Разговоры о космосе, цивилизации, будущем

[WolfRus 12,392]

11 минуту назад, romarchi сказал:

Ну ок. Вы берете точку с орбитой\скоростью. Чья проекция на поверхность Земли - равна скорости её вращения.

Но даже у текущих геостационарных спутников - есть деградация орбиты. 

Движки - им придется почти постоянно работать. А мы начали с экономии на топливе.

ничего подобного. Коррекция возмущений орбитального движения кушает топлива  на много порядков меньше, чем выведение на эту орбиту. Тем более что если есть возможность подачи энергии с Земли, то нет никаких препятствий для использования тех же ионных двигателей, расход которых мизерный.

 

Цитата

Это с массой на орбите. А что делать с массой конструкции длиной в 30К км? Особенно с той частью, что идет сквозь атмосферу, имеет хорошее сопротивление с ней. Какие там примерно будут нагрузки на разрыв... Как она будет тормозить якорь?

 

1. масса якоря берется ВМЕСТЕ с конструкцией.  Их совместный центр масс должен находится в районе геостационара, а потому я и говорил, что якорь должен быть массивным.

2. никакого сопротивления атмосферы не будет - конструкция НЕПОДВИЖНА относительно Земли и земной атмосферы.    Действовать на нее будут только ветровые нагрузки.

 

Цитата

А "внизу" эта масса конструкции уже будет тяготеть к Земле.  Вот уже эти нагрузки, по самой конструкции передадутся к якорю. И потащат его вниз.

Мда.. А сам якорь и вся масса конструкции будут тянуть "вверх" за счет центробежной силы.     Это и является вообще-то основой орбитального движения.   Гравитация тянет вниз, центробежная сила - вверх. И при определенном соотношении скоростей и расстояний от центра притяжения  уравновешивают друг друга.  Поэтому станция Альфа  не падает с орбиты и на ней невесомость - несмотря на то, что гравитация Земли никуда не делась, да и планеты вокруг центра масс солнечной системы крутятся...

Изменено 10.12.2019, 14:43:47 пользователем WolfRus

[feanya 1,672]

13 минуты назад, WolfRus сказал:

не на орбите.  На орбите вообще она может быть  толщиной в волос, там вес нулевой.   Максимум растягивающего усилия будет (для равномерного сечения, если я правильно помню расчеты из сопромата)  примерно  на трети расстояния от Земли до орбиты - там имеет максимум функция суммы интеграла от притяжения Земли по длине троса и интеграла центробежной силы по длине троса.

Отсюда следует аналогичная формула для S: ܵሺݏሻ ൌ ܵ଴ exp ൭ ݇ ݈௕݃ ൫ܷሺܴா ൅ ݏሻ െ ܷሺܴாሻ൯൱ (

блин, пытаюсь вставить формулу из диссертации на эту тема и получается вот такая вот абракадабра, ладно, вставлю из из тети Вики, она там такого же вида, только обозначения немного другие.

Здесь {\displaystyle A(r)} — площадь сечения троса как функция расстояния {\displaystyle r} от центра Земли.

В формуле используются следующие константы:

• {\displaystyle A_{0}} — площадь сечения троса на уровне поверхности Земли.
• {\displaystyle \rho } — плотность материала троса.
• {\displaystyle s} — предел прочности материала троса.
• {\displaystyle \omega } — Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  вращения Земли вокруг своей оси, 7,292⋅10⁻⁵ радиан в секунду.
• {\displaystyle r_{0}} — расстояние между центром Земли и основанием троса. Оно приблизительно равно радиусу Земли — 6378 км.
• {\displaystyle g_{0}} — Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  у основания троса, 9,780 м/с².

собственно это расчеты еще года так 75го, насколько я понял.

 

мдя, из тети Вики такая же ахинея получается

Изменено 10.12.2019, 14:45:20 пользователем feanya

[WolfRus 12,392]

2 минуты назад, feanya сказал:

Отсюда следует аналогичная формула для S: ܵሺݏሻ ൌ ܵ଴ exp ൭ ݇ ݈௕݃ ൫ܷሺܴா ൅ ݏሻ െ ܷሺܴாሻ൯൱ (

блин, пытаюсь вставить формулу из диссертации на эту тема и получается вот такая вот абракадабра, ладно, вставлю из из тети Вики, она там такого же вида, только обозначения немного другие.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.

Здесь {\displaystyle A(r)}Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — площадь сечения троса как функция расстояния {\displaystyle r}Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  от центра Земли.

В формуле используются следующие константы:

• {\displaystyle A_{0}}Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — площадь сечения троса на уровне поверхности Земли.
• {\displaystyle \rho }Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — плотность материала троса.
• {\displaystyle s}Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — предел прочности материала троса.
• {\displaystyle \omega }Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  вращения Земли вокруг своей оси, 7,292⋅10⁻⁵ радиан в секунду.
• {\displaystyle r_{0}}Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — расстояние между центром Земли и основанием троса. Оно приблизительно равно радиусу Земли — 6378 км.
• {\displaystyle g_{0}}Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  — Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.  у основания троса, 9,780 м/с².

собственно это расчеты еще года так 75го, насколько я понял.

 

Ты сам видишь, что формула нелинейная.  Построй график и посмотри, где  у нее локальные экстремумы.  А вообще - лучше проинтегрируй сам. Сдается мне, что это приближенная формула.

Изменено 10.12.2019, 14:48:15 пользователем WolfRus

[GoooGooo 3,128]

7 минут назад, WolfRus сказал:

боковые ускорения стартовой платформы очень плохо влияют на точность выведения.

 

все верно, только нет слова "ракетоноситель", оно придумано журналистами.  Есть слова "ракета-носитель чего-либо" (например космических аппаратов) и  транспортное средство-"ракетоносец",  например "самолет-ракетоносец", или "корабль-ракетоносец".

 

По поводу "пинка" - чисто теоретически его можно использовать для уменьшения энергозатрат и "облегчения разгона" ракеты.  То есть после включения двигателей ракеты ее  "вес"  снижается, и аэростат начинает подниматься вместе с ней, добавляя избыток подъемной силы к тяге двигателя.  Ну а когда его ускорение  окажется меньше, чем ускорение за счет "чистой тяги" ракеты, он просто отстанет от нее.

 

Получится этакая гибридная многоразовая "нулевая ступень", которая не тратит топлива.

 

Просто чисто технически, для ракеты с ракетным двигателем энергетически выгоднее  иметь вертикальную стартовую скорость, чем высоту старта.и

Понятно, что ракетоосиьель, это носитель какого то полезного груза.

 

Да, боковые ускорения влияют, но точность выведения сейчас нам нужна из за катастрофического соотношения полезной массы, к массе ракетоносителя. И это происходит именно потому что приходится со старта проламываться через плотные слои атмосферы. Неточности приводят к расходам топлива, которые мы себе не можем позволить. Возможно, что при запуске с высоты 10+км это соотношение масса расход топлива на тонну полезного груза станет значительно лучше и аппараты смогут позволить себе гораздо больший спектр маневров

[feanya 1,672]

1 минуту назад, WolfRus сказал:

Ты сам видишь, что формула нелинейная.  Построй график и посмотри, где  у него максимум.

а у вас нормально отображается?

а то у меня вот такая вот ахинея

При этом, при вставке все было ок.

1 минуту назад, WolfRus сказал:

Ты сам видишь, что формула нелинейная.  Построй график и посмотри, где  у него максимум.

да это понятно, экспонента же, в какой-то момент достигнет асимптоты и дальше расти уже не будет/будет расти незначительно

 

Изменено 10.12.2019, 14:51:49 пользователем feanya

[WolfRus 12,392]

Только что, GoooGooo сказал:

Понятно, что ракетоосиьель, это носитель какого то полезного груза.

 

нет, "ракетоноситель"  - это тот, кто носит ракету. 

водонос,  энергоноситель и т.д.

 

Носитель полезного груза - это "ракета-носитель" или "корабль-носитель" или "грузин-носильщик"

 

Только что, GoooGooo сказал:

Да, боковые ускорения влияют, но точность выведения сейчас нам нужна из за катастрофического соотношения полезной массы, к массе ракетоносителя. И это происходит именно потому что приходится со старта проламываться через плотные слои атмосферы.

к сожалению не совсем. Атмосферные потери на аэродинамику конечно есть, но они не так сильно значимы - ракета в атмосфере движется очень недолго, а в плотных слоях - еще и с небольшой скоростью. Первые 10 км высоты она преодолевает меньше чем за полминуты, а всего для вывода на круговую околоземную двигатели работают 900++ секунд..

 

Куда больше влияют параметры сопел двигателей. Дело в том, что скорость истечения из сопла Лаваля определяется так называемой степенью расширения. При этом если эта самая степень расширения больше определенного значения, давление на срезе сопла становится меньше давления окружающей среды, и возникает эффект "присасывания", или как оно по науке - "донного сопротивления", а так же падает скорость истечения на периферии потока, что снижает тягу. 

 

Поэтому у двигателей первых ступеней степень расширения сопла меньше, и соответственно ниже КПД.  Самый высокий КПД у ракетных двигателей, рассчитанных на работу в вакууме.

 

Только что, GoooGooo сказал:

Неточности приводят к расходам топлива, которые мы себе не можем позволить. Возможно, что при запуске с высоты 10+км это соотношение масса расход топлива на тонну полезного груза станет значительно лучше и аппараты смогут позволить себе гораздо больший спектр маневров

Ну и если бы нам удалось ракету  запускать не с неподвижного стола, а разогнав по вертикали хотя бы до 100-200 м/с , мы выиграли бы куда больше по топливу..

 

А так - надо не 10 км стартовую высоту делать, а хотя бы 30-40,  чтобы можно было использовать "вакуумные" конструкции сопел..

[WolfRus 12,392]

39 минут назад, feanya сказал:

а у вас нормально отображается?

а то у меня вот такая вот ахинея

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.

При этом, при вставке все было ок.

да это понятно, экспонента же, в какой-то момент достигнет асимптоты и дальше расти уже не будет/будет расти незначительно

 

экспонента экспонентой, а берется она от числа отрицательного.   Вначале нулевого, когда r=r₀, а по мере роста расстояния r переходящего в отрицательное (так как член (r₀²-r²) изменяет значение от   нуля до минус бесконечности, а член g₀r₀(...) - от нуля  стремится к положительной константе со значением  g₀r₀   

Экспонента от минус бесконечности равна нулю.

То есть по этой формуле  самая толстая точка должна быть на поверхности Земли

Изменено 10.12.2019, 15:29:59 пользователем WolfRus

[olvera007 425]

4 часа назад, romarchi сказал:

В смысле??? У вас пункт назначения двигается со скоростью в пару десятков тыс. км\ч. Как же лифт туда будет работать? С земли, скорость вращения которой всего 1,6 тыс. км.

Возможно так же как работает физика и геостационарная орбита. 

[Че Бурашка 1,049]

1 час назад, feanya сказал:

а у вас нормально отображается?

а то у меня вот такая вот ахинея

У меня такая же ахинея.

[olvera007 425]

3 часа назад, feanya сказал:

из области ненаучной фантастики, на данный момент, графен для этого не подходит, а ничего более легкого и прочного у нас и близко нет.

Подходит, только мы ему не подходим. В том смысле, что сделать всякие эти ваши "нантрубки" достаточного качества и количества не можем. 

[feanya 1,672]

17 минут назад, WolfRus сказал:

экспонента экспонентой, а берется она от числа с переменным знаком.   Вначале положительного, когда r=0, а по мере роста расстояния r переходящего в отрицательное.   

там еще вторая часть есть, до геостационарки - она больше. И вот уже после нее толщина начнет стремиться асимптотически к нулю

матлаб что-ли поставить и график построить, но мне лень.

1 минуту назад, olvera007 сказал:

Подходит, только мы ему не подходим. В том смысле, что сделать всякие эти ваши "нантрубки" достаточного качества и количества не можем. 

дело даже не в кол-ве, а в необходимой длине

[romarchi 4,287]

13 часа назад, WolfRus сказал:

1. масса якоря берется ВМЕСТЕ с конструкцией.  Их совместный центр масс должен находится в районе геостационара, а потому я и говорил, что якорь должен быть массивным.

Не выйдет взять массу всей конструкции. Ваш массивный якорь - это просто приложенное усилие к верхней точке волоса лифта. Длинный тонкий волос, в одной части на него будут действовать силы притяжения, в другой - центробежные. Около атмосферы волос будет разрывать. Это если переложить на строительные конструкции - длинная труба, с кучей приложенных на неё векторов сил. Что соберутся в одной точке, с чудовищным усилием на разрыв.

 

13 часа назад, WolfRus сказал:

2. никакого сопротивления атмосферы не будет - конструкция НЕПОДВИЖНА относительно Земли и земной атмосферы.    Действовать на нее будут только ветровые нагрузки.

А ветровые - это не атмосфера что ли? Неподвижная конструкция - небоскреб, имеет нехилые ветровые нагрузки на фасад. Но он стоит на земле и фундаменте. А у вас тонкий волос свисающий с неба - его будет изгибать только в путь. Потому как при такой длине, надо чуток приложенного усилия, чтоб изогнуть его на километры.

 

13 часа назад, WolfRus сказал:

Мда.. А сам якорь и вся масса конструкции будут тянуть "вверх" за счет центробежной силы.     Это и является вообще-то основой орбитального движения.   Гравитация тянет вниз, центробежная сила - вверх. И при определенном соотношении скоростей и расстояний от центра притяжения  уравновешивают друг друга.  Поэтому станция Альфа  не падает с орбиты и на ней невесомость - несмотря на то, что гравитация Земли никуда не делась, да и планеты вокруг центра масс солнечной системы крутятся...

Основа орбитального движения - для объекта в космосе. А не для трубы длиной несколько десятков тысяч км.

 

[romarchi 4,287]

@WolfRus 

Вот тут японцы задумали строить. Но снизу вверх.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.

[Че Бурашка 1,049]

1 час назад, romarchi сказал:

А не для трубы длиной несколько десятков тысяч км.

Зачем несколько десятков тысяч?

700+ км достаточно.

Спойлер

 

[romarchi 4,287]

Только что, HolodGLD сказал:

Зачем несколько десятков тысяч?

700+ км достаточно.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое. Картинка (Открыть)

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.

 

Ну Вольфрус озвучивал цифру :

Эти условия соответствуют нахождению якоря на геостационарной орбите, ~35800 км.

Япы из ссылки выше тоже:

Космический лифт позволит доставлять грузы весом до 100 тонн на высоту 36 тысяч километров без использования ракет.

 

З.Ы. картинка не открывается

[Че Бурашка 1,049]

1 минуту назад, romarchi сказал:

З.Ы. картинка не открывается

Нажмите на неё. Бывает такое.

3 минуты назад, romarchi сказал:

Ну Вольфрус озвучивал цифру :

Эти условия соответствуют нахождению якоря на геостационарной орбите, ~35800 км.

Япы из ссылки выше тоже:

Космический лифт позволит доставлять грузы весом до 100 тонн на высоту 36 тысяч километров без использования ракет.

Пардон.

[romarchi 4,287]

@HolodGLD 

То есть лифт до экзосферы? А там уже, платформа для старта как держаться будет?

[Че Бурашка 1,049]

2 минуты назад, romarchi сказал:

То есть лифт до экзосферы? А там уже, платформа для старта как держаться будет?

С просонья не подумал.

[WolfRus 12,392]

3 часа назад, romarchi сказал:

Не выйдет взять массу всей конструкции. Ваш массивный якорь - это просто приложенное усилие к верхней точке волоса лифта.

неверно. "Усилие" прикладывается к каждой точке по всей длине лифта.  Каждая точка "лифта" испытывает две силы - гравитационного притяжения и центробежную.

 

Цитата

Длинный тонкий волос, в одной части на него будут действовать силы притяжения, в другой - центробежные. Около атмосферы волос будет разрывать. Это если переложить на строительные конструкции - длинная труба, с кучей приложенных на неё векторов сил. Что соберутся в одной точке, с чудовищным усилием на разрыв.

Они не "соберутся в одной точке". Потому как система такого лифта НЕ ПРИВОДИТСЯ к модели "труба, которую растягивают за концы".

Потому что сами эти силы - распределенные и действуют ВО ВСЕХ точках. Причем неравномерно.   Да, естественно, что распределение напряжений по длине будет неравномерным и будет иметь экстремум.  Но он будет ну никак "около атмосферы".

 

Цитата

А ветровые - это не атмосфера что ли? Неподвижная конструкция - небоскреб, имеет нехилые ветровые нагрузки на фасад. Но он стоит на земле и фундаменте. А у вас тонкий волос свисающий с неба - его будет изгибать только в путь. Потому как при такой длине, надо чуток приложенного усилия, чтоб изогнуть его на километры.

стоп-стоп.  Про ветровые нагрузки я уже написал.   А вот "сопротивление атмосферы", про которое писал ты,  это термин, который используется при расчете возвращения спускаемых аппаратов и  ВХОДА тел В АТМОСФЕРУ c космическими скоростями.

 

Цитата

Основа орбитального движения - для объекта в космосе. А не для трубы длиной несколько десятков тысяч км.

Кинематике все равно, труба это или кирпич. Есть массивное тело, есть вращательное движение вокруг тяготеющего центра. А значит есть сила притяжения и сила центробежная. К тому же по условиям центр масс этой системы находится на расстоянии ~36000 км от поверхности Земли.

 

 

Изменено 11.12.2019, 07:23:45 пользователем WolfRus

[romarchi 4,287]

2 минуты назад, WolfRus сказал:

неверно. "Усилие" прикладывается к каждой точке по всей длине лифта.  Каждая точка "лифта" испытывает две силы - гравитационного притяжения и центробежную.

Верно верно... это стандартная эпюра для трубы/стержня зажатого сверху. Усилие прикладывается с края, а внутренние усилия уже рассчитываются самостоятельно. Исходя от крайних. Каждая точка - это распределенная нагрузка. Возможно, будут ещё приложенные усилия по длине. 

Эпюра будет выглядеть примерно так:

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы увидеть скрытое содержимое.

Утрированно конечно.

 

2 минуты назад, WolfRus сказал:

Они не "соберутся в одной точке". Потому как система такого лифта НЕ ПРИВОДИТСЯ к модели "труба, которую растягивают за концы".

А к какой модели она приводится? Расскажите мне, я хоть и давно, но такие модели считал.

 

2 минуты назад, WolfRus сказал:

Потому что сами эти силы - распределенные и действуют ВО ВСЕХ точках. Причем неравномерно.   Да, естественно, что распределение напряжений по длине будет неравномерным и будет иметь экстремум.  Но он будет ну никак "около атмосферы".

Во всех точках - это уже эпюра распределенной нагрузки. А точка разрыва берется - где максимальная разница внутренних усилий. Или любой участок, если максимальная нагрузка на разрыв - будет прямой участок эпюры.

 

2 минуты назад, WolfRus сказал:

стоп-стоп.  Про ветровые нагрузки я уже написал.   А вот "сопротивление атмосферы", про которое писал ты,  это термин, который используется при расчете возвращения спускаемых аппаратов и  ВХОДА тел В АТМОСФЕРУ c космическими скоростями.

Да ясно понятно, что речь не о "трении" об атмосферу при приземлении.

То что конструкцию лифта будет изгибать под ветром - не оспариваете?

 

2 минуты назад, WolfRus сказал:

Кинематике все равно, труба это или кирпич. Есть массивное тело, есть вращательное движение вокруг тяготеющего центра. А значит есть сила притяжения и сила центробежная. К тому же по условиям центр масс этой системы находится на расстоянии ~36000 км от поверхности Земли.

Массивное тело - дает только прилагаемое усилие к конструкции лифта. Дальше идет расчет эпюры. 

Пофиг где центр массы всей конструкции. Более 40км лифта в атмосфере, будут вести себя как кусок трубы падающий на землю (со своей массой/весом) и который тянут вверх сила якоря. Лифт между ними - сложно нагрузки прикинуть. Но точно он будет растягиваться двумя озвученными.