"Лунная" поверхность

Yuriy> Нашел! На графиках (стр 520-521) видно, что ОДИНАКОВО. Для скола и для всего остального.
Yuriy> Качайте сканы, убеждайтесь!
Поверхность Луны - это место покрытое пылью. Поэтому только поверхность, покрытая пылью может иметь свойства, как у остальной поверхности Луны. Если на том образце пылью покрыто 0.0027% - так тому и быть. А вся остальная поверхность образца тут непричем.

Bell> А грунт точно с поверхности? Или был присыпан?
Yuriy> Камень был.
Что "камень был"???

>>> Там все бред сивой кобылы.
sigm> Догадываюсь, но разбор интересно было бы почитать.
sigm> Жду с нетерпением

Да Вы что? Ученик 10-го класса, написавший такое, получил бы "парашу" и вылетел бы с треском. Неужели это надо комментировать? Мухин конкретно не понимает школьной физики. Ну, давайте сначала начнём.

>Если бы посадочный модуль просто упал на Луну с высоты своего зависания над ней, то он совершил бы работу, равную своему весу, умноженному на высоту падения. Вес модуля округлим до 1200 кГс, поскольку на высоте зависания еще не все топливо было выработано, а высоту зависания дал хиви Марков - 5,5 м от опор до поверхности Луны. Итого, работа падения будет 1200 х 5,5 = 6600 кГс м.

Итак, Мухин высчитал некоторую "работу падения". Что это такое? Над чем эта работа совершается? Подумаем. Если Мухин считает силу, приложенную к модулю (конкретно силу тяжести), то эта работа совершается над модулем. Т. е. он посчитал именно работу силы тяжести над модулем.

>С этой высоты модуль падал бы 2,6 сек. При этом средняя мощность его падения была бы: 6600 / 2,6 = 2538 кГс м/сек.

Тут Мухин просто впал в механический маразм. "Средняя мощность падения" - это действительно круто. Что это вообще такое? Средняя мощность работы, производимой силой тяжести над модулем? Судя по всему, так выходит.

>Но он спускался на реактивной струе двигателя и спускался 6 секунд, как утверждает Марков. Следовательно, средняя мощность спуска была: 6600 / 6 = 1100 кГс м/сек. До этой мощности мощность падения снизила мощность двигателя модуля, соответственно она в среднем была равна: 2538 - 1100 = 1438 кГс м/сек. Работая 6 секунд, двигатель совершил ра­боту: 1438 х 6 = 8630 кГс-м.

Не поняв, что он вычислил на самом деле, Мухин пошёл на новый круг механического маразма. Теперь он изобрёл ещё и "среднюю мощность спуска". Это, как видно, тоже мощность работы, производимой силой тяжести над модулем. Как эту мощность можно суммировать с мощностью двигателя, известно только Мухину. Похоже, он уверен, что любые величины одинаковой размерности можно суммировать. Давайте проверим хотя бы осмысленность такого суммирования: предположим, что благодаря работе двигателя модуль падал не 6 секунд, а 60 тысяч секунд. Т. е. допустим, что модуль фактически просто висит, уравновешенный двигателем. Тогда вычисленная методом Мухина "средняя мощность спуска" будет равна почти нулю, а мощность двигателя - исходным 2538-0 = 2538 кгс*м/с. Замечаем, что эта величина зависит от начальной высоты модуля: виси модуль вдвое выше, на 5,5 километрах, мощность двигателя по Мухину получилась бы в 1000 раз больше. Таким образом, Мухин открыл потрясающий физический закон: мощность двигателя, необходимого для зависания модуля, линейно растёт с увеличением высоты. Чтоб модуль висел на высоте 5,5 км над Луной, ему требуется двигатель мощностью в 1000 раз больше, чем для висения на высоте 5,5 метров. А для висения на высоте 5,5 миллиметров двигатель практически совсем не нужен: низэнько над Луной можно левитировать, просто дуя под модуль через соломинку.

Таким образом, выполняя все эти вычислянции, Мухин в действительности находит работу силы тяжести над модулем - но он каким-то макаром отождествляет её с работой двигателя. Хуже того - не с работой двигателя над модулем, а с работой двигателя над ГАЗАМИ. А это уже вдвойне плохо, потому что работа двигателя над модулем и работа двигателя над газами не имеют между собой ничего общего.

Ну ладно. Давайте поможем Мухину и оценим грубо ту энергию, которую ДЕЙСТВИТЕЛЬНО приобретают газы. При тяге 1,2 тонны и УИ 314 секунд движок сжигает за секунду ок. 4 кг топлива. Если считать удельную теплоту сгорания гептилового топлива примерно такой же, как керосинового (с точностью до десятков процентов это верно), т. е. ок. 10 МДж/кг, то за секунду выделяется 40 МДж энергии, а за 6 секунд - 240 МДж, т. е. 24 млн кгс*м. Вся эта энергия есть энергия движения молекул газа, и значительная её часть может быть израсходована на совершение работы над песком. Модуль, кстати, не уменьшает эту энергию, а увеличивает её, потому что он под действием силы тяжести совершает над газом ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ работу.

Таким образом, Мухин недооценил энергию газов примерно на 3 порядка (!!). Я думаю, на этом можно остановиться, потому что его подсчёты воздействия газа на частицы грунта представляют собой уже не бред, а просто бессвязный лепет полностью разложившегося сознания. Для тех, кто любит Мухина, тоже есть приятная новость: если воспользоваться реальным значением энергии газа (недооцененной Мухиным на 3 порядка), то линейные размеры мухинского кратера должны быть в 10 раз больше, т. е. не 2 метра, а полных 20.

Все свободны, все отдыхают.

Вот именно это меня и смутило - как он энергию считает. Поскольку на этом основаны все дальнейшие расчеты, дальше разбирать не стал, т.к. если неправильно вычислена энергия, то все дальнейшие расчеты просто не имеет смысла.
Я бы считал именно так как Вы - вычислил бы энергию сгорания топлива. А механической работой просто бы пренебрег.
Смущает, что энергия получается такой большой. 240 МДж - это 60 кг тротила между прочим. В условиях Луны этого действительно хватит на небольшой котлован.
А кстати, сколько реально там был кратер? (На фотках плохо видно). 10 см? Полметра?

Да, ужжж... Оценивать работу газов по перемещению модуля это круто. Классическая илюстрация к "ни ухом ни рылом". Но делает он это видимо просто для придания своему бреду пущего наукообразия. В дальнейшем он эту "работу" никак не использует а рассчитывает силу действующую на частицу по градиенту давления.

sigm> Я бы считал именно так как Вы - вычислил бы энергию сгорания топлива. А механической работой просто бы пренебрег.

Можно считать по кинетической энергии газа - секундный расход и скорость потока известны.

sigm> А кстати, сколько реально там был кратер? (На фотках плохо видно). 10 см? Полметра?

Несколько сантиметров. Визуально практически не заметно. Заметно только по тому что грунт под соплом гладкий, утрамбованый, верхний рыхлый слой полностью сдут.

Обычному человеку трудно себе представить как это может так быть - так сильно дуть на рыхлый грунт и практически ничего не раздуть. Чтобы это понять нужно посмотреть как дует на снег вертолёт или винтовой самолёт.

Кроме того, рыхлый этот грунт действительно только несколько верхних сантиметров, ниже он уже довольно плотный и слежавшийся. Сдуть его невозможно для посадочного двигателя.

Tico> Кроме того, рыхлый этот грунт действительно только несколько верхних сантиметров, ниже он уже довольно плотный и слежавшийся. Сдуть его невозможно для посадочного двигателя.

Внутри он тоже довольно рыхлый. Это заметно по тому что контактный щуп пропахал грунт на глубину больше чем глубина сдувания и при этом не сломался. Борозда от щупа проходит практически под центром сопла.
Тут просто струя снесла рыхлый шершавый верхний слой, а нижележащий слой утрамбовался и разгладился и газ "растекался" по нему в стороны ни за что не "цепляясь" и ничего не вырывая из слоя.

>>Можно считать по кинетической энергии газа - секундный расход и скорость потока >>известны.
Да, так даже проще. Можно и секундный расход не знать тогда, только УИ и тягу

Кстати, если так посчитать, то 3140 м/с и 4 кг/с получается вдвое меньше, чем у 7-40: не 40 мдж/с, а чуть меньше 20.

> И хотя Армстронг «вспоминает», что пыль от работы дви­гателя стало выносить с высоты 30 метров, но давайте не бу­дем жадничать и будем считать, что лишь половина этой ра­боты, то есть 4315 кГс, пошло на вынос грунта из-под «Апол-лона-11», а остальная работа погдла на расширение газовой струи в вакууме.

Буахаха! А давайте предположим что 1/10 работы пошла на вынос грунта? Или 1/100? Или 1/1000? Откуда он половину то взял? Хотя бы какое-нибудь обоснование привёл...
Вот такой он "технарь", этот Мухин. И вот такой пипл - читатель Дуэли, который легко захавает этот силос.
Юрий, скажите как специалист по Мухину - он чего, правда эту лабуду написал?

sigm> Кстати, если так посчитать, то 3140 м/с и 4 кг/с получается вдвое меньше, чем у 7-40: не 40 мдж/с, а чуть меньше 20.
Очевидно к.п.д. двигателя гдето 50%. Лишь половина энергии топлива преобразовалась в кинетическую энергию газа, а вторая половина потерялась с теплом ушедших газов.

Вообще-то злые языки говорят, что КПД ЖРД в районе 98%

Я конечно не специалист, но что-то мне подсказывает, что 50% - это катастрофически мало, тем более для вакуумного сопла.
Скорее, энергоемкость азотного топлива намного меньше, чем у кислородно-керосинового (как считал 7-40)

Bell>>вообще-то злые языки говорят, что КПД ЖРД в районе 98%
Во-во, Белл меня опередил

> По тем же данным. Средняя частица реголита на глуби­не в 30 см имеет размер 0,114 мм. Считая и ее сферой, я на­шел, что ее массу следует оценить в 0,0014 мГ, а площадь поперечного сечения - в 0,01 мм2.
> Считаем для простоты, что газовая струя из сопла проника­ет в реголит и по окружности сопла (диаметр - 1,37 м) создает зону со средним давлением, как подсчитали хиви: 1100 / 4775 = 0,074 кГс/см2 или 0,74 Гс/мм2.
> Проникшие в площади этого круга в реголит газы будут расширяться в горизонтальном направлении, толкая перед со­бой частицы реголита. Сила, с которой они будут это делать, будет равна разнице давлений перед частицей и за ней. Если смотреть от центра струи, то удельное давление перед частицей будет обратно пропорционально площади фронта давления перед ней, а за частицей - фронта давления за ней. Средневзвешенный диаметр внутри струи газов (такой, который делит ее сечение на две равные по площади части), будет равен √,372/2= 0,969 м, или 969 мм. Считаем, что при расчете средних значений это диаметр фронта давления за частицей. Диаметр фронта перед частицей будет больше на два диаметра частицы, т. е. на 2 х 0,114 = 0,228 мм. Это число увеличит внешний фронт по отношению к внутреннему на 0,228 / 969 х 100 = 0,024%. Соответственно сила, которая давит на частицы в пределах средневзвешенного радиуса будет равна: 0,74 Гс/мм2 х 0,00024 = 0,00018 Гс/мм2 или 0,18 мГс/мм2. Соответственно, на среднюю частицу с поперечным сечением 0,01 мм2 будет давить сила в 0,0018 мГс.

Почему в расчёте давления на частицу он исходил из 0.074 кГ/кв.см остаётся загадкой. Давление от границы сопла наружу будет падать постепенно с определённым градиентом и менно этот градиент давления и будет создавать перепад давления на частице.
Предположим для простоты что давление падает от 0.07кГ/кв.см (0.74 Г/кв.мм) до нуля на расстоянии 1 метр. (хотя в действительности это расстояние в разы больше).
Тогда градиент давления будет составлять 0.00074 Г/кв.мм/мм. То есть на каждом милиметре расстояния давление будет уменьшаться на 0.74 мГ/кв.мм. Средний размер частицы он взял 0.1 мм. На расстоянии равном размеру частицы перепад давления будет 0.074 мГ/кв.мм. Для простоты частицу будем считать кубиком со стороной 0.1 мм. Это уступка Мухину - такая частица имеет бОльшую площадь и менее обтекаема чем сфера диаметром 0.1 мм.
При указаном значении перепада давления на частицу площадью 0.01 кв. мм будет действовать сила в 0.00074 мГ. Всего то в 2.5 раза меньше чем получилось у Мухина. Если частица не кубик а шарик то эту величину надо уменьшить ещё на четверть. Итого в три раза.
Так как частица обтекаемая и будет иметь место перетекание газа со стороны большего давления на сторону меньшего то величину перепада надо ещё уменьшить.

Удельная теплота сгорания гептила+тетраксида конечно меньше, чем у керосина+кислорода. Кроме того, надо учитывать падение КПД из-за глубокого дросселирования двигателя...


Да еще - 314 сек равно не 3140, а 3077 м/с

Ну вот все вместе и дает разницу 50% где-то.

> Эта сила придаст частице ускорение, равное ее отношению к массе средней частицы: 0,0018 мГс / 0,0014 мГ = 1,3 м/сек2.

А тут вобще веселуха. Человек в школе то учился? Килограмм силы придаёт килограмму массы ускорение равное g, т.е 9.81 м/с2 а вовсе не 1 м/с2. Неужели это можно не знать?
А ускорпение в 1 м/с2 придаёт сила в 1 Ньютон.
И этот кадр заявляет что он технарь и инженер-металлург? Вот уж верно он о себе сказал: БЫВШИЙ инженер-металлург. А ныне воинствующий невежественный журноламер.

> Давайте примем (теперь уж без этого не обойтись), грунт выносился с площади с радиусом, примерно равным двойному радиусу сопла, т. е. с круга диаметром 3 м,

Это тоже очевидный бред. Полчается, что у Мухина струя газов в вакууме почти не расширялась

Bell>>Удельная теплота сгорания гептила+тетраксида конечно меньше, чем у
керосина+кислорода.
Вот и я о том же.
Bell>>Кроме того, надо учитывать падение КПД из-за глубокого дросселирования двигателя...
Да, про дросселирование я не подумал. А на сколько может снизится кпд из-за этого?
Bell>>Да еще - 314 сек равно не 3140, а 3077 м/с
Это верно, но разница в скорости всего 1%, в энергии - 2 %. Это пустяки.

В общем-то это все придирки. Насамом деле разница в 2 раза тут мало что значит, на выводы особо не влияет. Так, просто для точности.

sigm> Вот именно это меня и смутило - как он энергию считает. Поскольку на этом основаны все дальнейшие расчеты, дальше разбирать не стал, т.к. если неправильно вычислена энергия, то все дальнейшие расчеты просто не имеет смысла.
sigm> Я бы считал именно так как Вы - вычислил бы энергию сгорания топлива. А механической работой просто бы пренебрег.
sigm> Смущает, что энергия получается такой большой. 240 МДж - это 60 кг тротила между прочим. В условиях Луны этого действительно хватит на небольшой котлован.

Тротил - довольно хреновое топливо, если им топить печь. Бензин с кислородом по массе где-то вдвое эффективнее. Но котлован будет, если взрывчатку закопать и взорвать. Тогда её энергия вся пойдёт на выброс грунта. А если тот же тротил сложить на поверхности и аккуратно сжечь - котлована не будет.

sigm> А кстати, сколько реально там был кратер? (На фотках плохо видно). 10 см? Полметра?

Несколько сантиметров углубление.

sigm> Кстати, если так посчитать, то 3140 м/с и 4 кг/с получается вдвое меньше, чем у 7-40: не 40 мдж/с, а чуть меньше 20.

Так я посчитал полную тепловую энергию, а какая часть пошла в кинетическую - не считал, ограничился тем, что "значительная её часть может быть израсходована на совершение работы над песком". Потом, с оценочной целью, просто уже говорил про 3 порядка, хотя если поделить 240 МДж на мухинскую оценку, будет ок. 2,5 тысяч.

Юрий, вам не стыдно за своего кумира? Где он купил диплом? Понятно почему он не работает по сцециальности - небось вышибли с формулировкой "профнепригодность". И пошёл бедняга в журноламеры скармливать жвачку таким же невеждам как он сам...

Старый> Юрий, скажите как специалист по Мухину - он чего, правда эту лабуду написал?

Абсолютно. У меня его книжка дома есть. В минуту жизни трудную, когда на сердце грусть, я читаю Мухина, и мне становится легче.

7-40> Но котлован будет, если взрывчатку закопать и взорвать. Тогда её энергия вся пойдёт на выброс грунта. А если тот же тротил сложить на поверхности и аккуратно сжечь - котлована не будет.

Если тротил даже взорвать в метре над поверхностью то котлована тоже не будет. Будет какраз то что мы наблюдаем у ЛМ.
А если двигатель закопать в грунт и там включить то котлован получится огого!