Наверное, ждать ответа от ув. Александра придётся долго: сейчас, небось, Великие Луки, потом будет Дмитров... А очередная фантазия на тему оболочки просится на бумагу (хоть бы и виртуальную).
Ведь если сделать оболочку теплового аэростатического ЛА (ТАЛА) двуслойной, да так, чтобы между слоями оставалась воздушная полость (см. картинку в сообщении #2 на http://forum.sla.ru/showthread.php?p=1031#post1031), то перепад температур между холодным наружным и горячим воздухом внутри оболочки можно поднять почти в 2 раза (а стало быть, возрастёт и подъёмная сила).
Это легко посчитать, использовав формулу конвективных теплопотерь из книги А.В. Таланова "Всё о воздушных шарах" (спасибо ему ещё раз за неё ). Ведь задавая произвольную температуру воздуха в полости между слоями, можно проверять, равны ли теплопотери через внутренний слой - теплопотерям через слой внешний (ведь кроме, как наружу, деваться им некуда).
Казалось бы, зачем утяжелять оболочку - ведь можно подогреть воздух до нужной температуры и горелкой (лишь бы оболочку не спалить)?
Так-то оно так, да только горючего на поддержание полёта будет уходить, грубо говоря, в 2 раза меньше - а значит, летать можно дольше (читай - дальше). Горелка может быть не такой мощной (читай - тяжёлой и дорогой). Существенно понижаются требования по термоустойчивости к внешнему слою - красивому и прочному (читай - дорогому), тогда как механически ненагруженный внутренний слой может быть сделан просто из полимерной плёнки (читай - дешёвой и лёгкой). При заданной грузоподъёмности ТАЛА можно уменьшить его размеры - а, стало быть, тепловой дирижабль (ради которого мы, собственно, всем этим делом и занимаемся) будет компактнее (читай - быстрее и маневреннее).
В общем, на выставке НТТМ, которая будет проходить на ВВЦ 20-24 июня с.г., мы представляем модель такой оболочки, с которая испытанная зимой 5-кубовая наша модель (см. http://forum.sla.ru/showthread.php?t=229 )поднимется (надеюсь) в воздух, подогреваемая всего лишь спиралью от киловаттной электроплитки. Естественно, это всего лишь макет, который нельзя считать свободным аэростатом; но что характерно - при удалении внутренней оболочки (из 15-микронного полипропилена) модель не взлетает (не хватает мощности горелки), а с внутренней оболочкой - должна, согласно расчётам, взлететь. Хоть и стала граммов на 200 потяжелее.
Может, конечно, всё изложенное и не ново (как оказалось с открывающимися щелями в оболочке); но это меня волнует мало. Больше волнует, чтобы не оказались мои прикидки фикцией. Для выявления чего и выношу их на суд виртуальной общественности.
Отправлено: 23.06.06 15:28. Заголовок: По вопросу двойных и более оболочек
Двойные оболочки в настоящее время применяются в основном для установления рекордов. На самом деле именно оболочка, а вовсе не горелка, как иногда думают пилоты, является основным растратчиком тепла. Использование двойной оболочки действительно примерно в два раза (чуть меньше) снизит расход топлива. Создание летающего термоса полностью может решить основной недостаток теплового воздухоплавания, а именно большие потребные расходы газа. Так что Viktor, вы стоите абсолютно на правильном пути. Почему не применяются двойные оболочки широко в настоящее время? Основная причина - чисто экономическая. Создание (производство) такой оболочки при существующих ценах на газ, пока не окупит затраты в процессе эксплуатации. При росте цен на газ и снижении на материалы из которых изготавливают оболочку картина изменится, причем по моим оценкам это произойдет в течении ближайших 5 лет.
Объективности ради отмечу, что два цикла обещанных в той дискуссии испытаний пока не дали ожидаемого положительного результата: 1. Анализ неуспеха первого цикла (подъёмная сила одинарной оболочки оказалась много ниже расчётной) показал, что обозначенная на спирали электроплитки мощность 1 кВт обозначает Бог весть что. Поскольку при замере сопротивления нихромовой нити (и чего мы не замерили его раньше?) оно оказалось равным ~45 Ом. Значит, при напряжении постоянного тока в 220 В сила тока получается равной ~4,9 А, то есть мощность как раз и выходит 1 кВТ (и даже больше). Но ток-то ведь у нас переменный! Стало быть, эффективное значение напряжения (а значит, и тока) в корень из 2-х раз меньше его амплитуды - то есть эффективная мощность спирали меньше обещанного киловатта аж в 2 раза!!! "Двухкиловаттной" (номинально) нихромовой спирали, которая бы не перегорала на воздухе, нам найти не удалось; пришлось ставить (параллельно первой) вторую номинально "киловаттную" спираль. Чтобы они не закорачивались друг о друга, пришлось менять геометрию намотки спиралей, и это съело всё время подготовки в выставке НТТМ. 2. Попытка запустить шар с двойной оболочкой прямо на выставке не была доведена до конца, поскольку не вписалась в ритм выставки. Шар с включённой спиралью оторвался, правда, от стартового стола; но наддув его стартовым феном при этом продолжался, а значит, в оболочку поступала дополнительная мощность. А при выключении подогрева фена почему-то сработал 6-амперный защитный автомат. Конечно, время наддува и подогрева феном (да и спиралью) было, вполне возможно, недостаточным; но настораживает то, что внутренняя оболочка в некоторых местах отчётливо прижималась ко внешней, а значит, теплопотери в этих местах были выше расчётных. Кроме того, хотелось бы аккуратнее посчитать потери на излучение, идущее мимо оболочки.
В общем, сейчас идёт разбор полётов и устранение выявленных недостатков конструкции. После чего испытания продолжим. При первой возможности.
С уважением ко всем
PS. Ув. Александр, а не дадите ли ссылочку на описания тепловых аэростатов, в которых реализованы обсуждавшиеся здесь конструктивные решения: открывающиеся щели и двойную оболочку. А то что-то я в Интернете ничего не нахожу. Заранее спасибо.
Отправлено: 17.07.08 03:46. Заголовок: Больше волнует, чтоб..
цитата:
Больше волнует, чтобы не оказались мои прикидки фикцией. Для выявления чего и выношу их на суд виртуальной общественности.
А где прикидки-то? Сла.ру, к сожалению, не открывается.
Сегодня обнаружил буквально следующее: http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_balloon , стало быть, захотелось сделать аналогичное изделие, но с двойной оболочкой - внешняя прозрачная, а внутренняя чёрная. И передо мной возник тот же вопрос - как рассчитать температуру внутри оного изделия. И оптимизировать конструкцию (т. е. главным образом расстояние между оболочками).
Ежели действовать по законам школьной физики, то получится, что однооболочечный аэростат вообще не должен летать - его ничего не отделяет от внешней среды, а стало быть, всё тепло, которое он получает от солнца, должно мгновенно передаваться внешней среде. Понятно, что это не совсем так. Исходя из данных на сайтах, температура там выше наружной где-то на 20-30 градусов. Таким образом, надо как-то учитывать теплоизолирующие свойства окружающего воздуха - видимо, надо составлять уравнение теплопроводности и символьно его интегрировать (по идее, для сферического случая оно интегрируется). Конечно, самое мерзкое в этой задаче - то, что воздух имеет свойство перемешиваться, а это уже аэродинамика, в которой я, к сожалению, ни бум-бум.
Однако это не все аспекты оной задачи. Теплопроводность воздуха довольно мала - 3*10^-2 вт/м^2, так что при расстоянии между стенками 10 см (и отсутствии конвекции!) её вклад будет пренебрежимо мал по сравнению с 1500 ваттами на квадратный метр солнечного излучения. Основной же вклад будет давать тепловое излучение, известное в народе как излучение абсолютно чёрного тела. Видимо, в инфракрасном диапазоне оболочка шара будет почти абсолютно чёрным телом - при длинах волн порядка 8000 нм уже идут колебательные и вращательные подуровни, которых в аморфном теле с избытком. При 300 К тепловое излучение составляет 459 вт/м^2, а при 400 К - 1451 вт/м^2, т. е. величину, эквивалентную мощности солнечного света. При этом нельзя забывать, что от земли также исходит тепловое излучение и отражённый солнечный свет. В случае сферического шара в вакууме, т. е. пренебрегая конвекцией и теплопроводностью (однако считая внешнюю оболочку прозрачной для ИК, а землю абсолютно чёрной с температурой 300 К), получаем мощность теплового излучения около 625 вт/м^2 и стало быть температуру в районе 324 К, т. е. 51 градус по цельсию.
Сия оценка может измениться как в большую, так и в меньшую сторону. С одной стороны, мы не учли инфракрасное поглощение внешней оболочки и воздуха (к сожалению, пока что не нашёл спектр поглощения воздуха), а также отражение видимого света от земли. С другой стороны, всё может испортить конвекция (хотя с конвекцией можно бороться - поставить горизонтальные перегородки в межоболочечном пространстве). Плюс, к сожалению, чёрная оболочка будет не совсем чёрной в видимом диапазоне, и внешняяя оболочка будет довольно прилично этот диапазон отражать. Также не была учтена неравномерность температуры по объёму шара.
цитата:
Значит, при напряжении постоянного тока в 220 В сила тока получается равной ~4,9 А, то есть мощность как раз и выходит 1 кВТ (и даже больше). Но ток-то ведь у нас переменный!
220 вольт - это именно эффективное напряжение. Так что мощность вашей плитки будет как раз 1000 ватт, а вовсе не 500. Кстати, упомянутая вами пятикубовая модель по идее должна принимать на себя ни много ни мало 5 киловатт солнечного тепла - разумеется, в солнечный день. То есть ваша плитка - конечно, не капля в море, но далеко не главный источник энергии. Вы её в солнечный или в пасмурный день испытывали?
Кстати, а где достаётся тонкая плёнка? 15 или 8 мкм? Да ещё и чёрного цвета, наряду с прозрачным?
Отправлено: 17.07.08 17:57. Заголовок: Сайт СЛА сначала пер..
Сайт СЛА сначала переехал на другой сервер, потом загнулся из-за вирусных атак - в общем, я махнул на него рукой.
Прикидки базировались на формулах из упомянутой книги А.В. Таланова "Всё о воздушных шарах", которую пару месяцев назад можно было заказать и через Интернет. По этим формулам вычисляется мощность конвективных теплопотерь шарообразной оболочки заданного радиуса при заданных же температурах внутри и вне оболочки (никакой "мгновенной передачи энергии внешней среде" не бывает). Какая температура нужна внутри для того, чтобы шар летал - понятно из уравнения Клапейрона-Менделеева. Стало быть, понятно, и какую мощность надо для этого загнать внутрь оболочки: ровно такую же, как унесено конвекцией (потерями на излучение, оказывается, можно пренебречь).
Двуслойная оболочка рассчитывается, исходя из представления, что оба слоя работают в одинаковых (с точки зрения конвекции) условиях, только роль наружного воздуха для внутреннего слоя играет воздух, находящийся под внешним слоем, в воздушной полости между слоями.
В Вашем случае, мощность конвективных теплопотерь внешнего слоя должна быть равна мощности солнечного излучения, поглощённого обоими слоями и отданного воздушной прослойке. Полная мощность, поглощённая внешним (прозрачным) слоем, будет, конечно, невелика (по моим представлениям, порядка 50 Вт/кв.м миделя), но пренебрегать им не стоит - в солнечных аэростатах счёт идёт на десятки граммов. Внутренний (чёрный) слой плёнки будет поглощать, ПМСМ, не более 200-400 Вт/кв.м миделя (из 1350 Вт/кв.м, падающих на Землю, минус, ПМСМ, 300-400 Вт/кв.м, отражённых или поглощённых внешним слоем оболочки), отдавая вовнутрь столько же, сколько уносится с него конвекцией в воздушную прослойку, а остальное - непосредственно в неё.
Думаю, на Excel'е несложно будет посчитать, какие будут температуры при этом и в воздушной прослойке, и внутри аэростата. Схему опыта по замеру предположенных величин сейчас прорабатываем; но характеристики солнечных тетраэдров (см. http://www.solar-balloons.com/prebuild.html ) примерно соответствуют тому, что обозначено как ПМСМ. Неравномерностью температурного поля внутри оболочки пренебрегают, даже прикидывая ЛТХ шаров с мегаваттными горелками, способными прожечь оболочку; так что в солнечных аэростатах я бы этим пренебрёг спокойно.
По оптимальной толщине воздушной прослойки мы сейчас только собираемся делать стенд для её экспериментального подбора; но есть два косвенных соображения. В немецком патенте на двуслойную конструкцию оболочки предусматривалось, что внешний слой крепится к внутреннему нитями длиной 2,5 см; таким образом, средняя толщина воздушной прослойки будет около 4-5 см (с учётом того, что автор предусматривает поддув этой прослойки). Задача подбора оптимальной толщины воздушной прослойки решают также при конструировании оконных конструкций: там оптимальным расстоянием между стёклами считается вообще 15-18 мм. Так что с 10 см у Вас, на мой взгляд, перебор: при такой ширине там будут развиваться потоки, исправно переносящие тепло с внутреннего слоя на внешний. Да и с потерей архимедовой силы в прослойке (всяко более холодной, чем воздух внутри) мириться неохота.
С мощностью электрической "горелки" я действительно напутал: думал, что 220 В - это амплитуда колебаний; но уже с год, как разобрался.
Чёрная плёнка поверхностной плотностью 11 г/кв.м берётся из мусорных пакетов; но там большой разброс для пакетов разных типов, так что нужно выбирать. Прозрачная плёнка 7,5 г/кв.м берётся из 20-метровой простыни (поищу дома образец, найду - напишу).
Очень рад, что появилось, с кем можно обсуждать эти вопросы. Спасибо.
Отправлено: 26.01.09 14:44. Заголовок: Виктор, хотелось бы ..
Виктор, хотелось бы установить с вами прямые отношения. Есть конкретные идеи. Если можете - бросьте свой адрес на мыло netman@nline.ru По поводу данной темы: найдите выход на космические КБ (НПО им. Лавочкина или ф-т "Орбита" МАИ, НПО "Энергия" или ИККИ - всё едино). Уже много лет как существует такой материал, называется "экранно-вакуумная теплоизоляция" (ЭВТИ). Это плёнка, металлизированная. По-моему, есть варианты очень лёгкие.
Адрес отправил, но усомнился в правильности Вашего адреса. Поэтому публикую ещё и здесь: aerostat4all@yandex.ru. А сайт наш aerostat4all@narod.ru
В реале можно увидеться хоть завтра (т.е. во вторник, 27.01.09): у нас с 12-00 будет районный тур выставки/конкурса под названием "Ярмарка идей на Юго-Западе". Мы выставляемся в школе № 1355 в Южном Бутово (см. http://idea.mosuzedu.ru/projects/rayon/roundinfo.html?round=10 ) Если приедете до 13-00, то сможете зарегистрироваться в качестве эксперта - заодно и нас поддержите :-))
Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки Rв.п, м2хС/Вт по "Строительным нормам и правилам", СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", при передачи тепла снизу вверх и вертикальных прослойках (толщина в см - R): 1 - 0.13 2 - 0.14 3 - 0.14 5 - 0.14 10 - 0.15 * При оклейке одной или обеих поверхностей воздушной прослойки алюминиевой фольгой термическое сопротивление следует увеличивать в 2 раза За счет коэффициентов теплоотдачи снаружи/изнутри еще добавляется R примерно 0,2 м2хС/Вт. Термическим сопротивлением собственно пластика оболочки пренебрегаем. Что-то по строительным нормам небогатая добавка от прослойки получается. Я думал получится лучше.
Виктор, не поделитесь формулой для определения теплопотерь оболочки? Книжку я обязательно куплю, вот только идти она до Хабаровска будет хорошо если 2 недели... По поводу солнечного аэростата (вчера все никак заснуть не мог, зацепила меня эта тема :-)) - мне кажется, нужно делать двойную прозрачную оболочку и внутри по косому диаметру натягивать "радикально черный" круг. Тогда будет более ровный прогрев объема, уберем "нагреватель" подальше от наружного слоя, добавим один теплозащитный слой (раньше черная пленка защищалась одним прозрачным слоем, теперь двумя). Почему косой диаметр - чтобы сориентировать его перпендикулярно лучам. В идеале еще и сделать оболочку внизу, за черным кругом, зеркальной. Простор для технического творчества эта тема дает колоссальный. Зацепили вы меня - сделал в субботу за вечер вот такую МОНЕТКУ: http://k0nstrukt0r.livejournal.com/30373.html Спасибо за выкройки.
Отправлено: 10.02.09 14:59. Заголовок: А.В. Таланов в книге..
А.В. Таланов в книге "Всё о шарах" приводит такую формулу для расчёта теплопотерь:
Q = D * S * (lambda^2 * deltaT * p)^(1/3) / (nu * Tср)^(2/3) * deltaT
где deltaT = Тв - Тн (разность температур внутри и снаружи оболочки), Тср = (Тв-Тн)/2 - среднее значение между ними, S - площадь оболочки, р - давление D - коэффициент, равный 0,37 lambda - теплопроводность воздуха, равная (видимо, при нормальном давлении) (Тср - 273) * 7,1 * 10^(-5) + 0,024 nu - динамическая вязкость воздуха, равная (видимо, при нормальном давлении) ( (Тср - 273) * ) * 0,104 + 13,6 ) * 10 ^(-6)
Вывести эту формулу или сопоставить её с другими источниками: хоть из СНиПов, хоть из книги Ю.С. Бойко "Воздухоплавание" - я пока не собрался. Да и А.В. Таланов - автор очень компетентный и уважаемый, так что перепроверять его выкладки - особого смысла не вижу.
Что касается двойной оболочки, то рассуждать можно так.
При заданной мощности теплопотерь (равной мощности горелки) приведенную выше формулу можно использовать для вычисления (точнее - подбора параметра с помощью Excel) температуры Тв внутри однослойной оболочки. Именно при этой температуре внутренняя и внешняя конвекция будут обеспечивать ровно такой тепловой поток Q, мощность которого равна мощности горелки. Несколько огрубляя, можно считать, что это температура всей массы воздуха в оболочке, определяющая аэростатическую силу. На самом деле, градиент температуры от центра к оболочке, конечно, есть, но вблизи оболочки (вне собственно погранслоя) он явно меньше, чем вблизи центра.
Теперь вводим в эту картину внутренний слой оболочки, отстоящий от внешнего на некоторое расстояние (у нас - 2,5 см). Это фактически та же однослойная оболочка, только отдаёт тепло она не в наружный воздух с температурой Тн, а в воздушную прослойку. Которой для передачи фиксированного теплопотока Q через внешний слой в наружный воздух положено иметь температуру Тв, только что нами подобранную. Заметим, что теплопоток через внутренний слой должен быть тем же самым Q. Так что просто присваиваем Тн значение Тв, пересчитываем площадь оболочки (внутренний слой всё же немного меньше внешнего) и подбираем новое значение Тв. Эту температуру должен иметь воздух внутри двухслойной оболочки, чтобы протолкнуть теплопоток Q через внутренний слой в воздушную полость и установить в ней такую температуру, чтобы теплопоток через внешний слой вовне был тоже равен Q.Уф
Расчёты по этой методике показывают, что перепад температур на каждом слое примерно одинаковы. То есть если 3-киловаттная горелка на 15-кубовом шаре при однослойной оболочке даёт перепад 26 градусов, то на внутреннем слое перепад оказыватся 28 градусов. Итого набирается разность температур 54 градуса, что почти в 2 раза увеличивает аэростатическую силу. А сплавная сила (при реальных массах горелки, р/управления и такелажа) вообще возрастает от 15 граммов до почти 1 кг, что для аэромоделей совсем неплохо.
Верно, это только расчёты. Реально наши аэромодели показывают пока меньший прирост аэростатической силы, и мы разбираемся с причинами. Их я вижу три: - неточный выбор толщины воздушной прослойки, - дефекты конструкции, не позволяющие выдерживать нужную толщину этой прослойки, - погрешности методики расчёта. По каждому направлению ведётся работа, но о результатах говорить пока рано.
С уважением
PS. Постараюсь выложить в ближайшее время Excel-табличку для расчёта однослойной оболочки - двухслойная рассчитывается с её помощью по изложенной выше методике.
Отправлено: 11.02.09 06:27. Заголовок: Можно единицы измере..
Можно единицы измерения уточнить в этой формуле? Давление в паскалях? Ламбда точно теплопроводность неподвижного воздуха? Должна еще и теплоемкость, я думаю, присутствовать. Отношение ню и ламбда я бы вообще в константу превратил, тем более что от температуры они слабо зависят и стоят под кубическим корнем (кстати, я правильно понял, что обе 1/3 это кубический корень - по-хорошему, если это так, их нужно в скобки взять, т.к. возведение в степень выполняется прежде деления?).
Что касается расчета по привычному мне СНиПу - по нему будет Q=deltaT*S/R где R - обобщенное сопротивление теплопередаче, м2*градус/Вт. Вся проблема в расчете этого самого обобщенного сопротивления теплопередаче. Для толстой конструкции R=1/alfaН+суммаR+1/alfaВ Здесь альфы - обобщенные коэффициенты теплообмена на наружной и внутренней поверхности конструкции, сумма R - в нашем случае нужно принять нулю для однослойной конструкции или подставить сюда термическое сопротивление одной или нескольких прослоек. Теперь уперлись в определение коэффициентов теплообмена на наружной и внутренней поверхности оболочки. В строительных конструкциях он меняется от 8,7 для внутренних гладких поверхностей до 23 для наружной в зимних условиях. В этот коэффициент входит и конвективный и лучистый теплообмен, которые можно посчитать и по-отдельности. Формулу тяжело здесь приводить в текстовом виде, вот ссылка: http://www.balcony.ru/info/art28/ Мне такая запись теплопотерь больше нравится, т.к. в ней теплопотери разбиваются на составляющие - конвекционный и лучистый теплообмен внутри и снаружи оболочки. А учет сопротивления прослойки я бы взял по СНиП - когда теория не может охватить все факторы со всей полнотой, лучше пользоваться эмпирическими величинами.
Отправлено: 11.02.09 12:11. Заголовок: По "моей" ме..
По "моей" методике, также термическое сопротивление двойной оболочки получилось чуть меньше чем в 2 раза больше чем у одинарной. Что касается подбора толщины прослойки - присмотритесь к СНиПовским значениям - при увеличении прослойки с 1 до 10 см сопротивление увеличивается с 0.13 до 0.15, и это не теоретические а вполне эмпирические значения (правда, заниженные, я думаю, на небольшой коэффициент запаса). Воздух в прослойке не неподвижный и конвекция делает свое дело. Что касается соблюдения промежутка между оболочками - могу предложить наклеить на одну из оболочек кубики из пенопласта размером 10..15 мм на кусочек двустороннего скотча. Они не должны мешать "елозить" одной оболочке по другой, но не дадут им соприкоснуться. Присматриваю пленку для изготовления чисто солнечного аэростата. У вас нет ссылок, кроме www.solar-balloons.com, на аэростаты с солнечным нагревом?
Внутренюю оболочку можно повесить на гибких тягах соответствующей длины на внешней оболочке и загерметизировать объём между ними. Наддув осуществлять бортовым вентилятором или при лёгкой 6мк плёнке - за счёт подсоса от перепада давления на обтекаемой внешней поверхности и "стоячей" внутреней средой. Для солнечного аэростата внутреняя об. должна быть чёрного цвета, а внешняя инфраред прозрачной. У двойной оболочки в этом случае есть существенное преимущество - повышается устойчивость к внешним воздействиям (попадание в неоднородные температурные слои) когда объект проваливается до 50..100% высоты.
Отправлено: 11.02.09 16:08. Заголовок: Все величины, естест..
Все величины, естественно, должны быть в одной системе единиц, так что давление конечно в паскалях, если всё остальное в СИ. Теплоёмкость - не факт, что играет роль для уноса тепла: сколько нагреется воздуха в погранслое, столько и будет унесено конвекцией. Мы же рассчитываем не массу нагретого воздуха, а поток энергии, который с ним уносится с оболочки.
Теплопроводность и вязкость берутся явно не для неподвижного воздуха, а для погранслоя - это и из физики процесса понятно, и из того, что зависят оба они от Тср.
Во избежание недоразумений скобки в формуле поправил. Заодно обнаружил, что крайняя слева скобка была лишней Извиняюсь. Спасибо.
Данные из СНиП хорошо использовать для верификации построенной модели; поэтому Ваше сообщение о том, что сопротивление теплопередачи двухслойной и однослойной оболочки отличаются приерно в 2 раза, меня обрадовало: это хорошо согласуется с тем, что разность температур внутри шара и вне его увеличивается, если считать по моей методике, почти точно в 2 раза. Но как заложить в расчёт по СНиПу все факторы, которые включены в модель (скажем, давление), я пока не понимаю. Тогда как при подъёме уже на 1000 м пренебрегать изменением давления стрёмно.
Но у них всю нагрузку несёт внутренний слой оболочки, что явно хуже (он должен быть и прочным, и термостойким). Поэтому мы запатентовали другую схему (RU 64592 U1), в которой внутренний слой может быть хоть из плёнки (полиимидная держит >300 градусов), а давление в воздушной полости поддерживается да счёт маленьких дренажных отверстий (почти проколов) во внутреннем слое, через которые воздух просачивается туда из центральной области - так что особой нагрузки на внутренний слой нет.
Но пока впечатление такое, что просачивается воздух слабо, и внутренний слой (который мы на всякий случай прикрепили к внешнему полдюжиной лент-растяжек длиной 2,5 см) кажется при взгляде изнутри (через горловину) слишком наддутым. Несколько кубиков из поролона этому помешать не смогут - надо аккуратно увеличивать просачивание воздуха через внутренний слой - да так, чтобы это не превратилось в перекачку тепла в воздушную полость. И получше соединить нижнюю часть юбок внутреннего и внешнего слоя. В общем, обычная доводка конструкции.
Внизу страницы www.solar-balloons.com есть ссылки на другие сайты, где в свою очередь есть другие ссылки. Не скажу, что они совсем бесполезны, но схему расчёта солнечного монгольфьера мне пока найти не удалось. А там всё не так, как при бортовой горелке. Так что пока ищем .
С уважением
PS. "Окноведы" приводят ещё три ссылки на более читаемые копии статьи. К сожалению, при копировании в текст или в адрестную строку у меня что-то происходит со ссылками, и они не открываются. Поэтому вызывать их лучше прямо из того форума. Извиняюсь
Отправлено: 12.02.09 12:47. Заголовок: Выше я уже говорил, ..
Выше я уже говорил, что опасности провисания внутренней оболочки, на самом деле, нет. Хотя в заявке на патент мы и предусматривали соответствующие ленты-растяжки; но это скорее для центровки слоёв в боковом направлении. Впрочем, это при наличии бортовой горелки - для солнечного аэростата провисание возможно. При наполнении оболочки воздухом, верно, провисание можно предотвратить, слегка подогревая воздух при поддуве; но в полёте исключить такую возможность пока нельзя (впрочем, есть идеи).
Относительно
цитата:
подсоса от перепада давления на обтекаемой внешней поверхности и "стоячей" внутреней средой
- виноват, не въехал. Перемещение свободного аэростата относительно воздуха чаще всего близко к нулю - какое обтекание Вы имеете в виду?
И хорошо бы найти инфраред-прозрачную лёгкую плёнку для внешнего слоя... тут и просто с прозрачной для видимых лучей напряг: коэффициент пропускания света оказывается сплошь и рядом меньше 0,5. Если есть идеи - посоветуйте, пожалуйста.
С внутренней плёнкой всё понятно и безальтернативно: она должна быть лёгкой и по возможности чёрной. В случае двойной оболочки, похоже, чернота менее критична, чем вес: через 4 слоя мало что из падающего света просочится.
Спасибо, французы молодцы. Большинство интересных материалов по солнечным аэростатам - на французском языке. Хорошо еще, сейчас есть онлайн-переводчики и можно в большей части статей разобраться. К сожалению, практически нигде нет расчетов, выкладок (максимум - расчет геометрии). По предварительным оценкам, задача определения баланса тепла даже в однослойной оболочке имеет большое количество неизвестных. За полчаса нашел практически все схемы солнечных аэростатов, которые у меня в голове народились: 1. Однослойная оболочка из трэшпакетов или темного полиэтилена - от 0.2 до 1000 кубометров. По форме делают колбаски, тетраэдры, шары. В солнечный день поднимает порядка 80..90 грамм на 1 м3, включая оболочку. 2. Двухслойная оболочка - прозрачный шар, внутри которого засунут п.1 - непонятно, дает ли эта схема выигрыш и какой этот выигрыш. Утяжеление происходит ровно в два раза, а вот прирост тяги - неизвестен. Для очень больших аэростатов, когда масса оболочки намного меньше подъемной силы, выигрыш будет значительным, в случае маленького шара дополнительный груз может вообще не дать подняться. Найти критический объем, после которого начитается выигрыш - невозможно, не имея опытных данных. 3. Прозрачный шар, внутри которого развернуто вертикальное или горизонтальное черное полотнище. Мне эта схема нравится - "нагреватель" находится не на поверхности, а внутри шара, и в весе прибавляется совсем мало. Но опять же непонятно, какой выигрыш это дает. На вопрос "сколько вешать в граммах?" ответа я нигде не нашел.
Собираюсь сделать солнечный аэростат диаметром 2.5 метра для аэрофотосъемки. Конечно, это не самый простой путь поднять камеру. С воздушным змеем уже отработана технология, но он требует устойчивого ветра и открытой площадки. Газовый аэростат компактен но дорог в обслуживании. Тепловой с горелкой - огнеопасен, в городе я бы не рискнул запускать, менты докопаются, и будут правы. А использование солнца в качестве воздушного лифта - весьма изящное и безопасное решение.
Отправлено: 13.02.09 15:28. Заголовок: ЛТХ различных вариан..
ЛТХ различных вариантов и общие сведения о газовых законах, атмосфере, запуске и даже иготовлении солнечных монгольфьеров я там видел, но схемы расчёта не нашёл. Поскольку условия запуска у нас другие и делать оболочку мы собираемся двухслойную, то полученной информации явно недостаточно.
Ну, менты докопаются и в случае проведения аэрофотосъёмки в городе.
Кроме того, желательно всё же обеспечить удерживание аэростата на заданной высоте, чтобы не создавать угрозы другим пользователям ВП. А для ориентации наклонного полотнища-"нагревателя" перпендикулярнее к солнечным лучам хорошо бы ещё обеспечить поворот аэростата вокруг своей оси.
Обе задачи понятно, как решать, но обе требуют некоторого избытка сплавной силы. По моим ну о-очень грубым прикидкам (выложу, как только уберу несколько явных "натяжек") диаметр 2,5 м достаточен для решения всех трёх задач (аэрофотосъёмка, р/у высотой и автоматика ориентации), НО! при двухслойной оболочке: иначе излучаемое "нагревателем" тепло будет задаром уноситься конвекцией с поверхности оболочки.
За ссылку на статью - огромное спасибо! Нет большего удовольствия, чем увидеть в академическом журнале запатентованную тобою идею.
Отправлено: 16.02.09 14:42. Заголовок: Привязной и в свобод..
Привязной и в свободном полёте - это две разновеликие разницы. Кроме ветра есть, даже при его отсуствии конвективные потоки и они охлаждают или уменьшают при движении к земле подъёмную силу. Имеет значение вид грунта. Вообщем параметрический резонанс гарантирован. Я приспособился "к взбрыкам" - поднимал из 6мк плёнки большой парашют вместе с аэростатом и у меня всегда хватало времени на реакцию. Но лучше airFF-04A, тогда он будет набирать высоту при подтягивании. Вчера провёл испытания этого змея с черным 2м ВД(80г+30г) - положил плотно на верх змеюке и змей теперь в принципе не может упасть, только медленое планирование. С Роккаку не получалось, тяжелый (200г).
Чую, нужно отдельную тему создавать про солнечные аэростаты...
Прочитал статью, не понял работу вибромембраны. Но из своей практики с ВД дриблинг лески (быстрое подергиванию) создаёт колебания в оболочке и как результат - подъёмную силу и многократно здорово помогал избежать "вынужденной посадки на ветки". Теперь надо понять физику эффекта. Прошу подключиться.
Все даты в формате GMT
3 час. Хитов сегодня: 4
Права: смайлы да, картинки да, шрифты да, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация откл, правка нет
). Ведь задавая произвольную температуру воздуха в полости между слоями, можно проверять, равны ли теплопотери через внутренний слой - теплопотерям через слой внешний (ведь кроме, как наружу, деваться им некуда). 
. 
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума