Перейти к содержимому


Фотография

Сферический дирижабль в вакууме


  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 101

#41 der Fluger

der Fluger

    Pugilist Illustrator

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 2 223 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 11:09

Да ну? А Ричард Брэнсон как же? Мечтает, работает, чего-то там первопроходит :)


#42 HighBlack

HighBlack

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 195 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 11:15

Чем бы дитя не тешилось.
Однако, вчера полвечера раздумывал, сегодня с утра составил и решил систему из 2х уравнений, которые описывают этот ЕВШ (В - вакуумный, Ш - шарик, Е - слишком много он у меня времени отнял).
В задачи были использованы следующие допущения:
- от железобетона отказываемся сразу,
- вакуум внутри шара абсолютный,
- шар абсолютно сферический,
- материал шара абсолютно сплошный, бездефектный,
- оболочка шара бесшовная,
- шар находится на уровне моря (чтобы пренебречь уменьшением атмосферного давления при его подъеме),
- к шару не крепится никаких приспособлений, типа гандол, в который сидят ... кхм люди, любящие задавать глупые вопросы.

Погнали:

1ое уравнение берем из условий его полета (парения), для этого вес оболочки не должен превышать подъемной силы, т.е. массы как минимум одинаковы.
2ое уравнение составляем из условия обеспечения прочности обшивки шара.

В данном примере я рассматривал сталь, например, нержавеющую, предел временного сопротивления, как и предел текучести больше 1ГПа (примем равным 1 ГПа). Плотность этой стали примем 7800 кг/м^3. Плотность воздуха примем равной 1,2 кг/м^3.
В итоге имеем два уравнения с двумя неизвестными: R - радиус шара и h - толщина обшивки:
1ое записывается как V1*p(воздуха) >= V2*p(стали), где V1=4/3пиR^3, V2=4.3пи[(R+h)^3-R^3].
2ое является решением уравнения Лапласа для тонкостенных оболочек и записывается как (P - атмосферное давление, S - это напряжение, приходится писать так из-за невозможности вставить греческие буквы) S(текучески) >= S(экв) = P*R/2/h.
Решая их совместно получим, что из неравенства 1: R >= 2*10^4*h, из неравенства 2: R <= 2*10^4*h. Великолепно, примем, что решение R=2*10^4*h.
Т.е. для парения такого ЕВШ необходимо, чтобы радиус оболочки в 10 тысяч раз превышал толщину этой самой оболочки. Не больше и не меньше.
Для листа 1 мм, радиус составляет 20 м. В принципе почему бы и нет, ведь разница давлений всего 1 атмосфера.
Для тех, кто хочет оценить прочность оболочки через действующую на шар силу, скажу, что она равна F=1атм*4пиR^2.

Короче, летать этот ЕВШ должен, но помимо теоретического расчета встают еще и технологические проблемы: постоянная откачка проникающего через оболочку газа, учет добавленной массы, учет усталости - накопления повреждений (т.к. обшивка будет работать при переменных напряжения за счет "сдутия"/"раздутия" при подъеме/спуске), а главное, изготовление ЕВШ.

Однако, не все так плохо, можно использовать углеродные волокна, например такие.
Их плотность более чем в 4 раза ниже, а прочность в 6 раз выше, чем у стали, рассматриваемой в расчете. К такому ЕВШ можно будет уже прикрепить ту самую гандолу с теми самыми товарищами.


#43 Dar

Dar

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 465 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 11:34

QUOTE
вобщем подумал немного и пришел к тому, что: 
1) вакуум не обладает ожидаемой мною подьемной силой 
2) исходя из первого - мы не можем построить толстую бетонную оболочку 
3) оказывается внутренний обьем вакуума все же надо менять 
4) кончилось время героев и первопроходцев, они все еще есть, но для всех они пустые мечтатели, которые сами не работают а еще и другим мешают


Ваккум вообще не обладает никакой подьмной силой, чайники.
Дирижабли летают за счет тепловой энергии молекул и баста, в ваккуме молекл нет, следовательно и летать неначем.

Кроме того название темы "дирижаблшь в ваккуме",
Вы вообще думате, что пишете, в ваккуме - это когда диржабль в нем, а не ваккум в дирижабле. На земле ваккума нет, только в эксперментальных установках. Нафига вам дирижабль в эксперементальной установке трех кубовой емкости? Что за коварно-безумные планы? :-)))))))))

Если же брать космический ваккум, то там нет силы тяжести и подьемая сила нафиг не нужна соотвественно. Станции "Мир" и "МКС" замечательно обходились и обходятся без них, по понятным причинам. :-)))

Далее следует на непереводимая игра слов :evil:

Это сообщение отредактировано Dar - 23 июля 2008 | 12:36


#44 hasan

hasan

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 713 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 11:44

QUOTE
Ваккум вообще не обладает никакой подьмной силой, чайники.
Дирижабли летают за счет тепловой энергии молекул и баста


Лол, проффесор, это все равно что сказать "компьютерные сети работаю за счет электронов, и баста". Вроде бы и правильно, но очень размыто.

Конкретно дирижабли и воздушные шары летают за счет того, что их общая плотность (общая масса оболочки, газа внутри неё, гондолы и пр/ общий вес вышеупомянутой требухи) меньше плотности воздуха.

QUOTE
в ваккуме молекул нет, следовательно и летать неначем.
Смотреть абзац выше, учить матчасть.

И да, я знаю как правильно пишется слово профессор.


#45 Bercov

Bercov

    Иииномирянин

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 1 477 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 11:49

ЕВШ (нехорошие слова по ссылке, будьте осторожны :) )

2Dar:
>Кроме того название темы "дирижаблшь в ваккуме"
Это такая попытка пошутить, аллюзия на сферического коня, который, опять же, в вакууме.


#46 Dar

Dar

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 465 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 13:13

QUOTE
Конкретно дирижабли и воздушные шары летают за счет того, что их общая плотность (общая масса оболочки, газа внутри неё, гондолы и пр/ общий вес вышеупомянутой требухи) меньше плотности воздуха.


Какое забавное наблюдение поверхностных систем описания процессов, основанных на абсрагирование проявлений в категории измерений :]
И причем тут практикуемое нагревание воздуха казалось бы :-)))
Плотность тут, "при чем" левым боком, - просто параллельный параметр.
Имеет отношение к тому, что надо поднимать, но не к тому, что поднимает.
Плотность реактивных выхлопов всяко больше, ан летают реактивные самолеты, да еще и пошустрее. ;)
Я думаю не нужно рассказывать, что любое движение имеет меру взаимодействия называемую энергией, и что любое движение осуществляется в корреляцию этой меры с движимым? Или определение слова Энергия тайна за семью печатями?

Это сообщение отредактировано Dar - 23 июля 2008 | 14:24


#47 hasan

hasan

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 713 сообщений

Отправлено 23 июля 2008 - 13:31

QUOTE
Плотность реактивных выхлопов всяко больше, ан летают реактивные самолеты, да еще и пошустрее. ;)


Сударь, вы понимаете разницу между летательными аппаратами тяжелее воздуха и лететальными аппаратами легче воздуха, а также почему они так называются? Мне видится, что нет, иначе не приводили бы подобные аргументы.

QUOTE
Какое забавное наблюдение поверхностных систем описания процессов, основанных на абсрагирование проявлений в категории измерений

Абсрагированием не занимаюсь.

Это сообщение отредактировано hasan - 23 июля 2008 | 14:34


#48 Freakazoitt

Freakazoitt

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 1 741 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 08:37

Вопрос: почему в последнее время применяется гелий заместо водорода? Он же раза в четыре меньше поднимает. Безопаснее? Но ведь никто же не собирается обстреливать его из стингеров, да даже если и обстреляют: какая разница - гелиевый или водородный, все равно кабзон дирижаблю. То же самое и с попаданием молнии: водородный падая будет гореть, а гелиевый падая будет гореть меньше.


#49 eye-eye mkII

eye-eye mkII

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 913 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 11:24

Безопаснее. Водород может сдетонировать от любой искры. А гелий - инертен. Со "стингеров" дирижабль с мягкой оболочкой обстреливать смысла нет - просто продырявит, не взорвется и дальше улетит. Если в оболочке дырка и пожар, то гелий прото тихонько вытекает, а водород взрывается. И дирижабль вспыхивает как облако газа (чем он, в сущности, и является), то есть - ОЧЕНЬ быстро.


#50 Freakazoitt

Freakazoitt

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 1 741 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 11:30

А кроме водорода и гелия больше никаких газов нету? Гелий можно подогреть?


#51 hasan

hasan

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 713 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 11:49

QUOTE
Если в оболочке дырка и пожар, то гелий прото тихонько вытекает, а водород взрывается. И дирижабль вспыхивает как облако газа (чем он, в сущности, и является), то есть - ОЧЕНЬ быстро.

Собственно по этой причине от дирижаблей и отказались в 30-х, после гибели "Гинденбурга", который был водородным (практически все природные запасы гелия на то время были сосредоточены в США, которая принципиально не экспортировала его). Хотя погибло не так уж много пассажиров, 37 или около того. Из сотни находящихся на борту. В самолетных крушениях к слову обычно гибнет намного больше, чем треть находящихся на борту.

QUOTE
А кроме водорода и гелия больше никаких газов нету? Гелий можно подогреть?

Могу ошибаться, кажется есть водородно-гелиевая смесь, в которой гелий выступает флегматизатором, не дающим водороду детонировать. Соотношение частей 3:1. Подъемная сила соотв. больше чем у гелия.


#52 Freakazoitt

Freakazoitt

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 1 741 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 13:04

QUOTE
отказались в 30-х, после гибели "Гинденбурга", который был водородным

дык там же вроде терракт был

QUOTE
Подъемная сила соотв. больше чем у гелия.

а цена ниже?


#53 Berkut

Berkut

    Буривух

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 1 401 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 13:58

>> Если в оболочке дырка и пожар, то гелий прото тихонько вытекает, а водород взрывается.

Водород не взрывается, а начинает гореть. Чтобы взорваться, водороду нужно смешаться с кислородом в определенной пропорции, причем пропорция очень тонкая. Характер горения зависит буквально от нескольких процентов кислорода в смеси и меняется от медленного (несколько сантиметров в секунду) до взрывного. Поправьте меня, если я неправ.

>> практически все природные запасы гелия на то время были сосредоточены в США, которая принципиально не экспортировала его

Класс! Насколько мне известно, гелий добывают (страшно подумать) из атмосферного воздуха путем охлаждения последнего до какой-то жутко низкой температуры. Т.е. вы хотите сказать, что весь гелий, содержащийся в атмосфере, был в 30-е годы сосредоточен над Штатами, а потом подул сильный ветер и разбросал гелий по другим регионам? :-)

UPD

Приношу извинения. Добывают это чудо не из атмосферы, а из особых природных газов. Блин, был неправ.


#54 Banshee

Banshee

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 360 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 14:26

QUOTE
И причем тут практикуемое нагревание воздуха казалось бы :-)))
Плотность тут, "при чем" левым боком, - просто параллельный параметр.
Имеет отношение к тому, что надо поднимать, но не к тому, что поднимает.
Плотность реактивных выхлопов всяко больше, ан летают реактивные самолеты, да еще и пошустрее. ;)
Я думаю не нужно рассказывать, что любое движение имеет меру взаимодействия называемую энергией, и что любое движение осуществляется в корреляцию этой меры с движимым? Или определение слова Энергия тайна за семью печатями?


Это ты так тонко стебешься, да?
ВОздух греют, чтобы уменьшить его плотность, то бишь массу при заданном объеме и давлении. А не для придания ему "дополнительной энергии".

Это сообщение отредактировано Banshee - 25 июля 2008 | 19:45


#55 Dar

Dar

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 465 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 20:25


QUOTE
ВОздух греют, чтобы уменьшить его плотность, то бишь массу при заданном объеме и давлении. А не для придания ему "дополнительной энергии".


Помоему - это ты тонко стебешься, вопрос в том над кем. ;)
Уменьшать массу нагреванием, чтож юный Эйштейн, вы хотите сказать, что дирижабли летают по формуле m=E/(c^2); Интересное открытие,
до вас реакторы ядреного распада воздуха в дирижаблях не предусматривали :-))





#56 hasan

hasan

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 713 сообщений

Отправлено 25 июля 2008 - 21:13

Banshee
QUOTE
Воздух греют, чтобы уменьшить его плотность

Dar
QUOTE
Уменьшать массу нагреванием


Похоже что кто-то, не в состоянии пережить восторг от физики старших классов школы, начал забывать все изученное до этого.

Сказано же, при заданном объеме и давлении. Давление - ~одна атмосфера. Объем - фиксированный, ибо равен объему оболочки дирижабля/аэростата. Простейший вопрос - если наполнить одну и ту же оболочку воздухом температурой 20 градусов, а потом воздухом 80 градусов, в каком из случаев оболочка с возудхом внутри будет больше весить?

В общем Dar, нет нужды продолжать твой слив. Кстати, очень интересно все же услышать, понимаешь ли ты разницу между летательными аппаратами тяжелее и легче воздуха, а также почему их так назвали.

Это сообщение отредактировано hasan - 26 июля 2008 | 01:17


#57 Dar

Dar

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 465 сообщений

Отправлено 26 июля 2008 - 10:12

Хасан не зацепищь, - я знал на что иду и что в таких случая говорят, собственно всегда одно и тоже. :-)))

А мне охота :-)))

QUOTE
Объем - фиксированный, ибо равен объему оболочки дирижабля/аэростата


Вот вот фиксированный. :-)))
Закон Архимеда F= -ρgV ;
Ну а ρ=m/V;
Q= ΔU +A ;
А= Q- dU;

Еще не сообразил?, - думаем дальше :-)))

Кстати объясни мне разницу между поведением одной теплой и холодной молекулы, у нее, что меняется плотность или масса? :-)))))

Это сообщение отредактировано Dar - 26 июля 2008 | 11:53


#58 hamster

hamster

    Pixelhunter

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 7 832 сообщений

Отправлено 26 июля 2008 - 10:51

Для копипасты:
ρ — плотность;
Δ (δ) — дельта;
σ — сигма.


#59 Dar

Dar

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 465 сообщений

Отправлено 26 июля 2008 - 10:53

Исправил в том посте, спасибо hamster :)

Это сообщение отредактировано Dar - 26 июля 2008 | 11:56


#60 Freakazoitt

Freakazoitt

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 1 741 сообщений

Отправлено 26 июля 2008 - 11:24

можно ведь смешать водород в чем-то еще (чем-то маленьким и легким), чтобы придать ему пожаробезопасности?




Похожие темы Свернуть

  Название темы Форум Автор Статистика Последнее сообщение


Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных

Рейтинг@Mail.ru