Все игры
Запись

Метки: задачка

Нравится

Вы не можете комментировать, т.к. не авторизованы.


Юлий Гусев      10-01-2009 21:25 (ссылка)
Re: Космический лифт
Привожу свой расчёт.

1-я часть расчёта (определение ГСО).


2-я часть расчёта (определение прочностных характеристик материала).
В моём расчёте были задействованы следующие материалы и сплавы:
1) Бронза
2) Вольфрам
3) Гипотетическая графеновая плёнка
4) Иридий
5) Кобальт
6) Медь
7) Никель
8) Серый чугун с пластинчатым графитом
9) Сталь
10) Термопластичная матрица (полиамид 68)
11) Титан
12) Хром



Расчёт окончен.

Далее, я привожу оценку другой проблемы, касающуюся вывода троса в атмосферу, т.е. какие же "приключения" ждут трос на пути к выходу в открытый космос? Ведь для выбранного материала, должен соблюдаться температурный режим, в котором он не претерпевает никаких фазовых переходов.

Итак, из написанного выше можно, казалось бы, сделать вывод о том, что космос "горячий", и конструктор (инженер), следовательно, должен принять меры к тому, чтобы предохранить космический аппарат (в нашем случае трос) от разрушающего действия высоких температур. Однако если взять пластинку и разместить ее в космическом пространстве так, чтобы на нее не поступали никакие тепловые потоки (например, поместить ее вдали от светил, планет и т.д.), то ее температура с течением времени окажется близкой к абсолютному нулю и составит всего 4 К. Этот эксперимент наглядно показывает, что космос "холодный".
Что же получается? Температура частиц воздуха в космосе весьма высокая, а температура тела, размещенного в этой "горячей" среде, оказывается низкой. Налицо парадокс, но парадокс кажущийся — это явление объясняется довольно просто. Из-за малой плотности "космического воздуха" его молекулы очень редко соударяются с помещенным в его среде телом и в результате, несмотря на свою высокую температуру, не могут передать ему такое количество энергии, какое необходимо для заметного повышения его температуры. Специалисты по этому поводу говорят, что в космосе мала передача тепла за счет естественной конвекции.
Низкая температура тела в космическом пространстве никоим образом не говорит еще о том, что перед конструктором стоит единственная тепловая задача — предохранить космический аппарат (трос + капсула) от переохлаждения. Как это ни может показаться странным на первый взгляд, но специалистам приходится одновременно решать и вторую проблему — защиту материальной части от перегрева. Причина этого, однако, не связана с высокой кинетической температурой молекул воздуха. Она обусловлена тем, что в космическом пространстве есть источники тепла, подогревающие размещенные в нем тела.




PS: Все расчёты произведены в пакете MathCAD_14.

Разработка © 2009 Гусев Юлий Вадимович
Юлий Гусев      11-01-2009 08:07 (ссылка)
Re: Космический лифт
Вот 2 фотографии, которые я сделал с помощью "Google Earth - Планета Земля".
Вид Земли из космоса с высоты ГСО (нормаль к г. Красноярск):
Исходное разрешение фотографий (1280x756), нажмите для увеличения.





Официальный сайт программы
Юлий Гусев      11-01-2009 19:10 (ссылка)
Re: Космический лифт
Продолжение моего расчёта.

Графическая зависимость g(h):


Графическая зависимость p(h) для ГГП:



В таблице: "Да" -- испытание пройдено, "Нет" -- испытание провалено.

Графическая зависимость p(h) для всех 12 тестируемых материалов:


Но это только начало эксперимента, в котором 10 из 12 испытуемых материалов выдержали нагрузку...
Впереди ещё рассмотрение температурного режима, в котором большинство из представленных материалов не пройдут вперед из-за невысоких температур плавления.
На самом деле, это достаточно сложная задача, в которой мы пренебрегли очень многими факторами, значительно упростив задачу. Я здесь привёл всего лишь оценку.