Uued relvasüsteemid EKV-le
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
rbl, kas sul on raskusi 7 klassi matemaatikast ja füüsikast arusaamisel ?
Teen veelkord puust ja punest ette :
1. AIM 120 D versiooni mootor on 50% võimsam kui AIM 120 C.
2. Mõlema raketti kaal ja avioonika on sama
3. AIM 120 C kulutab oma energiast maapinnalt lastes suurema osa vajaliku kõrguse ja kiiruse saavutamiseks. Vaadates andmeid, võib öelda, et AIM 120 C kulutab umbes 2/3 oma energiast selleks, 1/3 jääb reaalse lennu jaoks.
4. AIM 120 D mille kaal ja muud lennuomadused on samad, kulutab täpselt sama palju energiat kiiruse ja kõrguse kogumiseks kui AIM 120 C
Asi näeks välja umbes nii
AIM 120 C 100 ( raketi energia ) - 66 mis kulub kiiruse ja kõrguse saavutamiseks = 33 kilomeetrit laskekaugust
AIM 120 D 150 ( raketi energia ) - 66 mis kulub kiiruse ja kõrguse saavutamiseks = 84 kilomeetrit laskekaugust
Muu jutt on ka sul väga küsitav.
AIM 120D on alles katsetusfaasis ja võetakse relvastusse heal juhul sellele aasta lõpus. AMRAAM-ER aga on relvastuses juba 2007 aastast. Viimase laskekauguseks loetakse umbes 50 km.
Selle raketti sünni taga olid pigem suured keskmaa ÕT hanked Läänes ( Ühendriigid, Hispaania, Norra, Soome, Holland jne ), kus oli vaja midagi reaalset pakkuda, jutu asemel AIM 120Dst mis 2000 aastate keskpaigas oli 10nendi kaugusel ja võttis alles ilmet inseneride joonestuslaual.
RIM-162 ESSM on täitsa teise eesmärgiga rakett mis suudab pihta saada ka tiibrakettidele ( AIM 120-l seda suutlikus puudub )
Teen veelkord puust ja punest ette :
1. AIM 120 D versiooni mootor on 50% võimsam kui AIM 120 C.
2. Mõlema raketti kaal ja avioonika on sama
3. AIM 120 C kulutab oma energiast maapinnalt lastes suurema osa vajaliku kõrguse ja kiiruse saavutamiseks. Vaadates andmeid, võib öelda, et AIM 120 C kulutab umbes 2/3 oma energiast selleks, 1/3 jääb reaalse lennu jaoks.
4. AIM 120 D mille kaal ja muud lennuomadused on samad, kulutab täpselt sama palju energiat kiiruse ja kõrguse kogumiseks kui AIM 120 C
Asi näeks välja umbes nii
AIM 120 C 100 ( raketi energia ) - 66 mis kulub kiiruse ja kõrguse saavutamiseks = 33 kilomeetrit laskekaugust
AIM 120 D 150 ( raketi energia ) - 66 mis kulub kiiruse ja kõrguse saavutamiseks = 84 kilomeetrit laskekaugust
Muu jutt on ka sul väga küsitav.
AIM 120D on alles katsetusfaasis ja võetakse relvastusse heal juhul sellele aasta lõpus. AMRAAM-ER aga on relvastuses juba 2007 aastast. Viimase laskekauguseks loetakse umbes 50 km.
Selle raketti sünni taga olid pigem suured keskmaa ÕT hanked Läänes ( Ühendriigid, Hispaania, Norra, Soome, Holland jne ), kus oli vaja midagi reaalset pakkuda, jutu asemel AIM 120Dst mis 2000 aastate keskpaigas oli 10nendi kaugusel ja võttis alles ilmet inseneride joonestuslaual.
RIM-162 ESSM on täitsa teise eesmärgiga rakett mis suudab pihta saada ka tiibrakettidele ( AIM 120-l seda suutlikus puudub )
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Mida tähendab 50 % võimsam? Millist raketti sa siin konkreetselt silmas pead AIM-120C-4/5/6/7? Kui võimas see AIM-120C raketi mootor siis ikkagi on? Kaal, kiirendus põlemisaeg, reaktiivtõukejõud, eri-reaktiivtõukejõud jne.?Xender kirjutas:AIM 120D versiooni mootor on 50% võimsam kui AIM 120 C.
Öeldud on, et AIM-120D laskeulatus on võrreldes AIM-120C-7 -ga 50 % suurem.http://en.wikipedia.org/wiki/AIM-120_AMRAAM kirjutas:The AIM-120D is an upgraded version of the AMRAAM with improvements in almost all areas, including 50% greater range (than the already-extended range AIM-120C-7) and better guidance over its entire flight envelope yielding an improved kill probability.
AIM-120C-7 laskeulatust me juba teame, 120 km. lennukilt õhus ja NASAMS-ilt 26.46 km.
Seega kui me liidame nüüd AIM-120C-7 raketile 50 % laskeulatust juurde saame AIM-120D puhul järgmised andmed: 180 km. lennukilt õhus ja NASAMS-ilt 39.69 km.
Ole kena, näita meile detailselt arvutuskäik ära, kuidas sa need 80-90 km. laskekaugust AIM-120D raketi puhul NASAMS –ilt saad?
Kissinger - "Military Men Are Just Dumb, Stupid Animals To Be Used As Pawns In Foreign Policy"
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Kas on tõesti nii raske aru saada, et kui raketti laskeulatus suurenedada õhus 50% ( ja jätta ülejäänud TTA andmed samaks ) siis maapinnalt lastes suureneb laskeulatus oluliselt rohkem, sest vajaminev energia kõrguse ja kiiruse saavutamiseks jääb ikkagi samaks. Maapinnalt lastuna läheb nii 2/3 AIM 120 C7 energiast just sinna.
Sa aga järjekindlalt korrutad läbi laskekauguse maapinnalt lastud AIM 120 C7 tulemuse 50% kus enamik raketti energiast läheb kiiruse ja kõrguse kogumiseks. See valem toimiks enam vähem siis kui rakett oleks ka 50% raskem ja suurem aga ei ole, on sama suur.
Tõesti on sellest lihtsast loogikast nii raske aru saada ?
See oleks umbes sama. Kui sulle anda 10 minutit jooksmiseks, millest esimesed 5 minutit kulub enda riidesse panekuks ja joosta saad 5 minutit. Kui nüüd anda sulle aega 50% rohkem. Ei kulu sul ka riidesse panekuks aega 50% rohkem vaid ikka 5 minutit. See tähendab, et sa saad joosta 10 minutit, sina siin raiud aga, ei joosta saan vaid 7.5 minutit...
Eelmises postituses ma tegin sulle puust ja punasest selgeks, kuidas peaks 120D laskekaugus sinna 80 - 90 km kanti küündima.
Sa aga järjekindlalt korrutad läbi laskekauguse maapinnalt lastud AIM 120 C7 tulemuse 50% kus enamik raketti energiast läheb kiiruse ja kõrguse kogumiseks. See valem toimiks enam vähem siis kui rakett oleks ka 50% raskem ja suurem aga ei ole, on sama suur.
Tõesti on sellest lihtsast loogikast nii raske aru saada ?
See oleks umbes sama. Kui sulle anda 10 minutit jooksmiseks, millest esimesed 5 minutit kulub enda riidesse panekuks ja joosta saad 5 minutit. Kui nüüd anda sulle aega 50% rohkem. Ei kulu sul ka riidesse panekuks aega 50% rohkem vaid ikka 5 minutit. See tähendab, et sa saad joosta 10 minutit, sina siin raiud aga, ei joosta saan vaid 7.5 minutit...
Eelmises postituses ma tegin sulle puust ja punasest selgeks, kuidas peaks 120D laskekaugus sinna 80 - 90 km kanti küündima.
- Kilo Tango
- Liige
- Postitusi: 10290
- Liitunud: 14 Aug, 2008 15:40
- Kontakt:
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Ei ole nii. Asi selles, et kui rakett sisaldab näiteks 30 ühiku asemel 120 ühikut energiat, siis need lisanduvad 90 ühikut peavad millegi arvelt tulema. Selleks saab olla kas suurem kütusekogus või parem eriimpulss. Mõlemal juhul on kõrguse X saavutamisel pardal teise raketiga võrreldes märksa suurem kütusekogus ning kiirendatav mass võib olla mitu korda raskem kui algse raketi puhul. Pealegi avaldab kiiruse kasvades olulist vastujõudu ka õhk, millest raketti läbi pressitakse. Sellest tulenevalt on ka nii, et raketid, mis lendavad näiteks Stingerist 2 korda kõrgemale on suurusjärgu võrra raskemad. Mitte 2 korda.Xender kirjutas:Kas on tõesti nii raske aru saada, et kui raketti laskeulatus suurenedada õhus 50% ( ja jätta ülejäänud TTA andmed samaks ) siis maapinnalt lastes suureneb laskeulatus oluliselt rohkem, sest vajaminev energia kõrguse ja kiiruse saavutamiseks jääb ikkagi samaks. Maapinnalt lastuna läheb nii 2/3 AIM 120 C7 energiast just sinna.
Sa aga järjekindlalt korrutad läbi laskekauguse maapinnalt lastud AIM 120 C7 tulemuse 50% kus enamik raketti energiast läheb kiiruse ja kõrguse kogumiseks. See valem toimiks enam vähem siis kui rakett oleks ka 50% raskem ja suurem aga ei ole, on sama suur.
Tõesti on sellest lihtsast loogikast nii raske aru saada ?
See oleks umbes sama. Kui sulle anda 10 minutit jooksmiseks, millest esimesed 5 minutit kulub enda riidesse panekuks ja joosta saad 5 minutit. Kui nüüd anda sulle aega 50% rohkem. Ei kulu sul ka riidesse panekuks aega 50% rohkem vaid ikka 5 minutit. See tähendab, et sa saad joosta 10 minutit, sina siin raiud aga, ei joosta saan vaid 7.5 minutit...
Eelmises postituses ma tegin sulle puust ja punasest selgeks, kuidas peaks 120D laskekaugus sinna 80 - 90 km kanti küündima.
Selleks peab natuke täpsemaid rehnuteid tegema, et migneid järeldusi teha. Rusikareeglid siin eriti ei aita. Esimesel pilgul ütleks, et te mõlemad eksite.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Aga kui paremad näitajad saavutatakse samakaalulise, kuid suurema energiasisaldusega kütusega? Hüpoteetiline küsimus, aga siiski.
Errare humanum est-aga veel inimlikum on selle teise kraesse väänamine...
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Nõus, kuid kõik allikad annavad AIM 120C7 ja AIM 120D (C8) massiks ja suuruseks sama numbri, st stardimass ega gabariidid pole suurenenud. Teine peaks lihtsalt lendama 50% kaugemale lennukilt lastes.
Raketi kütusekogust ja psi-d saab ilma kaalu tõstmata suurenda kasutades paremaid kütuseid, kergemat elektroonikat ja materjale. Arvatavasti on seda kõike ka tehtud.
Kõigele lisaks ei räägi me siin mitte lennukõrgusest vaid hoopis kaugusest. Minu teadmised füüsikast ütlevad, et kakskorda kõrgemale lennutamiseks peab rakett oluliselt rohkem energiat kulutama kui panna see kakskorda kaugemale lendama teatud kõrgusel.
Ja selliste lähteandmete juures, st sama stardikaalu ( gabariitide )ja rääkides lennukaugusest ( mitte kõrguset ) peaks mu arutluskäik olema suht tõe lähedal.
Raketi kütusekogust ja psi-d saab ilma kaalu tõstmata suurenda kasutades paremaid kütuseid, kergemat elektroonikat ja materjale. Arvatavasti on seda kõike ka tehtud.
Kõigele lisaks ei räägi me siin mitte lennukõrgusest vaid hoopis kaugusest. Minu teadmised füüsikast ütlevad, et kakskorda kõrgemale lennutamiseks peab rakett oluliselt rohkem energiat kulutama kui panna see kakskorda kaugemale lendama teatud kõrgusel.
Ja selliste lähteandmete juures, st sama stardikaalu ( gabariitide )ja rääkides lennukaugusest ( mitte kõrguset ) peaks mu arutluskäik olema suht tõe lähedal.
- Kilo Tango
- Liige
- Postitusi: 10290
- Liitunud: 14 Aug, 2008 15:40
- Kontakt:
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Parem lennukaugus võib olla saavutatud ka sellega, et pärast mootori töö lõppu töötab edasi gaasigeneraator, mis vähendab raketi taga tekkivat rõhulangust ja parandab seega Cd-d.Xender kirjutas:Nõus, kuid kõik allikad annavad AIM 120C7 ja AIM 120D (C8) massiks ja suuruseks sama numbri, st stardimass ega gabariidid pole suurenenud. Teine peaks lihtsalt lendama 50% kaugemale lennukilt lastes.
Raketi kütusekogust ja psi-d saab ilma kaalu tõstmata suurenda kasutades paremaid kütuseid, kergemat elektroonikat ja materjale. Arvatavasti on seda kõike ka tehtud.
Kõigele lisaks ei räägi me siin mitte lennukõrgusest vaid hoopis kaugusest. Minu teadmised füüsikast ütlevad, et kakskorda kõrgemale lennutamiseks peab rakett oluliselt rohkem energiat kulutama kui panna see kakskorda kaugemale lendama teatud kõrgusel.
Ja selliste lähteandmete juures, st sama stardikaalu ( gabariitide )ja rääkides lennukaugusest ( mitte kõrguset ) peaks mu arutluskäik olema suht tõe lähedal.
Siiski peab niivõrd suure laskekauguse paranemise jaoks olema oluliselt suurem ka mootori impulss. Isp (mitte psi) saab olla praktikas varasemast suurem kuni 20%. Mitte rohkem.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Kes inglise keelt valdavad ja viitsivad lugeda, siis siin on päris asjalik jutt A2A raketindusest ja AMRAAM'ist (küll A mudelist):
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
I want to take this opportunity to introduce everyone to a very simple formula that can be used for estimating the performance of a missile. It goes like this:
Change in Velocity (Delta V) = 10 x Specific Impulse x LN (initial weight / final weight) m/s
This assumes that all the fuel is used to get the missile as fast as possible and none is used to provide just enough thrust to sustain a given velocity. In other words, it assumes an all-boost motor not a boost sustain motor. For example, let's take a look at the AIM-120A AMRAAM which we have some decent info on:
Launch weight = 335 lbs (Published stats)
Motor weight = 156 lbs (WPU-6/B HTPB rocket motor weight as per Raytheon)
Approximate specific impulse = 245 seconds (typical of HTPB solid motors)
Approximate fuel fraction of motor = 85% (typical of robust aluminum cased aerospace rocket motors)
OK... if 85% of the motor's mass is the fuel, we have about 132 lbs of fuel in the AMRAAM-A - roughly a 39.4% fuel fraction (sounds about right). So let's run the numbers:
Delta V = 10 x 245 x LN(335/(335-132)) = 1227 m/s
The formula predicts that the AMRAAM will go about 1227 m/s (~Mach 3.7) faster than it started. If it is launched at say Mach 1.5 it'll be going Mach 5.2. In reality the AMRAAM doesn't go that fast. The reason is that not all the fuel is used to get it as fast as possible. The AMRAAM's motor is a boost-sustain design. It is probably grained to take the weapon to about Mach 2.5~2.8 faster than it started at (Mach 4+ in a typical Mach 1.5 release). The rest of the fuel is shaped to burn much more slowly to keep it's velocity at or near the achieved maximum out to a longer range before the motor burns out. Well, for any given fuel fraction and specific impulse, a designer can decide how fast he wants to go and how long he wants to stay at or near the peak velocity achieved. For instance, if a missile carries 40% of its launch weight as fuel and uses the typical a modern HTPB propellant motor, it can:
(1) Spend 25% to get an approximate Mach 2.1 delta V and 15% on sustaining that speed for a relatively long while.
(2) Spend 30% to get an approximate Mach 2.7 delta V and 10% on sustaining that speed for a shorter while.
(3) Spend 40% to get an approximate Mach 3.8 delta V and have no sustain burn time at all.
BTW, missile deceleration works like this. If a missile starts at Mach 4 at burn out and decelerates 25% to Mach 3 after 10~15 seconds, it WILL NOT decelerate to Mach 2 (another 33% from Mach 3) after 20~30 seconds. This is impossible because aerodynamic drag:
Fd = Cd x A x 0.5 x P x V^2
Drag is a function of the square of velocity. As velocity decreases, drag force decreases exponentially in relation to it. Hence, if the drag for at Mach 4 causes a 25% loss in velocity in 10~15 seconds, there is no way a much lower drag force at Mach 3 will cause a 33% loss in velocity after another 10~15 seconds. What happens is that deceleration is non-linear, you start off steep and the slope flattens out over time as velocity and hence drag drops. It'll take a missile a heck of a lot longer to decelerate from Mach 4 to Mach 2 compared to say Mach 2 to Mach 1 for instance. Actually it also depends a heck of a lot on altitude (air density)... Let's plug some numbers shall we? Question, how much thrust is needed to sustain Mach 3.0 in an AAM like the AMRAAM?
Drag force (Newtons) = 0.5 x P x V^2 x Cd x A
P = Density of Air (kg/m^3) ; ~1.29 kg/m^3 @ sea level; ~0.232 kg/m^3 @ 12,000 m
V = Velocity (m/s) ; Mach 1 = 340 m/s @ sea level; ~295 m/s @ 12,000 m
Cd = Co-efficient of Drag ; ~ 0.6 to 0.95 for rockets depending mostly on finnage, nose and tail profile
A = Sectional Area (m^2) ; ~ 0.025 m^2 for a 7" diameter missile
For an AMRAAM like AAM going at high altitudes (40,000 ft):
Drag Force @ Mach 3 = 0.5 x 0.232 x (295x3)^2 x 0.70 x 0.025 = 1590 Newtons = 357 lbs
Drag Force @ Mach 2 = 0.5 x 0.232 x (295x2)^2 x 0.70 x 0.025 = 707 Newtons = 159 lbs
Drag Force @ Mach 1 = 0.5 x 0.232 x 295^2 x 0.70 x 0.025 = 177 Newtons = 39.8 lbs
The same missile going Mach 3 at Sea Level:
Drag Force @ Mach 3 = 0.5 x 1.29 x (340x3)^2 x 0.70 x 0.025 = 11,744 Newtons = 2640 lbs
Drag Force @ Mach 2 = 0.5 x 1.29 x (340x2)^2 x 0.70 x 0.025 = 5,219 Newtons = 1173 lbs
Drag Force @ Mach 1 = 0.5 x 1.29 x 340^2 x 0.70 x 0.025 = 1,305 Newtons = 293 lbs
Assuming that there is no sustainer, the deceleration experienced at Mach 3 by the 203 lbs (empty) missile is:
Deceleration @ Mach 3 = -F / mass = -1590 / (203 x 0.454) = -17.3 m/s^2 = - Mach 0.059/sec @ 40,000 ft
Deceleration @ Mach 2 = -F / mass = -707 / (203 x 0.454) = -7.67 m/s^2 = - Mach 0.026/sec @ 40,000 ft
Deceleration @ Mach 1 = -F / mass = -177 / (203 x 0.454) = -1.92 m/s^2 = - Mach 0.0065/sec @ 40,000 ft
Deceleration @ Mach 3 = -F / mass = -11744 / (203 x 0.454) = -127 m/s^2 = - Mach 0.39/sec @ sea level
Deceleration @ Mach 2 = -F / mass = -5219 / (203 x 0.454) = -56.6 m/s^2 = - Mach 0.17/sec @ sea level
Deceleration @ Mach 1 = -F / mass = -1305 / (203 x 0.454) = -14.2 m/s^2 = - Mach 0.042/sec @ sea level
OK... enough of the math and the formulas... what does all these mean? Well, it means that while coasting at Mach 3 an AAM is going to lose about less than 2% of its velocity a second at high altitudes while it stands to lose about 13% of its velocity at Sea Level! Huge difference isn't it? Remember though that the rate of deceleration actually DECREASES as the missile's velocity decreases. It is easy to see that one can claim that a missile burn out its booster and sustainer and be effective out to over 100 km at high altitudes or be useful only against helos after 10km on the deck!
Also, we can make a pretty educated guess as to how much thrust the sustainer has to make. An AMRAAM class missile with a 400 lbs sustain thrust will be able to stay above Mach 3 at high altitudes and stay about Mach 1.2 at sea level. An AMRAAM class missile carrying about 10% of its launch weight as sustainer grained propellant will be able to keep this level of thrust lit for 20.5 seconds in addition to whatever the boost time was using the 30% of its fuel to get a roughly Mach 2.7 Delta V after launch. A missile like this when fired at Mach 1.5 will reach Mach 4+ and keep above Mach 3 for the duration of the sustainer at high altitudes. It will also reach about Mach 2.5 and keep above about Mach 1.2 at sea level. A motor grained for this thrust profile can have a 10 second boost at ~ 2460 lbs thrust and a 20 second sustain burn at 400 lbs thrust - this is a 5:1 boost sustain ratio. This is also about right for thrust profiles of star grain vs core burn solid propellant burn rate profiles.
Another rough rule of thumb. The time it takes for a missile to lose 25% of its velocity after burn out at supersonic speeds:
Never @ > 100,000 m (~300,000 ft, let's say in outer space already)
~150 seconds @ 24,000 m (~80,000 ft)
~70 seconds @ 18,000 m (~ 60,000 ft)
~25 seconds @ 12,000 m (~ 40,000 ft)
~10 seconds @ 6,000 m (~20,000 ft)
~5 seconds @ Sea Level
Remember, fractions over time are not additive. In other words, if a missile loses about 25% of its velocity in 10 seconds, in the 10 subsequent seconds (t =20s) the missile loses approximately another 25% of the remaining 75% not a 100%. Total velocity loss is ~43.75% not 50%. This is highly collated to the fall in air density.
Drag = 0.5 x P x V^2 x Cd x A
Holding everything else constant, Drag falls proportionally to density. Drag also falls exponentially with Velocity which accounts for the loss in velocity in the given time slices being about 25% instead of closer to 40%.
EDIT: Tegin mõned keelelised korrektuurid, et ka filoloogiakalduvustega inimesed saaksid ehk teemasse süveneda rohkem, mitte omaette ainult tähti närida.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
I want to take this opportunity to introduce everyone to a very simple formula that can be used for estimating the performance of a missile. It goes like this:
Change in Velocity (Delta V) = 10 x Specific Impulse x LN (initial weight / final weight) m/s
This assumes that all the fuel is used to get the missile as fast as possible and none is used to provide just enough thrust to sustain a given velocity. In other words, it assumes an all-boost motor not a boost sustain motor. For example, let's take a look at the AIM-120A AMRAAM which we have some decent info on:
Launch weight = 335 lbs (Published stats)
Motor weight = 156 lbs (WPU-6/B HTPB rocket motor weight as per Raytheon)
Approximate specific impulse = 245 seconds (typical of HTPB solid motors)
Approximate fuel fraction of motor = 85% (typical of robust aluminum cased aerospace rocket motors)
OK... if 85% of the motor's mass is the fuel, we have about 132 lbs of fuel in the AMRAAM-A - roughly a 39.4% fuel fraction (sounds about right). So let's run the numbers:
Delta V = 10 x 245 x LN(335/(335-132)) = 1227 m/s
The formula predicts that the AMRAAM will go about 1227 m/s (~Mach 3.7) faster than it started. If it is launched at say Mach 1.5 it'll be going Mach 5.2. In reality the AMRAAM doesn't go that fast. The reason is that not all the fuel is used to get it as fast as possible. The AMRAAM's motor is a boost-sustain design. It is probably grained to take the weapon to about Mach 2.5~2.8 faster than it started at (Mach 4+ in a typical Mach 1.5 release). The rest of the fuel is shaped to burn much more slowly to keep it's velocity at or near the achieved maximum out to a longer range before the motor burns out. Well, for any given fuel fraction and specific impulse, a designer can decide how fast he wants to go and how long he wants to stay at or near the peak velocity achieved. For instance, if a missile carries 40% of its launch weight as fuel and uses the typical a modern HTPB propellant motor, it can:
(1) Spend 25% to get an approximate Mach 2.1 delta V and 15% on sustaining that speed for a relatively long while.
(2) Spend 30% to get an approximate Mach 2.7 delta V and 10% on sustaining that speed for a shorter while.
(3) Spend 40% to get an approximate Mach 3.8 delta V and have no sustain burn time at all.
BTW, missile deceleration works like this. If a missile starts at Mach 4 at burn out and decelerates 25% to Mach 3 after 10~15 seconds, it WILL NOT decelerate to Mach 2 (another 33% from Mach 3) after 20~30 seconds. This is impossible because aerodynamic drag:
Fd = Cd x A x 0.5 x P x V^2
Drag is a function of the square of velocity. As velocity decreases, drag force decreases exponentially in relation to it. Hence, if the drag for at Mach 4 causes a 25% loss in velocity in 10~15 seconds, there is no way a much lower drag force at Mach 3 will cause a 33% loss in velocity after another 10~15 seconds. What happens is that deceleration is non-linear, you start off steep and the slope flattens out over time as velocity and hence drag drops. It'll take a missile a heck of a lot longer to decelerate from Mach 4 to Mach 2 compared to say Mach 2 to Mach 1 for instance. Actually it also depends a heck of a lot on altitude (air density)... Let's plug some numbers shall we? Question, how much thrust is needed to sustain Mach 3.0 in an AAM like the AMRAAM?
Drag force (Newtons) = 0.5 x P x V^2 x Cd x A
P = Density of Air (kg/m^3) ; ~1.29 kg/m^3 @ sea level; ~0.232 kg/m^3 @ 12,000 m
V = Velocity (m/s) ; Mach 1 = 340 m/s @ sea level; ~295 m/s @ 12,000 m
Cd = Co-efficient of Drag ; ~ 0.6 to 0.95 for rockets depending mostly on finnage, nose and tail profile
A = Sectional Area (m^2) ; ~ 0.025 m^2 for a 7" diameter missile
For an AMRAAM like AAM going at high altitudes (40,000 ft):
Drag Force @ Mach 3 = 0.5 x 0.232 x (295x3)^2 x 0.70 x 0.025 = 1590 Newtons = 357 lbs
Drag Force @ Mach 2 = 0.5 x 0.232 x (295x2)^2 x 0.70 x 0.025 = 707 Newtons = 159 lbs
Drag Force @ Mach 1 = 0.5 x 0.232 x 295^2 x 0.70 x 0.025 = 177 Newtons = 39.8 lbs
The same missile going Mach 3 at Sea Level:
Drag Force @ Mach 3 = 0.5 x 1.29 x (340x3)^2 x 0.70 x 0.025 = 11,744 Newtons = 2640 lbs
Drag Force @ Mach 2 = 0.5 x 1.29 x (340x2)^2 x 0.70 x 0.025 = 5,219 Newtons = 1173 lbs
Drag Force @ Mach 1 = 0.5 x 1.29 x 340^2 x 0.70 x 0.025 = 1,305 Newtons = 293 lbs
Assuming that there is no sustainer, the deceleration experienced at Mach 3 by the 203 lbs (empty) missile is:
Deceleration @ Mach 3 = -F / mass = -1590 / (203 x 0.454) = -17.3 m/s^2 = - Mach 0.059/sec @ 40,000 ft
Deceleration @ Mach 2 = -F / mass = -707 / (203 x 0.454) = -7.67 m/s^2 = - Mach 0.026/sec @ 40,000 ft
Deceleration @ Mach 1 = -F / mass = -177 / (203 x 0.454) = -1.92 m/s^2 = - Mach 0.0065/sec @ 40,000 ft
Deceleration @ Mach 3 = -F / mass = -11744 / (203 x 0.454) = -127 m/s^2 = - Mach 0.39/sec @ sea level
Deceleration @ Mach 2 = -F / mass = -5219 / (203 x 0.454) = -56.6 m/s^2 = - Mach 0.17/sec @ sea level
Deceleration @ Mach 1 = -F / mass = -1305 / (203 x 0.454) = -14.2 m/s^2 = - Mach 0.042/sec @ sea level
OK... enough of the math and the formulas... what does all these mean? Well, it means that while coasting at Mach 3 an AAM is going to lose about less than 2% of its velocity a second at high altitudes while it stands to lose about 13% of its velocity at Sea Level! Huge difference isn't it? Remember though that the rate of deceleration actually DECREASES as the missile's velocity decreases. It is easy to see that one can claim that a missile burn out its booster and sustainer and be effective out to over 100 km at high altitudes or be useful only against helos after 10km on the deck!
Also, we can make a pretty educated guess as to how much thrust the sustainer has to make. An AMRAAM class missile with a 400 lbs sustain thrust will be able to stay above Mach 3 at high altitudes and stay about Mach 1.2 at sea level. An AMRAAM class missile carrying about 10% of its launch weight as sustainer grained propellant will be able to keep this level of thrust lit for 20.5 seconds in addition to whatever the boost time was using the 30% of its fuel to get a roughly Mach 2.7 Delta V after launch. A missile like this when fired at Mach 1.5 will reach Mach 4+ and keep above Mach 3 for the duration of the sustainer at high altitudes. It will also reach about Mach 2.5 and keep above about Mach 1.2 at sea level. A motor grained for this thrust profile can have a 10 second boost at ~ 2460 lbs thrust and a 20 second sustain burn at 400 lbs thrust - this is a 5:1 boost sustain ratio. This is also about right for thrust profiles of star grain vs core burn solid propellant burn rate profiles.
Another rough rule of thumb. The time it takes for a missile to lose 25% of its velocity after burn out at supersonic speeds:
Never @ > 100,000 m (~300,000 ft, let's say in outer space already)
~150 seconds @ 24,000 m (~80,000 ft)
~70 seconds @ 18,000 m (~ 60,000 ft)
~25 seconds @ 12,000 m (~ 40,000 ft)
~10 seconds @ 6,000 m (~20,000 ft)
~5 seconds @ Sea Level
Remember, fractions over time are not additive. In other words, if a missile loses about 25% of its velocity in 10 seconds, in the 10 subsequent seconds (t =20s) the missile loses approximately another 25% of the remaining 75% not a 100%. Total velocity loss is ~43.75% not 50%. This is highly collated to the fall in air density.
Drag = 0.5 x P x V^2 x Cd x A
Holding everything else constant, Drag falls proportionally to density. Drag also falls exponentially with Velocity which accounts for the loss in velocity in the given time slices being about 25% instead of closer to 40%.
EDIT: Tegin mõned keelelised korrektuurid, et ka filoloogiakalduvustega inimesed saaksid ehk teemasse süveneda rohkem, mitte omaette ainult tähti närida.
Viimati muutis Hydrazine, 10 Veebr, 2014 5:57, muudetud 7 korda kokku.
- Kilo Tango
- Liige
- Postitusi: 10290
- Liitunud: 14 Aug, 2008 15:40
- Kontakt:
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
No ma ei viitsind siia sellist epopöad kirjutada. Rahva harimise tulemuslikkus siin foorumis on nii nagu on.
Üks täpsustus. See esimene valem, millest siin juttu on, on tuntud kui Tsiolkovski valem, kus number 10 asemel peaks olema tegelikult 9,81. Põhikooli läbinule ei pea seletama, mis number see selline on.
Üks täpsustus. See esimene valem, millest siin juttu on, on tuntud kui Tsiolkovski valem, kus number 10 asemel peaks olema tegelikult 9,81. Põhikooli läbinule ei pea seletama, mis number see selline on.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Aga kogu minu eelneva loo moraal...
NASAMS on kahtlemata hea relvasüsteem. Aga 40km otse zeniiti ei lase ta mingil juhul ka AIM-120D raketiga. 40km laskekaugust maapinnalt(NASAMS asub maapinnal) on problemaatiline isegi 45 kraadise otsetrajektooriga 40km kaugusel õhus oleva "seisva" objekti pihta, rääkimata manööverdavast või lausa kaugenevast. Kui sihtmärk läheneb NASAMS'i laskeseadeldise poole, siis 40km kauguselt raketi stardi pK on küll üsnagi tubli tõenäoliselt.
Ja veel, AIM-120D pidi nii moodne ja High-Tech värk olema, et seda ei anna USA ka oma kõige parematele liitlastele(Britid, Israel) mitte-niipea.
EDIT: Tegin ka siia paranduse, et keegi valesti ei mõistaks, mida tähendab "40km laskekaugust maapinnalt".
NASAMS on kahtlemata hea relvasüsteem. Aga 40km otse zeniiti ei lase ta mingil juhul ka AIM-120D raketiga. 40km laskekaugust maapinnalt(NASAMS asub maapinnal) on problemaatiline isegi 45 kraadise otsetrajektooriga 40km kaugusel õhus oleva "seisva" objekti pihta, rääkimata manööverdavast või lausa kaugenevast. Kui sihtmärk läheneb NASAMS'i laskeseadeldise poole, siis 40km kauguselt raketi stardi pK on küll üsnagi tubli tõenäoliselt.
Ja veel, AIM-120D pidi nii moodne ja High-Tech värk olema, et seda ei anna USA ka oma kõige parematele liitlastele(Britid, Israel) mitte-niipea.
EDIT: Tegin ka siia paranduse, et keegi valesti ei mõistaks, mida tähendab "40km laskekaugust maapinnalt".
Viimati muutis Hydrazine, 10 Veebr, 2014 14:20, muudetud 3 korda kokku.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
40 km seniiti ei suuda lasta vist ükski relvastuses olev maismaal baseeruv ÕT süsteem maailmas ( Aegis on merel baseeruv ), ei S300 ega ka Patriot, PAC 1 ja 2 peaks laskma kuni 24 km ( laskekaugust aga PAC 2hel lausa 160 km ) ja kõige kõvem ja uuem PAC - 3 MSE suudab lasta 35 km. Viimane on mõeldud ka rohkem ballistiliste rakettide vastu.
45 kraadise nurgaga lastes 40 km kaugusele, eeldab et vastane on ka kusagil 65km kõrgusel ! See on väljaspool stratosfääri juba kosmose piirimail.
Tu 160 lennulagi on aga 15 km, SU 27 lennulagi on maksimaalselt 19 km. Kõige kõrgemale peaks praegu VF lennuväest lendama Mig 31 oma 21 km.
U2 lendab umbes sama palju kui Migh 31 ja SR-71 lendab kuni 26 km kõrgusel ( mis on ka kunagi relvastuses olnud lennuki maksimaalne lennukõrgus ).
Muidugi on need numbrid maksimaalsed ja reaalselt keegi üle 12 km ei roni, kuna siis hakkab kütusekulu hüppeliselt kasvama.
Milliste lennukite vastu sa 40 - 65 km kõrgusel üldse võidelda kavatsed ?
Kas ja millal ameeriklased on nõus 120D müüma on üldse iseküsimus. Selleks ajaks kui me endale keskmaa ÕT suudame hankida, ehk on juba nõus.
45 kraadise nurgaga lastes 40 km kaugusele, eeldab et vastane on ka kusagil 65km kõrgusel ! See on väljaspool stratosfääri juba kosmose piirimail.
Tu 160 lennulagi on aga 15 km, SU 27 lennulagi on maksimaalselt 19 km. Kõige kõrgemale peaks praegu VF lennuväest lendama Mig 31 oma 21 km.
U2 lendab umbes sama palju kui Migh 31 ja SR-71 lendab kuni 26 km kõrgusel ( mis on ka kunagi relvastuses olnud lennuki maksimaalne lennukõrgus ).
Muidugi on need numbrid maksimaalsed ja reaalselt keegi üle 12 km ei roni, kuna siis hakkab kütusekulu hüppeliselt kasvama.
Milliste lennukite vastu sa 40 - 65 km kõrgusel üldse võidelda kavatsed ?
Kas ja millal ameeriklased on nõus 120D müüma on üldse iseküsimus. Selleks ajaks kui me endale keskmaa ÕT suudame hankida, ehk on juba nõus.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Vabandust, aga loe mu juttu palun uuesti, ma kirjutasin 45 kraadise nurga all 40km KAUGUSEL!(ehk hüpotenuusi pikkus on 40km), kui meil on kõik nurgad teada, milledeks on 45, 45 ja 90(ehk h, kõrgus otsejoones maapinnast) kraadi, see ei anna elementaarse koolimatemaatika kolmnurga lahendamise juures kohe kuidagi selliseid kõrguseid välja nagu sa pakud. Kontrolli üle palun.Xender kirjutas:Milliste lennukite vastu sa 40 - 65 km kõrgusel üldse võidelda kavatsed ?
Ega minulgi see algkoolimatt enam kuldselt peas pole aga talupoja mõistus ütles kohe, et sinu kõrgused on räigelt mööda. Vastaskaateti, ehk siis meie kontekstis kujuteldava sihtmärgi kõrguse leidmine maapinnast(maapind on siis nagu hüpotenuusi lähiskaatet) käis nii, et kui nurk alfa on 45 kraadi ja hüpotenuusi pikkus on 40(kaugus otsejoones NASAMS'ist sihtmärgini), siis valem oli vist siinus alfa korda hüpotenuusi pikkus(ehk 40 km), mille tulemuseks saan mina 28,28427125... kilomeetrit. Ja nagu ma kirjutasin, ei ole see asi üldsegi NASAMS'ile käkitegu.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Lihtsalt vahemärkusena, nüüdseks juba maailma relvastusest kadumas S-200 oma lugematutes variantides, neist päris paljude variantide(V-880/5V28, V-880N/5V28N, V-880E/5V28E, V-880M/5V28M, V-880MN/5V28MN) rakettide "lagi" on lugematutes allikates märgitud kuni 40km. Aga milline kobakas on S-200 rakett võrreldes AMRAAM'iga...Xender kirjutas:40 km seniiti ei suuda lasta vist ükski relvastuses olev maismaal baseeruv ÕT süsteem maailmas ( Aegis on merel baseeruv ), ei S300 ega ka Patriot, PAC 1 ja 2 peaks laskma kuni 24 km ( laskekaugust aga PAC 2hel lausa 160 km ) ja kõige kõvem ja uuem PAC - 3 MSE suudab lasta 35 km. Viimane on mõeldud ka rohkem ballistiliste rakettide vastu.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
Lugesin uuesti läbi ja ei saa ikka sinust aru ...
Tuletan meelde, enamike lennukite, mida meil karta on, reaalne lennukõrgus ei ületa 12 km.
Kuid ka sinu "parandatud" jutus olev 28 km on täielik müstika ... reaalselt suudaks nii kõrgele ehk lennata SR 71 ... ehk. Pole kuulda olnud, et venelased oleks relvastusest mahavõetud SR 71ed ära ostnud.
Tulles 28 km kõrguselt tagasi patusele maapinnale, siis peamine oht oleks Su 25 ja selle maksimaalne lennukõrgus on 7 km ja 5 km maksimaalse relvastusega. Isegi siis kui venelased ajaks välja Tu 160, oleks selle maksimaalne lennukõrgus "kõigest" 15 km.
Seega mida meil oleks 28 km kõrguselt üldse vaja alla lasta ?
Samuti võeti nad relvastusse ... ligi 50 aastat tagasi ... tehnoloogia on ikka omajagu edasi arenenud. Pealegi ma ei ole kunagi väitnud, et AIM120D suudaks maapealt lastuna 300 km kaugusele lennata.
Peaks tähendama otse siis 40 km kõrgusele maapinnast. Isegi Patriot või S300 ei lase nii kõrgele ( maksimaalselt Patriot PAC 3 35km ja S300 kuni 30km )Hydrazine kirjutas: NASAMS on kahtlemata hea relvasüsteem. Aga 40km otse zeniiti ei lase ta mingil juhul ka AIM-120D raketiga
Tuletan meelde, enamike lennukite, mida meil karta on, reaalne lennukõrgus ei ületa 12 km.
Järgmine kord avalda oma mõtteid selgemalt, kui kirjutasid 40 km kaugusel, arvutasin ma selle vahemaa maapinnalt ja 45 kraadise nurga alt vajaminev lask eeldaks vaenlase olekut kusagil 60km kõrgusel.Hydrazine kirjutas: Vabandust, aga loe mu juttu palun uuesti, ma kirjutasin 45 kraadise nurga all 40km KAUGUSEL!(ehk hüpotenuusi pikkus on 40km), kui meil on kõik nurgad teada, milledeks on 45, 45 ja 90(ehk h, kõrgus otsejoones maapinnast) kraadi, see ei anna elementaarse koolimatemaatika kolmnurga lahendamise juures kohe kuidagi selliseid kõrguseid välja nagu sa pakud. Kontrolli üle palun.
Ega minulgi see algkoolimatt enam kuldselt peas pole aga talupoja mõistus ütles kohe, et sinu kõrgused on räigelt mööda. Vastaskaateti, ehk siis meie kontekstis kujuteldava sihtmärgi kõrguse leidmine maapinnast(maapind on siis nagu hüpotenuusi lähiskaatet) käis nii, et kui nurk alfa on 45 kraadi ja hüpotenuusi pikkus on 40(kaugus otsejoones NASAMS'ist sihtmärgini), siis valem oli vist siinus alfa korda hüpotenuusi pikkus(ehk 40 km), mille tulemuseks saan mina 28,28427125... kilomeetrit. Ja nagu ma kirjutasin, ei ole see asi üldsegi NASAMS'ile käkitegu.
Kuid ka sinu "parandatud" jutus olev 28 km on täielik müstika ... reaalselt suudaks nii kõrgele ehk lennata SR 71 ... ehk. Pole kuulda olnud, et venelased oleks relvastusest mahavõetud SR 71ed ära ostnud.
Tulles 28 km kõrguselt tagasi patusele maapinnale, siis peamine oht oleks Su 25 ja selle maksimaalne lennukõrgus on 7 km ja 5 km maksimaalse relvastusega. Isegi siis kui venelased ajaks välja Tu 160, oleks selle maksimaalne lennukõrgus "kõigest" 15 km.
Seega mida meil oleks 28 km kõrguselt üldse vaja alla lasta ?
Lihtsalt vahemärkusena mainides olid need S-200ed mis jooksid 40 km välja väikeseeriana Moskva õhukaitse ( ja SR 71 ja U2 püüdmiseks lood spets raketid ) mis on praeguseks mahakantud. Relvastuses peaks hetkel olema veel mõnel Paariariigil S-200A versioon mis ronib kuni 20 km.Hydrazine kirjutas: Lihtsalt vahemärkusena, nüüdseks juba maailma relvastusest kadumas S-200 oma lugematutes variantides, neist päris paljude variantide(V-880/5V28, V-880N/5V28N, V-880E/5V28E, V-880M/5V28M, V-880MN/5V28MN) rakettide "lagi" on lugematutes allikates märgitud kuni 40km. Aga milline kobakas on S-200 rakett võrreldes AMRAAM'iga...
Samuti võeti nad relvastusse ... ligi 50 aastat tagasi ... tehnoloogia on ikka omajagu edasi arenenud. Pealegi ma ei ole kunagi väitnud, et AIM120D suudaks maapealt lastuna 300 km kaugusele lennata.
Re: Uued relvasüsteemid EKV-le
ÕT's ei arvesta keegi KAUGUSI mööda maapinda, selge see, et lennumasin tuleb õhust, nurk ja kaugus on vägagi selge viide. Aga las jääb, peaasi, et me lõpuks ikka üksteisest aru saame.Xender kirjutas:Järgmine kord avalda oma mõtteid selgemalt, kui kirjutasid 40 km kaugusel, arvutasin ma selle vahemaa maapinnalt ja 45 kraadise nurga alt vajaminev lask eeldaks vaenlase olekut kusagil 60km kõrgusel.
Kes on foorumil
Kasutajad foorumit lugemas: Registreeritud kasutajaid pole ja 2 külalist