всегда присутствовать будет, но вот попытаться уменьшить её амплитуду, а посему и влияние на а/д - скорее всего можно.

Причины здесь могут быть:
1. М.б. вылетающий трассер несимметрично засерает сопло, тем самым распределение давления на нижнем (донном) срезе ракеты является нессиметричным, что сказывается на появление моментов (хотя в этом случае (если рассматривать только статику) прецессирования и не должно быть. Будет только скорее всего тангажная болтанка - практически 2-х мерный случай, а не 3-х мерный прецессии), но при рассмотрении динамики, здесь только дай инициирующий толчёк - и из 2-х мерного случая получаем 3-х мерное колебание - т.е. прецессию.
Если только это является причиной (но это - наврят ли - см. ниже), то это можно вылечить, заменяя горящий (химич.) замендлитель на электронный (кот. при современных технологиях вполне может конкурировать по массе с традиционными). Кстати, о преимуществах электронного замедлителя Ваш покорный слуга достаточно подробно высказался в своём материале по S1 (см. последнюю версию в ссылке, упомянутую в разделе форума по моделям S1).
Но даже если и не только это является причиной, а скорее всего это - именно так, то, предполагаю, введение электронного замедлителя должно всё же несколько уменьшить прецессию.

2. Несимметрия раположения массы и прежде всего несимметрия в аэродинамике корпуса, несимметричное непараллельное расположение плоскостей стабилизаторов относительно оси ракеты и их нессиметричное обтекание, а там как и в описанном в пункте 1 - дай только первоначальный толчёк - и появляются колебательные процессы, устойчивые (т.е. с невозрастающейк амплитудой), но тем не менее - колебания.
Как с этим бороться - опять же до нуля до идеала - никак не получится. Но более аккуратное и эдентичное изготовление деталей, и прежде всего более аккуратная симметричная и прецеззионная сборка, должна по-моему мнению уменьшить зловредное влияние.

А вот кстати вопрос, - тут в некоторой степени как в ядерной физике и физике частиц - как только вы пытаетесь что-то померить/измерить, вы оказываете влияние собственно измеряющим инструментом на поведение того объекта, который исследуете, и тем самым “искривляете” картину.
- так вот вопрос, когда Вы снимаете с борта ракеты - значит есть какая-то - и а/д, и массовая нессиметрия - понимаю, конечно, что Вами прикладывались какие-то усилия для компенсации (и а/д, и массовой) размещённой на борту камеры, тем не менее, на этот момент необходимо обратить особ. Спец. внимание, чтобы сократить к минимуму нежелательный эффект собственно “наблюдающего инструмента”. Хотя, опять же, как Вы замечали (и не т. Вы), эта болтанка заметна не только изнутри с борта, но и снаружи , а также очевидна по спиральному шлейфу.

[Sputnik]

У одной ракеты камера стояла внутри толстого стабилизатора, модель баласировал как пропеллер.
http://s001.radikal.ru/i195/1104/e2/3933e377307a.jpg старт в 0.40 http://raketoff.ru/?p=648
У второй камера была около головы, чуть выступала http://raketoff.ru/?p=1006