Проект станции-сферы с центрифугой, собираемой и свариваемой в космосе

[m-s Gelezniak]

В помощь:
http://img-fotki.yandex.ru/get/3509/cmexoff.b/0_1576e_8b12e44f_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/3612/cmexoff.b/0_15392_d68d706c_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/3612/cmexoff.b/0_1576d_706652f2_orig
Двaдцaть метров тaм есть.
В простонaродии место нaзывaется Вaлины сиси.
 

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
В помощь:



Двaдцaть метров тaм есть.
В простонaродии место нaзывaется Вaлины сиси.
 

[SFN]

Вот фото которое показывает что архитекторы тказались от чистого фуллерова геодезика в пользу широтного деления на треугольники. По концепции принятой в этом топике для целей вывода на орбиту такое деление мало подходит т.к. треугольники уменьшаются по ширине от экватора к полюсам.

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:
Вот фото которое показывает что архитекторы тказались от чистого фуллерова геодезика в пользу широтного деления на треугольники. По концепции принятой в этом топике для целей вывода на орбиту такое деление мало подходит т.к. треугольники уменьшаются по ширине от экватора к полюсам.

Это чисто технологическое. Продиктовaнное нaличием векторa тяжести. Выложил обa вaринтa специaльно чтобы обрaтили внимaние.

[m-s Gelezniak]

Кстaти, этa оболочкa врaщaется или уже нет?

[SmartLion]

Кенгуру пишет:
Вы похоже не посмотрели анимированную картинку: http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum15/topic13853/message1145686/#message1145686 

В предыдущем комментарии я сам вам указывал на эту картинку, значит вы занимаетесь клоунадой. Очень жаль.

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
Кстaти, этa оболочкa врaщaется или уже нет?

Пока нет    

m-s Gelezniak пишет:
Это чисто технологическое. Продиктовaнное нaличием векторa тяжести. Выложил обa вaринтa специaльно чтобы обрaтили внимaние.

На эскизах как раз геодезик, а делают чаще с широтным делением. Хотя прочности такая конструкция не добавляет (она там выходит сверхнормативная). Такие купола просто получаются красивее. Ровные широтные линии и плавные спирали радуют глаз. Нужно только как то решить вопрос уменьшающихся треугольников у полюсов.

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:

m-s Gelezniak пишет:
Кстaти, этa оболочкa врaщaется или уже нет?

Пока нет    

m-s Gelezniak пишет:
Это чисто технологическое. Продиктовaнное нaличием векторa тяжести. Выложил обa вaринтa специaльно чтобы обрaтили внимaние.

На эскизах как раз геодезик, а делают чаще с широтным делением. Хотя прочности такая конструкция не добавляет (она там выходит сверхнормативная). Такие купола просто получаются красивее. Ровные широтные линии и плавные спирали радуют глаз. Нужно только как то решить вопрос уменьшающихся треугольников у полюсов.

Рaзгрузку (силовую) кaркaсa считaль легче. Дa и монтировaть.

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:

Рaзгрузку (силовую) кaркaсa считaль легче. Дa и монтировaть.

Все же думаю, что решающими при выборе является эстетические соображения. Геодезик не имеет такой ярко выраженной архитектоники. А эти - практически глобус, понятный со школьных лет.

[yalexk]

http://vsetke.ru/thumbnails/7ef/2a89179f77cf02f984d85776a5052978.jpg
просто картинка.

[Кенгуру]

О получении водорода в Сфере

Значит наша добрая подруга зелёная водоросль хлорелла, производит кислород под действием солнечных лучей в объёме в сто раз превышающий её собственный в сутки. И хорошо зарекомендовала себя в БИОС-3. Но этого мало, если бы нам ещё и водоросль которая производила бы водород или ещё какое-нибудь топливо, то мы могли бы поставить на борту двигатель-генератор, и получать ток безо всяких солнечных батарей.
 
 

Википедия:

Учёные Калифорнийского университета в Беркли в 1999 году обнаружили, что если водорослям не хватает кислорода и серы, то процессы фотосинтеза у них резко ослабевают и начинается бурная выработка водорода.

Водород может производить группа зелёных водорослей, например, Chlamydomonas reinhardtii. Водоросли могут производить водород из морской воды, или канализационных стоков.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4


2006 год — исследователи из Университета Билефельда и Университета Квинсленда генетически модифицировали одноклеточную водоросль Chlamydomonas reinhardtii таким образом, что она стала производить существенно большие количества водорода. Получившаяся водоросль-мутант Stm6 может, в течение долгого времени производить в пять раз больше водорода, чем его предок, и давать 1,6—2,0 % энергетической эффективности.

 http://goo.gl/sZ6l3I
 
 

Энергетическая эффективность для космоса наверное не так уж и важна, так как недостаток солнечного света восполняется увеличением зеркала, а избыток тепла отводится излучением в космос.
 
 
Второй подход к получению водорода - переработка биомассы. Это даёт ещё и утилизацию отходов, что может быть ещё и более важно, чем производство водорода. На МКС ведь биоотходы просто выкидывают.

Википедия:

 При термохимическом методе получения водорода биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500—800 °C (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется H2, CO и CH4.
Себестоимость процесса $5—7 за килограмм водорода. В будущем возможно снижение до $1,0—3,0.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Биоводород

У нас конечно не отходы древесины, но биомасса насколько понимаю, может быть и любая другая. Значит создаём биореактор, заполняем его биомассой, откачиваем оттуда воздух, направляем на реактор концентрированные солнечные лучи, получаем 800 градусов - начинается выделение водорода, метана и угарного газа. Метан и водород можно использовать как топливо, но что делать с угарным газом? Как его отделить? Первое что приходит - вымораживание. Помещаем полученный газ в бак который выставляем наружу, на холодную сторону станции. Если температура упадёт до -161,6 °C, то метан превратится в жидкость и его можно будет слить. Дальше если температура упадёт до −191,5 °C, то угарный газ превратится в жидкость, и его тоже можно будет слить, останется один водород. Дальше угарный газ можно будет обезопасить превратить в углекислый добавив к нему кислорода, и можно будет пускать его к хлорелле, чтобы она забирала из него углерод и выделяла кислород. Круговорот веществ замыкается.

Можно так сделать?

[Кенгуру]

SmartLion пишет:
В предыдущем комментарии я сам вам указывал на эту картинку, значит вы занимаетесь клоунадой. Очень жаль.

Клоунадой занимается тот, кто делает вид, что не видит, что даже при максимальном зазоре треугольники лежат внахлёст, а не встык. Тыкну вам ещё раз эту картинку в качестве контрольного выстрела.

[Кенгуру]

m-s Gelezniak пишет:
В помощь:

А не знаете случайно в качестве помощи материал из которого сделан корпус модулей МКС и его толщину? Дабы нам было на что ориентироваться при расчёте веса Сферы.

SFN пишет:
 Такие купола просто получаются красивее. Ровные широтные линии и плавные спирали радуют глаз.

Однообразие и нечего рассматривать.

[m-s Gelezniak]

Кенгуру пишет:

m-s Gelezniak пишет:
В помощь:

А не знаете случайно в качестве помощи материал из которого сделан корпус модулей МКС и его толщину? Дабы нам было на что ориентироваться при расчёте веса Сферы.

AМг-6, 2-3мм

SFN пишет:
Такие купола просто получаются красивее. Ровные широтные линии и плавные спирали радуют глаз.

Однообразие и нечего рассматривать.

A зря.

[SmartLion]

в качестве контрольного выстрела.
 

А на виде сверху в анимации всё изображено не так. И в описании в первом посте про это ничего нет. А ещё может быть зазор между деталями по вертикали, тогда контакта не будет. Размеров опять нет. Если судить по: 

Кенгуру пишет:
А не знаете случайно в качестве помощи материал из которого сделан корпус модулей МКС и его толщину? 

то вы их просто не знаете. Без толщин листов и материала вести тепловой расчёт невозможно, поэтому говорить об отсутствии теплового расширения преждевременно. Но правильные вопросы вы начали задавать. К сожалению ответа не знаю, только по Бигелоу есть вот такая информация:

Технологии, используемые Bigelow Aerospace, почти не разглашаются. Внешняя поверхность станции состоит более чем из двадцати слоев различных материалов; суммарно они способны противостоять ударам космического мусора, движущегося с высокой скоростью. Часть слоев защищает от физической опасности, часть - от температурных перепадов. Теоретически надувная оболочка способна выдерживать колебания температуры от +121 до -128°С.

[Кенгуру]

Стыковка Союзов к Сфере

И детализация центрифуги. То есть центрифуга - это усечённая с двух сторон сферическая поверхность, разделённая на цилиндрические этажи, как более удобные.


Чтобы попасть из нижнего Союза на центрифугу, нужно выйти из него, двигаться вдоль поверхности сферы к солнечной трубе, потом направо вдоль солнечной трубы до лестницы, хватаемся за неё и спускаемся вниз по лестнице на центрифугу.

Напомню также картинку про солнечные трубы. Как-то от вас не было на неё никакой реакции.


Картинка анимированная. Кликайте чтобы посмотреть.

Масштаб на картинках один и тот же. Союз тоже в нормальном масштабе для Сферы в 20 метров.

[SFN]

Кенгуру пишет:

SFN пишет:
 Такие купола просто получаются красивее. Ровные широтные линии и плавные спирали радуют глаз.

Однообразие и нечего рассматривать.

Как говорил в фильме "Жестокий романс" Паратов про эстетические предпочтения: "Тетенька, у всякого свой вкус: один любит арбуз, другой свиной хрящик"    Кто-то любит абстракцию, а кто-то оп-арт. Я, кстати, супрематизм Кандинского уважаю.
Несколько раз пытался запустить программку Кенгуру, но, похоже, придется писать свою  

[Кенгуру]

Расчёт Сферы на прочность

По данным m-s Gelezniak ( материал корпуса - AМг-6, толщина - 2-3мм ) Источник: http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum15/topic13853/message1148154/#message1148154

1) Площадь поперечного сечения модуль МКС диаметром d1 = 4 м.
    S1 = Pi*(d1/2)^2
2) Площадь попер. сеч кольца оболочки модуля МКС толщиной l1 = 0.002 - 0.003 м.
    S2 = Pi*d1*l1
3) Площадь поперечного сечения Сферы диаметром d2 = 20 м.
    S3 = Pi*(d2/2)^2
4) Отношение площадей поперечного сечения Сферы к МКС.
    deltaS1 = S3/S1
5) Площадь поперечного сечения кольца оболочки Сферы должна быть во столько же больше.
    S4 = S2*deltaS1
6) Толщина кольца оболочки Сферы.
    l2 = S4/(Pi*d2) = (S2*S3/S1)/(Pi*d2) = l1*d2/d1;

   Считаем: ---
  При l1 = 0.003 м. толщина поверхности сферы l2 = 0.003*20/4 = 0.015 м. = 15 мм.
  При l1 = 0.002 м. толщина поверхности сферы l2 = 0.003*20/4 = 0.010 м. = 10 мм.

6) Объём такой оболочки Сферы.
   V1 = l2*4*Pi*(d2/2)^2 = 0.015*4*3.14*(20/2)^2 = 18,84 м^3
7) А вес такой оболочки Сферы при плотности AМг-6 равной r0 = 2640 кг/м3.
   m1 = ro*V1 = 2640 * 18,84 = 49 737,6 кг. = 50 тонн !!!
А Протон у нас выводит 23 тонны.

А вот интересно какое напряжение в кольце оболочки МКС.

8) Разрывающая сила при давлении воздуха в станции P1 = 1 атм. = 100 000 Па.
    F1 = P1*S1 = 100 000*12.56 = 1 256 000 Н
9) Напряжение в кольце оболочки МКС
    ___ S2 = Pi*d1*l1 = 3.14*4*0.003 = 0,03768 м^2
    Q1 = F1/S2 = 1 256 000 / 0,03768 = 33 333 333 Па = 33 МПа.

А между тем предел прочности для AМг-6 - 370 МПа.
Это чего МКС сделана с десятикратным запасом прочности? Не многовато ли будет? Или толщина стенок модуля выбирается исходя из того, сколько может вывести Протон? Типа если Протон может вывести на 10 тонн больше, то просто сделаем стенки модулей потолще, чтоб добро не пропадало.

Лист алюминия в полтора сантиметра толщиной - конечно впечатляет. Как его сваривать-то такой?

Всё так посчитал? Проверяйте.

[m-s Gelezniak]

Корпус (ещё и подкреплённый и фрезеровaнный) - несущий для нaчинки. Перегрузки при выведении для Протонa, помоему до семи же. Хотите глaдкую бочку для срaвнения. Что же, БО Союзa, те же 2 мм и Мг-6н. 

[m-s Gelezniak]

Тaк силовой нaбор учитывaть будем?