[image]

Атмосферный дайвер

Производство и запасание рабочего тела на низкой орбите для многоразовых систем
Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6 7
+
-
edit
 

Zenitchik

старожил

Дем> Для нетотечного оно тоже верно

Отнюдь. Нарисуй землю и орбиту в масштабе.
Или ты собираешься спутников на орбите через каждые 250 км натыкать?
   92.0.4515.15992.0.4515.159
+
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал

☠☠
Zenitchik> Или ты собираешься спутников на орбите через каждые 250 км натыкать?
А в чём проблема? Нынешние созвездия именно такие, на тысячи аппаратов. Тут получится где-то 3000 минимальное созвездие.
   91.091.0
IM Татарин #16.11.2022 17:04
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Откуда интерес к VLEO? Затраты на спутники часто растут вместе с их высотой полета.

Уменьшение высоты полета спутника с 650 до 160 км приводит к 64-кратному снижению мощности радара, 16-кратному снижению мощности антенны связи и 4-кратному уменьшению диаметра оптической апертуры для достижения того же разрешения съемки.
Считается, что VLEO-спутники позволят производить фотосъемку поверхности Земли с разрешением 10 см на пиксель.

«Все это непросто осуществить, но экономический эффект потенциально очень велик, если вы сможете воплотить эти идеи в жизнь», - отмечает Питер Робертс, научный руководитель космической тематики Института аэрокосмических исследований Манчестерского университета.

Спутники VLEO могут быть цилиндрическими или заостренными, как наконечник стрелы, чтобы уменьшить атмосферное сопротивление. Аэрокосмическая корпорация США рассматривает VLEO как перспективное приложение для DiskSat, спутника в форме пластины.

Полеты спутников на малых высотах могут снизить стоимость спутникового созвездия, считает генеральный директор компании «SAN FRANCISCO — Skeyeon» Рон Риди.

В 2017 году «я попросил мою команду доказать, что это не сработает. Спустя год они сказали: мы не только не можем доказать, что это не сработает, мы думаем, что доказали, что это сработает», - рассказал он.
С тех пор базирующаяся в Сан-Диего компания Skeyeon разрабатывает и тестирует ключевые компоненты для группировки малых спутников, занимающихся съемкой Земли с высоким разрешением с высоты около 250 километров.

Skeyeon не одинок на этом пути. Компания Earth Observant из Сан-Франциско и компания Albedo из Остина, штат Техас, также собирают деньги для отправки спутников на экстремально низкую орбиту (VLEO).

Генеральный директор Albedo Тофер Хаддад начал думать о VLEO, когда задался целью получить технологию космической фотосъемки поверхности Земли с разрешением 10 сантиметров на пиксель. Сейчас его стартап собрал $10 млн для созвездия спутников размером с холодильник для сбора ооптических изображений с разрешением 10 сантиметров и тепловизионных изображений с разрешением в два метра.

Компания Earth Observant в интересах ВВС США разрабатывает спутник, способный собирать изображения с разрешением 25 сантиметров и передавать данные на истребитель по запросу «за считанные минуты».

Тем временем Европейский союз выделил 5,7 миллиона евро (6,7 миллиона долларов) на исследовательскую программу Discoverer, Horizon 2020, направленную на «радикальную модернизацию» спутников наблюдения Земли для полетов на малых высотах.

А Институт космических систем Университета Штутгарта в Германии финансирует разработку воздушного электрического двигателя, двигателя, который использует атмосферные частицы в качестве рабочего тела для спутников VLEO.
   107.0.0.0107.0.0.0
CA Fakir #18.11.2022 18:42  @Татарин#16.11.2022 17:04
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> А Институт космических систем Университета Штутгарта в Германии финансирует разработку воздушного электрического двигателя, двигателя, который использует атмосферные частицы в качестве рабочего тела для спутников VLEO.

Не они одни, и не первый год.
   56.056.0

Zenitchik

старожил

Xan> Берём глубокий стакан. Тогда молекулы, ударившись о дно, потом ударятся о стенки. Несколько раз. И остынут.

А я придумал, как этот стакан усовершенствовать. На входе нужно поставить систему соосных кольцевых отражающих хреновин, с параболическим профилем и общим фокусом (типа как на рентгеновских телескопах). Таким образом, те частицы, которые отразятся от этой системы, пройдут через известную нам точку. Те, которые пройдут прямо по оси аппарата - в общем, тоже, потому что фокус находится на этой оси.

Далее, за фокусом (вернее, с него), начинается "кишка" из последовательных эллипсоидных поверхностей, таких, что задний фокус предыдущей является передним фокусом следующей. В принципе, система может быть и не соосной, это надо рисовать и смотреть.

Смысл в том, чтобы частица, отражающаяся от стенок стакана, летела дальше в стакан, а не наружу. А до дна долетала только после большого числа отражений от стенок.
   108.0.0.0108.0.0.0

Xan

координатор

Xan>> Берём глубокий стакан. Тогда молекулы, ударившись о дно, потом ударятся о стенки. Несколько раз. И остынут.
Zenitchik> А я придумал, как этот стакан усовершенствовать. На входе нужно поставить систему соосных кольцевых отражающих хреновин,

Зеркальности не получится, поверхность будет довольно "матовая".
И даже если сделать зеркальность, она быстро покарябается.
Ну, разве что, жидкий металл использовать. :)
   99

Zenitchik

старожил

Xan> Зеркальности не получится, поверхность будет довольно "матовая".
Xan> И даже если сделать зеркальность, она быстро покарябается.

Так нам же не свет отражать, а частицы газа. Или "матовая" - в смысле углы отскока будут непредсказуемыми?
   108.0.0.0108.0.0.0
+
+1
-
edit
 

Xan

координатор

Xan>> Зеркальности не получится, поверхность будет довольно "матовая".
Xan>> И даже если сделать зеркальность, она быстро покарябается.
Zenitchik> Так нам же не свет отражать, а частицы газа. Или "матовая" - в смысле углы отскока будут непредсказуемыми?

Да, конечно.
Поверхность изначально бугристая, потому что "атомы = шарики, а не плитки".
См. фотографии атомов. :)

Но при небольших углах направление отскока будет примерно зеркальным.
Но радости от этого немного, потому что скорость молекул (перпендикулярная движению спутника) в атмосфере всего на порядок меньше скорости спутника, так что даже зеркалом их не сфокусировать лучше, чем в десять раз.
   99

Zenitchik

старожил

Xan> Но радости от этого немного, потому что скорость молекул (перпендикулярная движению спутника) в атмосфере всего на порядок меньше скорости спутника, так что даже зеркалом их не сфокусировать лучше, чем в десять раз.

В таком случае изначальный вариант "стакана" в улучшении геометрии не нуждается: если всего на порядок, то большинство частиц будут попадать в "стакан" существенно несоосно, и неизбежно столкнутся с его стенками. А, поскольку этих частиц за бортом неисчерпаемо, то на долю - пусть даже 0,1 - которые выскакивают, можно просто плюнуть.
   108.0.0.0108.0.0.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Zenitchik> А я придумал, как этот стакан усовершенствовать. На входе нужно поставить систему соосных кольцевых отражающих хреновин, с параболическим профилем и общим фокусом (типа как на рентгеновских телескопах).

Как-то примерно так и делается. Вернее, это не то чтобы делается, известные опытные (наземные) образцы устроены по другим подходам, но такой вариант тоже мыслим (см. ссылку) - не делают ИМХО потому, что технологически сложнее.

О возможности использования холловского двигателя на забортном воздухе для удержания космического аппарата на низкой околоземной орбите

В работе рассмотрены вопросы использования холловского двигателя на забортном воздухе для поддержания низколетящего космического аппарата на рабочей высоте орбиты. Предложена схема двигательной установки, включающая конфузор для захвата нейтральных частиц, воздушный канал и двигатель. Сформулированы физические и конструктивные ограничения, накладываемые на использование забортного газа в качестве рабочего вещества двигателя. Получены зависимости, позволяющие рассчитать основные проектные параметры двигательной установки, в том числе средний диаметр канала, степень сжатия конфузора, критическое напряжение разряда и т.д. Рассчитан диапазон высот, на которых возможно удержание при использовании доступных бортовых мощностях для типовых размеров космических аппаратов. //  cyberleninka.ru
 

Важно соблюдать условие, чтобы углы были малы. Тогда есть шанс диссоциации избежать, и вообще.
Это кое-как годится для воздухозаборника ПВЭРД (сателлоида) - тем более что там, к радости конструктора, нет требования остановить поток, охладить и собрать газ; более чем достаточно притормозить, чуть сжать, ионизировать, ускорить и выкинуть.

Но эти требования и ограничивают довольно сильно диаметр воздухозаборника, со всеми вытекающими.
   56.056.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Xan> Но радости от этого немного, потому что скорость молекул (перпендикулярная движению спутника) в атмосфере всего на порядок меньше скорости спутника, так что даже зеркалом их не сфокусировать лучше, чем в десять раз.


И 5 уже здорово. Так-то скорее 2-3.
   56.056.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Zenitchik> А, поскольку этих частиц за бортом неисчерпаемо, то на долю - пусть даже 0,1 - которые выскакивают, можно просто плюнуть.

Не менее порядка половины частиц, приходящихся на сечение ВЗ, улетит обратно.
   56.056.0
+
-1
-
edit
 

Xan

координатор

Zenitchik> В таком случае изначальный вариант "стакана" в улучшении геометрии не нуждается:

Да.
Если длина свободного пробега порядка размеров стакана, то в нём получится ударная волна с сильно уплотнённым газом. До десяти раз. В который будут влетать и "увязать" новые молекулы.
А на стенках этот газ будет отдавать своё тепло стенкам и ещё уплотняться охлаждаясь.
Около дна будет довольно плотный остывший газ, который уже можно насосом попробовать ещё больше сжать.
Увеличение плотности будет примерно равно отношению квадратов скорости спутника и скорости молекул остывшего газа на дне стакана. Это раз в сто-триста.
А длина свободного пробега из метров станет сантиметрами.
Давление, очевидно, будет равно скоростному напору.

Вот такие, например, есть вакуумные насосы:
Вакуум — Википедия [Not image: 200, text/html; charset=UTF-8]
Мне такой насос легко накачал пробег в несколько сантиметров — вполне подошёл бы.
А на выходе у него была, очевидно, одна атмосфера.

КПД у них, небось, плохой, но зато они не тратят энергию, если нечего качать. Если нет молекул.
   99

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Xan> Если длина свободного пробега порядка размеров стакана, то в нём получится ударная волна с сильно уплотнённым газом. До десяти раз. В который будут влетать и "увязать" новые молекулы.

Да не будет и близко ничего подобного, ну 5 лет назад еще жевали.

Xan> Увеличение плотности будет примерно равно отношению квадратов скорости спутника и скорости молекул остывшего газа на дне стакана. Это раз в сто-триста.

"Не бывает".
Вернее, формально в некоторых моделях можно насчитать. Но за границами применимости этих моделей.


Xan> Вот такие, например, есть вакуумные насосы:
Xan> Вакуум — Википедия

Кстати, если хорошо разобраться в работе турбика - то уже будет б-м понятно и почему в ВЗ сателлоида так всё хитро.
   56.056.0

Xan

координатор

Fakir> Не менее порядка половины частиц, приходящихся на сечение ВЗ, улетит обратно.

Нет.
Иначе не существовало бы ударных волн.





А тут я стёр объяснения, написанные ранее.
   99
Это сообщение редактировалось 31.03.2023 в 20:44

Xan

координатор

Fakir> 5 лет назад еще жевали.

Да, я за 5 лет забыл, что с тобой спорить неполезно.
Так что умолкаю.
   99

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Xan> Нет.
Xan> Иначе не существовало бы ударных волн.

Да не бывает ударных волн при кнудсеновском течении!!!
:bangdesk:

Ну вот хоть напополам вывернись - а не получится!
Оно ведь не зря еще прозвано за жестокость Васильевичем - как...?
А ударные волны получаются - где...?


Или вот турбики наши любимые. Какая там окружная скорость лопатки?
   56.056.0

  • Fakir [01.04.2023 00:30]: Перенос сообщений в ...del

Zenitchik

старожил

Xan> Если длина свободного пробега порядка размеров стакана

Мне, по наивным соображениям кажется, что длина свободного пробега должна быть порядка диаметра входного отверстия. А протяжённость стакана - больше хотя бы на порядок.
   108.0.0.0108.0.0.0
+
-1
-
edit
 

Xan

координатор

Zenitchik> Мне, по наивным соображениям кажется, что длина свободного пробега должна быть порядка диаметра входного отверстия. А протяжённость стакана - больше хотя бы на порядок.

Примерно так.
Длина, интуитивно, должна быть больше диаметра.

Но надо учитывать, что на дне газ будет гораздо более плотный — он сжат (скоростным напором) и он охлаждён (о стенки стакана).
Так что длина может быть и не очень длинной. :)

Чтобы газ сжимался скоростным напором надо, чтоб большинство влетающих молекул передавали свой импульс газу на дне, а не стенкам.
   99
Это сообщение редактировалось 03.04.2023 в 19:35

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Xan> Длина, интуитивно, должна быть больше диаметра.
Xan> Но надо учитывать, что на дне газ будет гораздо более плотный — он сжат (скоростным напором) и он охлаждён (о стенки стакана).

При таких условиях для газа на дне просто не существует никакого скоростного напора - он его не чувствует.
   56.056.0
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Zenitchik> Мне, по наивным соображениям кажется, что длина свободного пробега должна быть порядка диаметра входного отверстия.

Это будет очень маленький воздухозаборник :) Ну или очень высокая орбита.
   56.056.0

Xan

координатор

Fakir> При таких условиях

Ты мне всё время а чём-то своём пытаешься рассказать.
Зачем?
   99

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir>> При таких условиях
Xan> Ты мне всё время а чём-то своём пытаешься рассказать.
Xan> Зачем?

Пытаюсь объяснить тебе основы МСС. Они не очень простые, хотя ничего совсем уж сложного. Но надо привыкать к некоторым вещам. (это не зазорно; подавляющее большинство, процентов 90%, даже физиков МСС знают плохо - у большинства нету этих курсов в учебной программе, у тех 20%, что есть, они обычно совсем куцые)
Может быть и действительно - зря пытаюсь.
   56.056.0

Xan

координатор

Fakir> Может быть и действительно - зря пытаюсь.

Угу.
Если объяснения противоречат реальности, они плохо заходят! :D

Но если ты очень хочешь продолжить спорить, то, для начала, объясни вот это твоё утверждение:

Fakir> Не менее порядка половины частиц, приходящихся на сечение ВЗ, улетит обратно.

=====

ЗЫ:
Для справки, вдруг кому интересно.
Высота в километрах, длина свободного пробега в метрах:
90	0,021
100	0,09
110	0,4
120	1,3
150	18
200	300
250	3000
   99
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Xan> Но если ты очень хочешь продолжить спорить, то, для начала, объясни вот это твоё утверждение:

Споришь - ты. Я тебе пытаюсь рассказать :)

Xan> Для справки, вдруг кому интересно.
Xan> Высота в километрах, длина свободного пробега в метрах:

Ну! Разве ж еще что-то непонятно?!

Даже в нулевом приближении на эти цифири можно опереться, хотя они и грубые. То есть они правильные, но "про другое". Ну я ж наверное еще раньше тебе говорил, что сечения - они не шарики, они зависят от.



ЗыСы С праздником ;)
   56.056.0
1 2 3 4 5 6 7

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru