Обитаемая Лунная База

Автор Алихан Исмаилов, 25.10.2014 02:57:42

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Алихан Исмаилов

Вот ещё одна прикидка.
Лунная Тормозная Механическая Система (назовём ЛТМС-600).

Алихан Исмаилов




 



  На холме высотой 648 м стоят две мачты из титана, допустим высотой 25м. Между ними натянут кевларовый трос, к которому прикреплён другой трос ведущий к барабану с намотанным на нём кевларовым тросом. Космический корабль при посадке на Луну подлетает к мачтам со скоростью 600м/с.  Это горизонтальная скорость. До этого корабль должен погасить скорость за счёт собственных двигателей соответственно равную 2.400-600=1.800м/с. Вертикальная скорость должна быть при этом равна 0м/с. Пролетая между мачтами корабль зацепляет трос и начинает его вытягивать с барабана расположенного между двумя мачтами. Тормозное ускорение которое должен сообщить космическому кораблю разматывающийся барабан с тросом должно составить 30 м/с. Тогда космический корабль вытянет весь трос за 20с. При этом пройденное расстояние космическим кораблём составит 5.700м. В этой точке, на высоте 324м, его горизонтальная скорость составит 0м/с, а вертикальная 32,4м/с. Далее корабль включает двигатели, гасит вертикальную скорость и садиться на поверхность Луны.

 





Lunatik-k

#882
Алихан, сообщите пожалуйста методику Вашего расчета.
Массу посадочной платформы, на момент захвата, тип кевларового тросса, масса троса, диаметр, выдерживаемое усилие натяжения, массу и диаметр барабанов на которых намотан трос, массу троса на каждом барабане, как Вы собрались регулировать величину тормозного ускорения, после зацепления за трос.

Расчетные формулы ?
Ростки правды похоронят империю лжи.

Алихан Исмаилов

Разложил в Excel по секундам:
570      270

540      240

510      210

480      180

450      150

420      120

390        90

360        60

330        30   4350

300          0   1350

4350    1350  5700



Уменьшая скорость на 30 м/с получил 20с.

Масса корабля зависит от прочности троса. Допустим есть трос диаметром 12мм. Он держит вес приблизительно 20т. Я беру 15т. Из этого следует что при замедляющем ускорении 30 м/с масса корабля при захвате троса должна быть 5т. Я принял что масса троса и барабана равна нулю. Массу барабана я не знаю. А масса троса диаметром 12мм и длиной 5.700м точно будет не более 700кг.
А высоту холма я взял из за времени 20с. Так как пока корабль вытягивает трос он продолжает падать под действием силы тяжести Луны.

t=sqrt2*h/g За 20с он упадёт до половины высоты холма 324м. Его вертикальная скорость при отстреле троса равна v=g*t

Алихан Исмаилов

ЦитироватьLunatik-k написал:
как Вы собрались регулировать величину тормозного ускорения, после зацепления за трос.
Понятия не имею. Предложите что нибудь.

Leonar

#885

ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Предложите что нибудь.
Вам идея еще...
С этого липездричество получать...

Leonar

ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Я принял что масса троса и барабана равна нулю
Лихо...
ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
А масса троса диаметром 12мм и длиной 5.700м точно будет не более 700кг.
ЦитироватьПлотность – 0,97...2,52 г/см3 (зависит от состава армирующего волокна; максимальный показатель соответствует стекловолокну, а минимальный – полиэтиленовому).
Источник: https://proinstrumentinfo.ru/kevlarovyj-tros-dlya-lebyodki-dlya-kvadrotsikla-avto-atv-tsena/
И
ЦитироватьПри эксплуатации кевларовых тросов необходимо помнить, что они неустойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения, а надёжность эксплуатации зависит от температуры: при низкой температуре кевлар теряет свою гибкость, а при высокой — имеет тенденцию плавиться.
Источник: https://proinstrumentinfo.ru/kevlarovyj-tros-dlya-lebyodki-dlya-kvadrotsikla-avto-atv-tsena/
ЦитироватьПри прочностных испытаниях усилие разрыва зависит от диаметра троса, и составляет: При диаметре 9 мм – не менее 47 кН; При диаметре 10 мм – не менее 58 кН; При диаметре 11 мм – не менее 78 кН; При диаметре 12 мм – не менее 98 кН.
Источник: https://proinstrumentinfo.ru/kevlarovyj-tros-dlya-lebyodki-dlya-kvadrotsikla-avto-atv-tsena/

Lunatik-k

#887
ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Разложил в Excel по секундам:
570      270

540      240

510      210

480      180

450      150

420      120

390        90

360        60

330        30    4350

300          0    1350

 4350    1350    5700
 
 
 
Уменьшая скорость на 30 м/с получил 20с.

Масса корабля зависит от прочности троса. Допустим есть трос диаметром 12мм. Он держит вес приблизительно 20т. Я беру 15т. Из этого следует что при замедляющем ускорении 30 м/с масса корабля при захвате троса должна быть 5т. Я принял что масса троса и барабана равна нулю. Массу барабана я не знаю. А масса троса диаметром 12мм и длиной 5.700м точно будет не более 700кг.
А высоту холма я взял из за времени 20с. Так как пока корабль вытягивает трос он продолжает падать под действием силы тяжести Луны.

t=sqrt2*h/g За 20с он упадёт до половины высоты холма 324м. Его вертикальная скорость при отстреле троса равна v=g*t
Алихан
т.к. тросс будет сматывать с обеих катушек, то общая длина троса будет 11400 метров.
т.е. масса тросса будет 1400 кг.

Меня интересует какой инерцией будет обладать трос в момент захвата, не оборвется ли он как нитка.

Горизонтальная скорость посадочной платформы приличная, в 10 раз выше, чем скорость истребителя при посадке на авианосец, там 60м/сек.

Импульс энергии посадочной платформы в момент захвата, пролета над ниткой(кевларовый трос) равен
Р = m*v = 5000*600 =  3000 тонн.

Тормозной импульс в начальный момет захвата равен
P = m*v = 1400*600 =  840 тонн. ( И это без учёта массы барабанов) 

Остается надеяться, что кевларовый трос имеет свойство моментально бесконечно растягиваться как резинка от трусов. 

Алихан как будете бороться с инерцией катушек и троса в момент захвата.

Конечно мой расчет неправильный т.к. нужно считать начальный момент инерции раскрутки барабанов.
Но все равно барабаны имеют приличную инерцию.
Нужно знать диаметр барабанов.
Ростки правды похоронят империю лжи.

Алихан Исмаилов

ЦитироватьLunatik-k написал:
Меня интересует какой инерцией будет обладать трос в момент захвата, не оборвется ли он как нитка.
Это хороший вопрос. :(  Вот например есть формула связывающая массы двух грузов с силой натяжения нити на блоке. Если принять что масса корабля М2, а масса троса М1.

T=(2*M2*М1*G)/(M2+M1). Если принять что ускорение G=600м/с^2 равно скорости, то выходит что трос не выдержит. Тогда надо увеличивать число тросов.
ЦитироватьLunatik-k написал:
т.к. тросс будет сматывать с обеих катушек, то общая длина троса будет 11400 метров.т.е. масса тросса будет 1400 кг.
Длина да. Но почему будет расти масса? Ведь будут два троса с меньшим диаметром, но держащие тот же вес что и один трос с диаметром 12мм.

Алихан Исмаилов

ЦитироватьLeonar написал:
а при высокой — имеет тенденцию плавиться.
Ну на Луне даже +140 градусов нет. Неужели он такой нежный.   :) 
ЦитироватьLeonar написал:
при низкой температуре кевлар теряет свою гибкость
Насколько низкой? Ну термостатируем барабан.
ЦитироватьLeonar написал:
что они неустойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения,
Придумаем какое нибудь покрытие или краску, или обернём чем нибудь.

Алихан Исмаилов

#890
Ну почему мы принимаем массу троса равную 700кг. Это же он на Земле весит 700кг. А на Луне в 6 раз меньше.

Denis Voronin

ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Ну почему мы принимаем массу троса равную 700кг. Это же он на Земле весит 700кг. А на Луне в 6 раз меньше.
Потому что _масса_ будет одинаковой везде, а _вес_ уже зависит от силы тяжести. По простому: когда мы говорим о разгоне или торможении - нас интересует масса, когда мы говорим о расчёте прочности крыши нас интересует вес.

P.S. Это самые азы физики, средняя школа.
Кривыми должны быть извилины, а не руки.

Denis Voronin

ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Космический корабль при посадке на Луну подлетает к мачтам со скоростью 600м/с.
Столкновение двух тел на таких скоростях ведёт к разрушению этих тел. В привычных единицах это 2160км/ч, что немножечько дохерищи для любых тросов и крюков.
Кривыми должны быть извилины, а не руки.

Leonar

ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
да. Но почему будет расти масса? Ведь будут два троса с меньшим диаметром, но держащие тот же вес что и один трос с диаметром 12мм
А ничего, что трос 12мм набирается из кучки мелких в 1мм ("держащих тонну)?
ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Насколько низкой? Ну термостатируем барабан.
И трос(проложим внутри охлаждающий и обогревающий провод или трубопровод...)
ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Придумаем какое нибудь покрытие или краску, или обернём чем нибудь.
Придумаем.
Но все это +к массе.
ЦитироватьDenis Voronin написал:
что немножечько дохерищи для любых тросов и крюков.
Не, если тросов дохерищи,если барабанище сможет "травить" трос с аналогичной скоростью в самом начале, то вполне и может быть.
Но все это дохерищи грамоздко и тяжело.

Алихан Исмаилов

Вот ещё формула для груза на тросе с барабаном. Т=M*(G-A), где М -масса груза на тросе, G -ускорение действующее на груз, А-ускорение действующее на трос. У нас трос на барабане находиться в покое, барабан не крутится. Значит А=0. Тогда просто Т=M*(G-0)=M*G=5.000*600=3.000.000Н. Это в первую секунду. Если один трос держит 100.000Н, то тогда потребуется 3.000.000:100.000=30 барабанов с тросами.
ЦитироватьLeonar написал:
Но все это дохерищи грамоздко и тяжело.
Да. Но это всё равно это можно сделать. Прочность тросов со временем будет повышаться. Либо можно увеличить диаметр единичного троса, чтобы держал 200.000Н.
Мне кажется что такую систему можно построить и испытать на Земле уже сейчас. Например так. Делаем тросовую систему. Ставим мачты. Делаем твердотопливную ракету. Делаем макет корабля и устанавливаем на ракету. Самолёт поднимает эту ракету и она стартует с какой нибудь высоты. Набирает скорость 600м/с, потом корабль отделяется и в полёте зацепляет трос. Или ещё как нибудь.

Leonar

Кстати -600м/c
А вы посчитали сколько топлива то экономится?
Запамятовал, какая ПН прилуняется?
А то может все же дешевле это топливо с собой возить, чем строить тормозную систему?
У нее ведь тоже и ресурс есть.

Leonar

#896
ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
. Но это всё равно это можно сделать. Прочность тросов со временем будет повышаться. Либо можно увеличить диаметр единичного троса, чтобы держал 200.000Н.
А космический лифт на Луне как? Может и с существующими тросами могет быть? Раз хренова туча тросов...
Тогда вообще топлива на спуск ненадь.

Denis Voronin

ЦитироватьLeonar написал:
Не, если тросов дохерищи,если барабанище сможет "травить" трос с аналогичной скоростью в самом начале, то вполне и может быть. Но все это дохерищи грамоздко и тяжело.
Погоди с тросами, из чего крюк то делать? (ну, кроме кубометра железобетона)))
Кривыми должны быть извилины, а не руки.

Алихан Исмаилов

ЦитироватьLeonar написал:
А вы посчитали сколько топлива то экономится?
Нет. Не считал.
ЦитироватьLeonar написал:
Запамятовал, какая ПН прилуняется?
Именно прилуняется 5.000кг.
ЦитироватьLeonar написал:
А космический лифт на Луне как? Может и с существующими тросами могет быть? Раз хренова туча тросов...Тогда вообще топлива на спуск ненадь.
Нет. Уже расчёты делали, ещё в прошлом веке. Тросов такой прочности у нас сейчас нет.

Алихан Исмаилов

Надо сделать две ,,Т,,-образные мачты.
По центру поставить электродвигатель. На конце мачты блок. Через электродвигатель и блок на конце мачты нужно перекинуть трос и соединить с устройством на рельсах, на вершине мачты к которому прикреплён трос с барабана. Когда корабль будет подлетать к мачте, включается электродвигатель и начинает вытягивать трос с барабанов, сообщая начальную скорость тросу. Если длина мачты 100м, а ускорение 25м/с, то на конце мачты на расстоянии 75 м от начала скорость троса будет 50м/с. Значит когда корабль будет захватывать трос, его скорость встречи с тросом составит 600м/с-50м/с=550м/с. Если сообщить ускорение тросу 30м/с, то на расстоянии 90м от начала ускорения троса его скорость составит 60м/с. А значит во время захвата скорость встречи корабля с тросом будет 600м/с-60м/с=540м/с.