Private Colleger of transportation
image
Начало Форум-основен Форум-Модел Криле Океан Океан Dreams Оръжие Криле Ретросалон Нато и България Галерия Новини Поръчай онлайн
От механик на старта до пилот на F-35 · Изплува нова 90-килограмова мистерия за Боинга фантом MH370 · БСП щели да направят всички възможно за да спрат финансирането на партиите от бизнеса · Регистриран е първи случай на морбили в Старозагорско · Бивш министър: Не сме имали толкова тежка ветеринарна ситуация · За 1000 лв. се продава ЗАЗ, работещ на дърва ·

Select Forum Language:

 
Hot topics:
В момента е: Вто 16 Юли 2019, 18:10
Часовете са според зоната UTC + 2
 Главната страница » krile.net - ГРАЖДАНСКИ АВИАЦИОНЕН ФОРУМ » Космонавтика
Космически асансьор
Модератори: Елемаг
Създайте нова тема   Напишете отговор Предишната тема :: Следващата тема
Страница 16 от 18 [266 Мнения]   Иди на страница: Предишна 1, 2, 3, ..., 14, 15, 16, 17, 18 Следваща
Автор Съобщение
Елемаг
[Moderator]


Регистриран на: 01 Яну 2004
Мнения: 27533
Местожителство: София

МнениеПуснато на: Пон 05 Мар 2007, 22:41    Заглавие:  

Cool Cool Cool
ТРАССА «ЛУНА-ЗЕМЛЯ»

На страницах печати все чаще появляются разные проекты необычных космических сооружений. В свое время в «Комсомольской правде» был опубликован проект космического лифта, разработанный ленинградским инженером Ю. Арцутановым.

Этот проект лег в основу научно-фантастического романа, написанного известным ученым и писателем Артуром Кларком.

Сегодня мы представляем читателям еще один смелый проект, принадлежащий кандидату физико-математических наук, доценту Астраханского педагогического института Георгию ПОЛЯКОВУ.

Начиная с К. Циолковского и кончая О'Нейлом, выдвинуто немало разнообразных проектов космических поселений, для постройки и функционирования которых потребуется огромное количество строительного материала. Где же его взять?

Очевидно, с Земли разумно будет позаимствовать лишь незначительную часть этих материалов, самую необходимую, и то в основном на первом этапе. В противном случае мы разорим «колыбель человечества», что, конечно, недопустимо. К тому же совсем рядом в виде Луны расположен естественный «склад сырья»... Но здесь опять-таки возникает вопрос: как доставлять материалы с Луны в нужную точку космического пространства? Вот я и предлагаю воспользоваться космическим лифтом, о котором говорилось в моей предыдущей статье «Космическое «ожерелье» Земли» («ТМ», № 4 за 1977 год), протянув его от Луны к точкам Лагранжа.

Как известно, в любой системе двух небесных тел можно найти пять особых точек (их-то и называют точками Лагранжа), в которых гравитационные силы притяжения к планете и спутнику уравновешены центробежной силой, вызванной вращением планеты и спутника вокруг общего центра масс (так что геометрическая сумма трех сил равна нулю).

Точки Лагранжа L1, L2, и L3, лежащие на одной прямой, именуются прямолинейными, а L4, и L5, находящиеся в вершинах равносторонних треугольников, — треугольными (см. верхнюю схему на 4-й стр. обложки). Так вот, все эти точки словно самой природой предназначены для постройки космических поселений, ибо любое малое тело, помещенное в них, находится в положении равновесия относительно вращающейся системы «планета — спутник».

Нас будут интересовать точки Лагранжа L1 и L1, ближайшие к Луне. Поскольку Луна обращена к своей планете постоянно одной и той же стороной, то на ней возможно создание двух космических лифтов: прямого и обратного (см. нижнюю схему на 4-й стр. обложки). На участках A1L1 и A2L2 равнодействующая двух гравитационных сил притяжения (к планете и спутнику) и центробежной силы направлена к Луне, а на участках L1B1 и L2B2 — от нее. Для устойчивого равновесия спутникового лифта нужно, чтобы величина этой равнодействующей на последних участках соответственно превышала ее величину на первых. Ширина лифта и напряжение в нем возрастают от концов к точке Лагранжа, где они наибольшие.

Сейчас успешно создаются все более совершенные высокопрочные и легкие материалы: различные композиты, стеклопластики, синтетические волокна и другие. Показатель прочно-легкости (отношение наибольшего напряжения σ к плотности материала ρ) некоторых из них уже достигает такой величины, что позволяет говорить о создании спутниковых лифтов как о вполне реальном деле. Для того чтобы наша «небесная дорога» не упала на Луну, на ее конце В должно находиться тело с достаточной массой. Оно удержит лифт в растянутом состоянии, подобно вращающемуся на нити шарику. Чем ближе точка В к точке Лагранжа, тем больше должна быть масса этого тела.

Например, как показывают расчеты, для прямого лунного лифта характерная длина — 290,46 тыс. км. Причем если длина лифта из стали составляет 200 тыс. км, то его масса (при площади поперечного сечения у основания S'=1 см2 и в точке Лагранжа S'' = 10 см2) — 1300 тыс. т, а масса тела В1 — не менее 400 тыс. т. Конечно, при использовании более легких, но более высокопрочных материалов величины этих масс резко снизятся.

Тело В1 — это не безжизненный кусок металла, а многоэтажное космическое поселение цилиндрической формы. Сила тяжести на нем есть, правда, очень малая. Она составляет лишь около одной тысячной от земной и направлена в сторону, противоположную той, что у основания лифта. Поэтому счет этажей в этом поселении и в строениях на поверхности Луны противоположен.

А что, если прямой лунный лифт дотянуть почти до верхних слоев земной атмосферы и использовать его для транспортной связи между Луной и Землей? Если он представляет собой стальной трос (а на самом деле их, конечно, несколько) с постоянным поперечным сечением в 1 см2, то его длина и масса составят соответственно 376 тыс. км и 293 тыс. т, а показатель прочнолегкости β в 13,5 раза превысит предельный на разрыв для стали.

Напряжение в тросе можно снизить, увеличив коэффициент сужения α = S''/S'. Скажем, при α = 10 (S' = 1 см2, S'' = 10 см2) β уменьшится в 2,3 раза, но зато его масса возрастет в 5,4 раза. При α = 10 тыс. (когда S'' = 1 м2) β лишь немного (в 1,4 раза) превзойдет предельный для стали, однако масса троса возрастет в 434 раза!

Учитывая сказанное, приходим к выводу: при создании лунного космического лифта не следует идти по пути снижения β за счет значительного увеличения α, ибо это связано с огромным расходом материалов. Судя по всему, α ≤ 10. Ведь β при α=10 только в 6 раз больше предельного для стали. Остается лишь разработать материал, удовлетворяющий таким требованиям (да в придачу еще и достаточно дешевый).

По-видимому, лунный лифт можно строить из сырья, взятого на самой Луне, а построив, использовать его для доставки лунных материалов на космические, а может быть, при особой их ценности и на земные заводы.

Ученые предполагают первые космические поселения поместить на геосинхронной орбите и в треугольных точках Лагранжа. Для их размещения удобно и космическое «ожерелье» Земли. Основная же часть астрогородов (или их отсеков) будет транспортироваться с помощью мощных космических буксиров из места сборки в точках L1 и L2 на орбиты вокруг Солнца. Таким образом человечество сможет расселяться по всей солнечной системе. В связи с этим важно подчеркнуть, что импульс реактивных двигателей, приходящийся на единицу массы аппарата, в этом случае будет много меньше, чем при старте с поверхности Луны, ибо в этих точках, как и на космических орбитах, «царствует» невесомость.




Click to see if image is larger

_________________
ЕДИНСТВЕНОТО ПРАВО НА ВРАГА Е ДА БЪДЕ УНИЩОЖЕН!
Click to see if image is larger
Да бъдеш добър е лесно. Трудно е да бъдеш справедлив!
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение Изпрати мейла 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Сря 11 Апр 2007, 18:14    Заглавие:  

Цитат:
LiftPort - April General Newsletter

...

To The Moon?
The International Lunar Observatory Association is wanting to build a manned lunar based telescope. Just this last weekend, they contacted us about building a lunar space elevator for that project. Needless to say, we're very excited about this idea. Indeed, this topic was discussed as the road map was being developed since this is something that can be done with existing materials and manufacturing processes. We concluded, at that time, that building a LSE did not offer a sufficient return on investment. This, initially, looks like it will change that.

Не смятам, че ще се юрнат наистина да строят лунни телескопи (особено оптични - защо точно в тази пепел?!?), но за лунния реголит със сигурност ще има голямо приложение в орбита...
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
Орион

Регистриран на: 15 Мар 2004
Мнения: 905

МнениеПуснато на: Нед 29 Апр 2007, 21:48    Заглавие:  

Aerovator

Schematic of the aerovator in the baseline configuration. Two arms are only shown to indicate rotation. The baseline configuration has only one arm.

The Aerovator is a transorbital megastructure for launching payloads into Earth orbit and beyond. It consists of a long ribbon rotating around a central hub on the Earth's surface. Aerodynamic lift elevates the ribbon above the atmosphere, allowing the outer parts to attain orbital velocity in near vacuum.

The Aerovator is related to the Space Elevator and the Rotovator, in both its purpose and its construction. The idea for the Aerovator developed in May 2006 in a discussion on the Yahoo Group on space elevators [1], and does not appear to have any known history before that.
Vertical Profile
The vertical profile of the Aerovator can be divided into two parts: The ascent section and the skim equilibrium section.
Ascent section
The ascent section is the innermost part of the aerovator and extends from the hub at the Earth's surface up to the upper atmosphere. It should be as short as possible to avoid excessive drag. The aerovator is kept in motion by pressure applied to the propulsion point. Calculations on the horizontal profile (see below) tell us that the propulsion point should be more than 20 km out from the hub (Mach 0.5), and less than 40 km (Mach 1). The altitude of the propulsion point should be low enough for efficient jet propulsion, say at the cruising altitude of a Boeing 747 aircraft (12 km). The ascent needs to be steep enough for the decreasing air pressure to balance the increasing speed enough to keep drag low. If possible, the ascent also should be shallow enough to allow the payload to slide upwards from centrifugal force alone.
Schematic of a small segment of the aerovator and the forces acting on it.

Skim equilibrium section
At 100-200 km out, the ribbon extends high enough to settle into a skim equilibrium, i.e. its altitude at any point is the highest possible while retaining enough lift to carry its own weight. This simplifies the math significantly, because now we can assume lift equals weight, and drag equals lift/Cld (Cld: lift/drag ratio). The skim altitude increases from 60 km to more than 100 km as speed increases further out from the hub. Because of the Earth's curvature, the centrifugal force increasingly helps lift the ribbon, such that the net weight and thus lift and drag are reduced and become zero as the radial velocity approaches orbital. The preliminary calculations described below indicate that the power dissipation caused by drag does not exceed 1.5 W/m at skim equilibrium. Thus, the low air density sufficiently offsets the high velocity (up to Mach 24) for thermal load to not be a significant problem.
Horizontal Profile

Schematic of the horizontal profile of the aerovator. The profile is determined by the requirement of pure tensional load. To support the aerodynamic drag, the ribbon must curve with the concave side forward everywhere, except at the propulsion point.

The horizontal profile is what the Aerovator would look like from above. The ribbon path is a balance between centrifugal force, drag, propulsion force, and ribbon tension. The section between the hub and the propulsion point is essentially a straight line, with some forward bending due to drag. At the propulsion point, the ribbon bends sharply back under the propulsion pressure. From the propulsion point on out, the ribbon bends forward again until it straightens out to the radial direction at the tip.

To derive the shape mathematically, we use a simple finite element approach. We look at each element of the ribbon in turn, starting with the tip. Each element has two external horizontal forces acting on it: centrifugal force and drag. We know the former from kinematics (r omega^2), and the latter from the skim equilibrium. To be belanced, these forces must be exactly opposite to the difference in tension between the previous element and the next. Because we know the forces, we canrecursively calculate the tension for each element in turn. Because we do not allow shear, we can also calculate the angles between successive elements and thus the path of the ribbon. Because of drag, these angles will be non-zero, and the path of the ribbon will bypass the hub. The point of closest approach to the hub is the lever point, i.e. the closest point to the hub where the ribbon can be propelled. An attempt to drive it closer to the hub would result in it wrapping around. At the propulsion point, the ribbon bends around almost 90 degrees to sustain the driving force and then goes in a nearly straight line to the hub.
Baseline Properties
The following are reasonable properties of one particular configuration of the Aerovator. The numbers are based on a finite element simulation of only the horizontal profile, assuming that the lift/weight equilibrium holds throughout the whole length. This assumption is not strictly true, since the inner part of the aerovator needs to traverse the lower atmosphere.

For now it is assumed that this part moves slowly enough, and rises steeply enough, to keep its contribution to total drag reasonable.
*Length: 1,000 km
*Rotational period: 13 min
*Tip speed: 8 km/s
*Tip acceleration: 4.9 g
*Hub location: Earth's surface
*Material strength: 6 Gpa
*Total mass: 240 tons
*Propulsion mode: Jet engines, detachable tug-planes
*Propulsion location: 20 km from hub
*Propulsion airspeed: Mach 0.5
*Propulsion force: 5 Meganewton, about 20 Boeing 747 jet engines.
Aerodynamic Stability
The ribbon must be aerodynamically stable, i.e. orient itself by aerodynamic forces alone to present the optimal angle of attack for lift. This will most likely require the addition of stabilizers, e.g. very light feathered rods that extend downwind and are attached to the ribbon at the proper angle. The strong tension along the ribbon will provide structural integrity, otherwise the problem of stability is similar to that well-known from aircraft design.
Payload Launch
There are two possible modes of payload launch: clinging and free. In both cases, the payload vehicle is attached at the hub, moves outwards from there and detaches after reaching the desired velocity.

The clinging payload grabs onto the ribbon and moves outwards at a low, controlled speed. It gains the desired velocity (up to 8 km/s) from the tangential ribbon velocity alone. A set of wheels and a braking mechanism is sufficient to hold the payload to the ribbon, much like an aerial tram.

A free payload can move freely in the radial direction, and will be accelerated outwards by the centrifugal force. It can reach up to 11.2 km/s, and does not need braking, but it will require a special high velocity, low-friction attachment to the ribbon. Magnetic, gas cushion, or solid (ice?, teflon?) low-friction interfaces need to be explored as engineering solutions.

The need for the aerovator to rise up out of the lower atmosphere as close to the hub as possible may make it necessary to power the payload during the very first part of its trip while the centrifugal force is insufficient to overcome the gravitational force due to the uphill path.
Deployment
As opposed to other space transportation infrastructure projects, the Aerovator can be deployed entirely from the Earth's surface. The ribbon is played out from the rotating hub and lifts itself up aerodynamically as it is extended. The hub will need to rotate much faster initially than in the fully extended state, and the propulsion point will move outwards during extension. Deployment will put some additional constraints on ribbon design, which needs to be investigated.
Maintenance
The baseline version features tug-planes which dock to the ribbon for propulsion and bring their own fuel, leaving the ribbon no more than a thin strip of very strong paper. The ribbon can therefore be thought of as an expendable component of the system, and maintenance consists of regularly dropping and redeploying the ribbon.
Failure modes
The principal failure mode is severance of the ribbon. Parts of the ribbon would tangle up, lose lift, drop into the lower atmosphere and either burn up from increased air friction or flutter to the ground. No serious danger to personnel, structures, or the environment would be expected. Human transport vehicles would have to be equipped with heat shields and parachutes to allow a safe landing after ribbon severance or premature detachment.
Comparison with Space Elevator
The aerovator is a launch contraption, one of a large number of devices that have been proposed to cheaply launch payloads from Earth into space. The launch contraption with the longest history and one of the most advanced in the literature is the space elevator. Here is a list of advantages or disadvantages of the aerovator compared with the space elevator (SE):
*Size: The SE is around 60,000 km long, the aerovator 1,000 km. Their mass is comparable.
*Material: The SE needs a tensile strength of 50-100 GPa, the aerovator around 5-10 GPa.
*Technology: The SE needs several advances beyond current technology, notably the 50 GPa material, drive train, and power beaming. The aerovator is all existing, well-understood technology, except for the 5-10 GPa material.
*Theory: The fundamental mechanics of the SE is very easy to describe mathematically and model. The aerovator, requiring aerodynamics, has many more variables and is much more complicated to model.
*Location: The SE needs to be close to the equator. The aerovator can be anywhere. The aerovator covers a much greater area.
*Deployment: The SE needs to be deployed from space, and then built up in a long process. The aerovator can be deployed from its Earth-based hub in finished form.
*Space traffic: The SE needs to actively avoid satellites and orbital debris and be resistant to micro meteorites and atomic oxygen. The aerovator flies too low to be affected by at least some of these.
*Reach: The SE can directly reach GEO and escape velocity, but it needs additional rocket propulsion for LEO (2-3 km/s). The aerovator can directly launch into LEO and escape, but needs some propulsion for GEO (1-2 km/s).
*Travel time: The SE requires a week or so to get anywhere. The aerovator can get to LEO in less than an hour, and GEO and escape in a few hours.
*Human transport: The travel time and exposure to radiation belts makes human travel on the SE very problematic. The aerovator is safer and faster than a rocket.
*Acceleration: The SE payload is not exposed to any acceleration beyond 1 g. The aerovator payload experiences accelearation up to 5 g in the baseline configuration.
*Throughput: The SE can launch one payload every few days. The aerovator can launch a similar payload (compared to its weight) every hour or so.
*Payload propulsion: The SE requires climbers to hoist up the payload vertically at high speed. The drive train must have a specific power not currently feasible, and power must be transmitted by laser beaming technology not currently in existence. The aerovator payload is propelled by centrifugal forces and needs no power, except possibly a small amount at the beginning near the hub.
*Device propulsion: The SE is stationary and needs propulsion only to avoid space traffic or debris. The aerovator needs a significant amount of energy to keep rotating, about as much as 10 airliners in the baseline configuration.
*Stability: The SE is stationary with respect to the Earth and stable, like a bridge. The aerovator moves through the air and needs dynamic stability, like an airplane.
*Economics: Size, technology, and deployment are major factors that should make the SE more expensive to build than the aerovator. Device propulsion should make the aerovator more expensive to operate than the SE. Throughput, travel time, human transport, and reach should make the aerovator more profitable than the SE.
Frequently Raised Objections
At this point, the aerovator is a new proposal with little history, meaning that it will encounter a large amount of healthy skepticism. The following is an incomplete list of frequently raised objections with attempts to briefly address those that are easily addressed.
*"It won't work." Before you conclude that it just won't work, please do or imagine the following experiment: Grab a chain, hold one end in your hand, and start twirling it around. This demonstrates the essence of the dynamics of the aerovator, with all the essential ingredients except for lift. If your objection says this is impossible, think again. We will refer to this as the "chain experiment".
*"No material is stiff enough" Like the chain in the chain experiment, the aerovator needs no stiffness whatsoever.
*"The horizontal profile will be a spiral, rather than that drawn in the illustration". While this can be answered by looking at the result of calculations, it is not always certain that the calculations are correct, and it is worthwhile to try to deduce at least some properties of the shape by physical principles alone, if only to check the validity of the calculations. The shape of the ribbon is tightly limited by two principles:
**Lag At each point in the ribbon, the tension must exactly balance all of the forces acting on the entire outwards part of the ribbon. Horizontally, there are two such forces: Centrifugal force and drag. The former is radial, and the latter tangential, pointing backwards. To balance, the tension needs to point partly forward. Since there is no stiffnes, this means the ribbon needs to lag along its entire length, i.e. the direction of its path needs to have a positive angle with the radial direction everywhere. This is what causes the common misconception that the ribbon must be a spiral.
**Bend At each element of the ribbon, the forces acting on the element have to add up to zero. Horizontally, these forces are centrifugal force, drag, and the two tension vectors at each end of the element. Drag is pointed backwards, which means that the sum of the tension vectors needs to point forward. That means the tension vectors form an angle bending in the forward direction. Because both tension vectors must be parallel to the ribbon path, the ribbon path must curve with the concave side facing forward. This is analogous to a horizontal hanging chain, where the combination of curvature and tension counteracts the gravitational force to keep the chain suspended. This curvature is opposite to that of the spiral that most imagine after realizing the lag requirement.
**The combination of these two principles leads to the shape shown in the horizontal profile schematic above. The results of the finite element calculation confirm this as well.
*"The ribbon will flutter, vibrate, resonate, etc. etc." This is of course an important consideration, and requires much modelling to address properly. The issues are similar to those of the space elevator. The aerovator could fare better because it is shorter and because of atmospheric damping of oscillations. Or, it could fare worse, because the dynamic air drag provides many possibilities of feeding vibrational modes. There is hope, though, because the issue is successfully addressed in airplanes, and the aerovator is really just a gigantic airplane flying in circles.
*"There is no such thing as centrifugal force" Let us at this point acknowledge for the purist that, indeed, there is no such thing. However, the entity of that name is a very useful construct when working in a rotating frame of reference and is indistinguishable from a true force. We will therefore use the term as if it were a real force, to simplify the discussions.
References

* [2]Discussion on Yahoo group space-elevator where the concept originated.

http://tech.groups.yahoo.com/group/space-elevator/msearch?query=aerovator
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Пон 30 Апр 2007, 21:40    Заглавие:  

Орион написа:
The idea for the Aerovator developed in May 2006 in a discussion on the Yahoo Group on space elevators [1], and does not appear to have any known history before that.

Ами това, дето го обсъждаме тук още от май 2005-та (полярен ротоватор, задвижван от летящи крила) не е ли точно аероватор...
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
Орион

Регистриран на: 15 Мар 2004
Мнения: 905

МнениеПуснато на: Вто 01 Май 2007, 13:48    Заглавие:  

SpaceDreamer написа:
Орион написа:
The idea for the Aerovator developed in May 2006 in a discussion on the Yahoo Group on space elevators [1], and does not appear to have any known history before that.

Ами това, дето го обсъждаме тук още от май 2005-та (полярен ротоватор, задвижван от летящи крила) не е ли точно аероватор...


Very Happy Ами, нещо подобно. Тук подемната сила идва от въртенето. Нещо като хеликоптер с безумно дълги витла. Подобна схема е подходяща за изцяло въздушно базиране ( Венера, газ-гиганти, ТИТАН! = примерно оста може да се замести с контра-въртяща главина, а мотора да бъде електрически или линеен-в-примка ...) така че аероватора да центрофугира материал извън гравитационния кладенец до орбитална или скорост на избягване... като успява да носи и главината си без да е закачена за твърда почва. ( на Венера и Титан и т.н. разбира се ще има закотвяне - а-ла болонкин , лофстром, бърч.)

Доколкото разбирам по-важна в този дизайн е подемната сила от атмосферата отколкото линейното разтягане и така се поставят по-ниски изисквания за здравина. Роторите с увеличаване на скоростта на въртене гребат през все по-изтъняваща атмосфера, защото са закривени или се закривяват нагоре и така се оптимизира триенето.

Аероваторът може и да няма главина -- цялата му част близо до центъра може да бъде МВ ректена или друг приемник на произведена в космоса енергия и множество арк-джет мотори използващи въздуха за работно вещество да го разгоинват до работна скорост на въртене. Само модула с котвата-асансьор може да се контра-върти.

дължината и скоростта на въртенето ни дават скоростта на изстрелване на товара.
т.е. използваме целия спектър от налични скорости по радиуса като освобождаваме товарите където трябва за скорост

с промяна в регулацията на перките в ниските части на атмосферата аероваторът може да мести центъра си по / над цялата повърхност на планетата -- така примерно можем да следим орбиталните "прозорци" на близко-земен астероид / метеороид , планета , луна и т.н. ...

"Кълн" на ротоватора може да бъде балон-с-перки... модулите за конструкцията може да се вдигат по асансьора и да се донаждат пар4ета при балона-център.
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Вто 01 Май 2007, 14:56    Заглавие:  

Ето това имах пред вид:
SpaceDreamer написа:
(Пуснато на: Чет Юни 02, 2005 10:14 am Заглавие: За полярната схема с динамо/ел.двигател)
...Много по-реалистично би било обаче, ако заменим "локомотивите" с летящи крила с електрозадвижване. Макар че в този случай бихме имали по-ниско КПД... но за това ще продължа друг път, когато имам повече време.

Така е не ми остана време да напиша тук повече подромбности...

Ако правилно схващам концепцията, аероваторите наистина би могло да се обособят като отделен под-клас... Обаче има един важен момент, който ми се губи в картинката - не видях в цитирания текст да се споменава за географска ширина, земна ос и полюси... а според моите представи всяка една мега-ротоваторна структура е задлжена по силата на закона (на физиката), да се съобразява с тези неща.
Точно затова разглеждах тогава именно асинхронни ПОЛЯРНИ, а не произволни ротоватори...

Един хипотетичен пример за илюстрация:
Да разглледаме мега-перка с размер 30 км, която се върти хоризонтално да речем с 5 М линейна скорост по периферията си...
Като всяко въртящо се тяло, и тази структура се стреми да запази оста си на въртене (това си е жироскоп)... и ако тя съвпада със земната ос, тогава няма никакъв проблем и никакви нежелани странични ефекти няма да се наблюдават... Но ако двете оси са не са съосни, става интересно. Крайният случай е, когато са перпендикулярни - това е когато ротоваторът е с център на екватора. Тогава, ако бъде оставена сама на себе си (т.е. допустимо е само компенсиране на триенето и поддържане на височината на центъра на въртене), оста на мегаперката, ако в началото на експеримента е била вертикална, след 6 часа би полегнала успоредно на земната повърхност, след още 6 часа пак би станала вертикална (но ще има противоположна посока на въртене), след още 6 часа пак би полегнала и т.н. Очевидно е, че една проста такава перка няма да може да оцелее току-така, а ще са нужни активни мерки по стабилизацията й. Не че не е възможно, напротив! Възможно е! Но перката трябва да променя ъгъла си на атака по определен закон в рамките на всеки отделен оборот, за да се компенсира жироскопичния ефект във връзка с околоосното въртене на земята.
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
Орион

Регистриран на: 15 Мар 2004
Мнения: 905

МнениеПуснато на: Вто 01 Май 2007, 17:17    Заглавие:  

Да. Прав си че е под-клас, както синхронния асансьор е под-клас на ротаватора... , тук моделния аероватор е дълъг 1000км и от ( почти ) край до край се ползва от една и съща подемна сила. Стабилизира се от ротация, гравитация и аеродинамика. "нашият" полярно асинхронен се обляга на атмосферата само за да компенсира гравитацията дето се мъчи да го доведе до центъра на въртене и привличане... както:

http://groups.google.com/group/sci.space.tech/msg/2f21bed4c8631ff7

Не може да се превърта извън остта си, защото е надеждно облегнат на атмосферата. т.е. Аероваторът е винаги хоризонтален.
Затова, че се плъзга е и динамична-кинетична структура, както и Платно.

ето картинка ако излезе.

[img]http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bb/Aerovator.svg[/img]

[/url]
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Вто 01 Май 2007, 21:52    Заглавие:  

Благодаря за линка и картинката.

Ясно е, че става дума за хоризонтално поддържана структура, иначе просто няма да работи както се иска по задание.
Примерът с 30-километровата "перка" беше с 30 км само, защото това е около или над максималния реалистичен размер, позволяващ да се илюстрира собственото (присъщо) поведение на един несмущаван (некорегиран) неполярен ротоватор.

Между другото, картинката
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bb/Aerovator.svg
(този формат явно не се поддържа от метаезика в постингите на форума)
съвпада почти 1:1 с тази, която си представях преди почти 2 години за полярния асинхронен асансьор. Тогава набързо прецених, че за неполярни схеми ще има прекалено голям разход на енергия за поддръжката на структурата (ако не успея сега, ще уточня по-късно детайлите) и може и да не съм бил прав - само математиката ще покаже колко точно повече енергия ще е нужна и колко би оскъпило това цената за доставка на килограм товар в орбита.
Все-пак, и в момента съм по-склонен да очаквам, че оскъпяването ще е значително - примерно с цял порядък спрямо класическия асансьор или спрямо полярната асинхронна схема.

Значи, аероваторът от картинката се завърта веднъж за 13 минути. За това време земята се завърта на малко по-малко от 1%. При такъв малък ъгъл сметката се прави на ум - височината, която трябва да се компенсира е грубо от порядъка на 20 километра за всеки оборот. Това ще рече че източната част на траекторията трябва да се корегира с 10 км надолу, а западната - с 10 километра нагоре на всеки оборот, т.е. на всеки 13 минути... Това, естествено, може да става и чисто аеродинамично, но дори и тогава, енергията за корекцията ще трябва да се набави от двигателите.
Мисля, че от тук нататък сметката е елементарна и от нея вероятно веднага ще стане ясно дали съм бил прав да приема, че полярната схема с нейните сериозни климатични неудобства наистина е за предпочитане пред останалите, но трябва да ставам от РС-то.
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Сря 02 Май 2007, 11:16    Заглавие:  

Опааа, сметнал съм кръга за един радиан, а той е два.
Сметката отиде в небето!
57 километра нагоре е корекцията на височината на най-западната точка от траекторията и още толкова надолу е корекцията на най-източната точка... При това става дума за ЦИКЛИЧНА корекция - на всеки оборот, т.е. 110 пъти в денонощието! Това ще рече, че най-грубо "сметката ни за тока" на съоръжението би било колкото да изкачваме НЕРЕКЪСНАТО - ВСЕКИ ДЕН примерно половината от масата на конструкцията на... 5 000 - 10 000 километра!
Като се има пред вид, че такова чудовище ама никак не върви да го спираш и пускаш по два пъти в седмицата, нещо май не намирам поводи за прекален оптимизъм. Май ще излезе, че ще е по-ефтино да се изстреля товара по класическия способ - с ракета?
Нека отбележа, че според мен за снижаването на източната точка в крайна сметка също ще се наложи да се влага енергия.
Освен това, динамицното поддържане на хоризонталната ориентация на структурата ще довде до по-високи натоварвания на структурата. Не мога да преценя до колко драстично ще е това увеличение, но допускам, че може да е сериозно и да доведе до в пъти по-голяма маса на съоръжението (екваториално или дори на умерена ширина) спрямо аналогично, но поставено на полярна позиция.

П.П. обаче нещо картинката не е съвсем читава - пише 8 км/сек, пише и 4.9 же. Ако са имали пред вид същото, което съм разбал аз, нещо не се връзва - получавам 6.5 же центробежно ускорение за въртележка с радиус 1000 км и периферна скорост 8 км/сек (ускорението е значително по-голямо от единица и практически не се променя - става около 6.6 же след векторно добавяне на земното прителяне).
Но дори и 4.9 же ми изглежда голямо ускорение за пилотиран транспорт.

От горните съображения бих могъл да заключа, че такова съоръжение едва ли ще бъде реализирано по следните причини:
1. Едва ли ще е по-ефтино и по-рано технически изпълнимо от класическия стационарен асансьор.
2. След създаването на първия стационарен асансьор дори и аероваторът също да стане технически реализуем на съизмерима цена, то цената за поддръжката му е баснословна спрямо тази на стационарния асансьор.
3. няма много място за разгръщане на твъре много аероватори на земята, а и ще се прелита над много държави, които може да имат нещо против, а ако нямат - сигурно ще искат нещо в замяна на съгласието си, т.е. още оскпяване.
Единствено за полярните (вероятно само два на брой - по един на всеки полюс от съображения за сигурност) съм по-голям оптимист, но и там има трудности, които са свързани според мен предимно с обледеняването и ниските температури в хъб-зоната.
Струва си да се помисли евентуално за двустепенни (многостепенни) извънполюсни ротоватори (може да се мисли по не една схема! вкл. с аероваторна част)...
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
Елемаг
[Moderator]


Регистриран на: 01 Яну 2004
Мнения: 27533
Местожителство: София

МнениеПуснато на: Сря 16 Май 2007, 17:49    Заглавие:  

Cool Cool Cool
Трём небольшим космическим аппаратам не удалось размотать в космосе канат длиной в один километр, сообщает New Scientist.
Когда-нибудь, возможно, такие канаты будут использоваться для корректировки орбит спутников, позволяя компаниям, занимающимся их изготовлением, экономить на топливе. Также подобными нитями можно будет связывать несколько аппаратов, к примеру, части одного телескопа.
Произошедшее может говорить о провале испытаний этого проекта. На прошлой неделе блок с условным обозначением Ted, который должен был размотать канат, успешно отделился от спутника Gadget. Сбой в системе ограничителя, однако, не позволил Ted завершить начатое дело и, в результате, нить размоталась всего на несколько метров. Роберт Хойт из компании Tethers Unlimited, которая занимается реализацией данного проекта, сказал, что инженерам фактически известно, из-за чего произошёл сбой, однако фирма пока не собирается разглашать эту информацию.
Данные, полученные с Gadget, тем не менее, могут помочь при изучении поведения каната в условиях микрогравитации. Специалисты также обсуждали вариант, когда Gadget должен был "подтянуться" к модулю Ted и повторить попытку, но он был отвергнут из-за повышенной опасности.
http://www.compulenta.ru

_________________
ЕДИНСТВЕНОТО ПРАВО НА ВРАГА Е ДА БЪДЕ УНИЩОЖЕН!
Click to see if image is larger
Да бъдеш добър е лесно. Трудно е да бъдеш справедлив!
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение Изпрати мейла 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Пет 18 Май 2007, 12:12    Заглавие:  

LiftPort изглежда са имали някакво сериозно финансово премеждие и сега се борят да излезат на печалба, за да могат да оцелеят... Дано успеят, иначе асансьорът като нищо останал за втората половина на века...
Цитат:
LiftPort - May General Newsletter

The rumors of our death have been greatly exaggerated.
As you've probably heard, Michael Laine lost his building last month, and with it went most of our funding. The majority of our day-to-day operations were funded directly from Michael's personal finances - the majority of which came from his commercial real estate. We're not done yet, however.

LiftPort Group has had to undergo some serious scrutiny and we've had to focus on a much narrower list of objectives in the near future. Almost all our focus, lately, is taking what we have already developed and making it into a commercial product, namely Tethered Towers.

Tethered Towers will be performing a public demonstration of our technology in June. If you think you might have an idea on how to utilize this product, we would like to encourage you to attend. We will be demonstrating our current capability and detailing our future capabilities. If you have a R&D department that could make use of this product, be sure to attend as well.

Keep your eyes peeled
We've been doing some interesting business planning and will be announcing it soon. Check our web site often for some exciting news.

Rolling, rolling, rolling...
Our blogs have been rolling regularly. Check in on them occasionally to see what we've been doing daily, or add them to your RSS feeds.

We do speaking engagements
We are available for speaking events. To have a speaker attend your gig, email us at events@liftport.com
Deadline...
Michael Laine, President of LiftPort Group, has set a hard date by which we must turn this company profitable. We must produce 25k/month in revenue by September 1st or we will be dissolving the corporation. It's possible. We have tons of books and other retail items yet to be sold, we have the Tethered Towers balloon product, we have great speakers, we even have a non-working nanotube furnace on the other side of the country that needs a lift. Some of these could produce that revenue on their own; several of them together should be able to do it.

Change the world!
We need more employees that can write their own paycheck. If you can help this company stay in business, do it. If you can sponsor, find sponsors, commercialize something we've done or can do, can find grants, can issue grants... The space elevator will be our generation's greatest accomplishment. Be a part of it.

We know all this sounds dire. It's not. We can and will succeed.

Не ми стана пределно ясно що за телекомуникационни кули точно предлагат на пазара:
http://www.liftport.com/tethered.towers.html
Споменават някакви 10 дни, които ще увеличават. Ако става дума за експлоатационен срок - нещо твърде кратък живот за телекомуникационно съоръжение е това - става само за осигуряване на временно покритие при извънредни събития (като фестивали, изложения и т.п.), като евентуално може да заинтересува и военните.
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
Елемаг
[Moderator]


Регистриран на: 01 Яну 2004
Мнения: 27533
Местожителство: София

МнениеПуснато на: Нед 20 Май 2007, 11:44    Заглавие:  

Cool Cool Cool
Трос толщиной со вселенную
С самого появления идеи космического лифта было ясно, что имеющиеся в распоряжении человека материалы не выдержат безумных нагрузок, которые испытает «паутинка», спущенная из космоса. Согласно полученным уравнениям, толщина оптимальной привязи по мере удаления от Земли сперва экспоненциально растет, затем на высоте двух-трех земных радиусов, по мере того, как силу земного притяжения компенсирует центробежная сила, рост толщины замедляется, и наконец вблизи геостационарной орбиты толщина становится постоянной.

Ключевой вопрос технологии космического лифта: насколько толстым станет канат в верхней точке. Расчеты показывают, что его толщина фантастически сильно зависит от свойств материала — его прочности и плотности. Если использовать обычную сталь (плотность 7,8 г/см3 , усилие на разрыв 2 гигапаскаля, что соответствует давлению 20 тысяч атмосфер), то расчетная толщина превысит видимые размеры Вселенной, что попросту лишает расчет физического смысла. Даже из лучших марок стали (5 ГПа) построить космический лифт совершенно нереально. Но если в несколько раз поднять прочность и снизить плотность материала, результат меняется кардинально.

Например, с уже известными человечеству материалами — паучьим «шелком» (1,3 ГПа при плотности 1,2 г/см3), углеродистым стекловолокном (2—5 ГПа при 1,9 г/см3), кевларом (3,6 ГПа, 1,4 г/см3) — толщина троса в верхней части получается от сотен километров до всего десятка метров. Впрочем, с инженерной и экономической точек зрения подобный проект все равно малореален. Собственно, именно отсутствие подходящих материалов и привело к тому, что на долгое время космические лифты обосновались исключительно на страницах фантастической литературы.

Второе дыхание идея космического лифта получила с появлением в 1991 году принципиально новых материалов — углеродных нанотрубок. Это протяженные цилиндрические структуры диаметром в считанные нанометры. Их можно описать как свернутые в тонкую трубочку плоские листы графита мономолекулярной толщины (хотя в реальности нанотрубки образуются иначе). В плоскости графитового слоя атомы углерода соединены в характерную гексагональную (шестиугольную) решетку, обладающую высокой прочностью, которую унаследовали и нанотрубки. По своей устойчивости на разрыв они более чем на порядок превосходят сталь и при этом имеют в шесть раз меньшую плотность. Нитка миллиметрового диаметра, состоящая из нанотрубок, теоретически могла бы выдержать груз в 60 тонн (усилие на разрыв 60 ГПа) и даже больше — самая оптимистичная приводимая в специальной литературе цифра составляет 300 ГПа.

Загвоздка, однако, в том, что сегодня никто не умеет изготавливать из нанотрубок нитки. Трубки, которые удается получить, имеют длину, измеряемую микронами, в лучшем случае — миллиметрами, и нет никаких гарантий, что параметры нитей из нанотрубок действительно когда-нибудь достигнут теоретических показателей. Во-первых, даже самая лучшая нить будет, конечно же, заметно менее прочной, чем отдельные ее волокна. Во-вторых, на прочность трубок самым плачевным образом влияют дефекты кристаллической решетки. Согласно мнению некоторых ученых, именно эти неизбежные дефекты станут непреодолимым препятствием для космического лифта. Ведь даже если в идеальных условиях мы и научимся изготавливать безупречные волокна, то повреждения от микрометеоритов и космических лучей, эрозия под действием атмосферного кислорода могут свести все усилия на нет.

Если мы попробуем подставить в формулы параметры углеродных нанотрубок, то верхняя часть троса получается всего на 20—50% толще нижней. Это значит, что трос в форме ленты толщиной с лист бумаги даже в самом широком месте не будет превосходить нескольких десятков сантиметров.

Click to see if image is larger
Углеродные нанотрубки под электронным микроскопом
Click to see if image is larger
Подъемник, построенный командой Мичиганского университета (справа), впервые поднялся на высоту 60 метров, получая энергию только от солнечных батарей. На это ушло 6 минут 40 секунд при зачетном времени 1 минута. Самым быстрым стал подъемник, созданный в Университете провинции Саскачеван (Канада). Он лишь на пару секунд не уложился в отведенный норматив. На снимке внизу: последние приготовления перед запуском канадского прототипа космического лифта. Обратите внимание, что для подъема используется не трос, а тонкая широкая лента. Это избавляет от проблем с ориентацией аппарата

_________________
ЕДИНСТВЕНОТО ПРАВО НА ВРАГА Е ДА БЪДЕ УНИЩОЖЕН!
Click to see if image is larger
Да бъдеш добър е лесно. Трудно е да бъдеш справедлив!
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение Изпрати мейла 
Орион

Регистриран на: 15 Мар 2004
Мнения: 905

МнениеПуснато на: Пон 24 Дек 2007, 11:35    Заглавие:  

Илюстрация на налична орбитална енергия оползотворима с асансьор.
Системата Плутон-Харон ( поради коледно-зимно-ледените асоциации )

Специфичната орбитална енергия на Харон от насгоящата орбита до повърхността на Плутон е

0.7 Мегаджаула на килограм. по цялата маса на Харон дава общо 10exp21 MJ Orbital Energy Reserve

или ТОТАЛ: 10exp27 J

ако сваляме на Плутон с космически асансьор снабден с линеен двигател по няколко хиляди тона материал в секунда бихме получавали по няколко Теравата * толкова колкото е тоталната мощност консумирана от цялото човечество на земята НО с няколко пъти по-голяма ефективност , поради крио-средата, позволяваща лесно използване на свръхпроводници и т.н. *

в продължение на над 10 МИЛИОНА ГОДИНИ!!!!!!!!!!!!

...............................................................................................................................

Ето сметките ми за проверка:

If the central body has radius R, then the additional energy of an elliptic orbit compared to being stationary at the surface is



For the Earth and a just little more than R / 2 this is (2a - R)g ; 2 a - R is the height the ellipse extends above the surface, plus the periapsis distance (the distance the ellipse extends beyond the center of the Earth); the latter times g is the kinetic energy of the horizontal component of the velocity.

Pluto mu = 871
R = 1 195 km
a = 19 571 km

Rate of change of the specific orbital energy for Charon mass vs. being stationary onto the Pluto surface is


0.7 MJ/kg or 700 000 J/kg

descending the whole Charon onto Pluto via tethers / orbital tower / bridge / ring, etc. ( mass of Charon = 1.52x10exp21kg multiplied by 0.7 MJ / kg )

gives total of ~ 10exp21 MJ Orbital Energy Reserve

or 10exp27 J

if downloaded ~1.5 tonne / 1500kg of Charon stuff on Pluto per second , it is power of ~1GW for ~ 10exp18 seconds long

or 2 TW which is

1.7 TW - Geo: average electrical power consumption of the world in 2001 , give times better efficiency, effectivelly it would be at least 5-10 times better usage and effect than
3.34 TW - Geo: average total (gas, electricity, etc) power consumption of the U.S. in 2005 [3]
or more like...

15 TW - Geo: average total power consumption of the human world in 2004
equal to 3000 tonnes or 3 000 000 kg per second.

Charon will last for 5x10exp14 seconds drained down to Pluto with rate of 3M kg per second...

16 million years!!!

.......................................................................................................................

Т.е. Плутон-Харон МОЖЕ да поддържа още едно ЦЯЛО човечество за десетки милиони години БЕЗ слънце, ядрена или друга енергия... все едно са единстветни тела във вселената. Пълна самодостатъчност. В Третото царство на СолСис -- КВО отбелязвам има стотици и хиляди системи като Плутон-Харон. Примерно специфичният гравитационен параметър на Ерис е над 1000. Богатството на тази зона е колосално -- има волатили, поне 1000 пъти повече маса отколкото Главния пояс... Енергията може да се подава за комически операции с плазмени шнурове на Болонкин на милиарди километри. Редките примери на големички тела без сателити - може да се куплират с други подобни в близост чрез разни моментообменно-електрически системи.

Плутон: площ = Русия. Или около 2х Китай Smile Повърхностна гравитация - към 6% земната или към една 17-та же. Скорост на избягване - 1.2 км.с. или в артилерийския обхват.

Весели празници!
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
SpaceDreamer

Регистриран на: 17 Май 2005
Мнения: 807

МнениеПуснато на: Пон 24 Дек 2007, 23:53    Заглавие:  

Имах време само да диагонализирам постинга ти (напълно шунтирайки всички сметки).
Иначе вероятно щях да съм на ясно вече, но при това положение бих попитал:

Каква енергия ще е нужно да вкараме в електродвигателя, който ще смъква тези няколко хиляди тона в секунда? От къде и как ще се получава тя?

По принцип, струва си да се дискутира и каква ще е оптималната поддържана скорост на въртене на системата Плутон-Харон, но това вече е отделна подтема.
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение 
Елемаг
[Moderator]


Регистриран на: 01 Яну 2004
Мнения: 27533
Местожителство: София

МнениеПуснато на: Пон 24 Дек 2007, 23:58    Заглавие:  

Cool Cool Cool
Основния проблем е при материалите. Те са все още дълбоко хипотетични.

_________________
ЕДИНСТВЕНОТО ПРАВО НА ВРАГА Е ДА БЪДЕ УНИЩОЖЕН!
Click to see if image is larger
Да бъдеш добър е лесно. Трудно е да бъдеш справедлив!
Върнете се в началото
Вижте профила на потребителя Изпратете лично съобщение Изпрати мейла 
Покажи мнения от преди:   Сортирай по:   
Страница 16 от 18 [266 Мнения]   Иди на страница: Предишна 1, 2, 3, ..., 14, 15, 16, 17, 18 Следваща
Създайте нова тема   Напишете отговор Предишната тема :: Следващата тема
 Главната страница » krile.net - ГРАЖДАНСКИ АВИАЦИОНЕН ФОРУМ » Космонавтика
Идете на:  

Не Можете да пускате нови теми
Не Можете да отговаряте на темите
Не Можете да променяте съобщенията си
Не Можете да изтривате съобщенията си
Не Можете да гласувате в анкети

[ Time: 0.0920s ][ Queries: 12 (0.0080s) ][ Debug on ]

 
Copyright ©2006-2012 Air Group 2000 Ltd. All rights reserved. support@airgroup2000.com

eXTReMe Tracker