Примеры техники в роботовладельческом обществе

8 – элементарные трубы с одним входным и одним выходным отверстием, 9 – элементарные трубы с четырьмя входными и одним выходным отверстием, 10 – сопла труб, 11 – вентиляторы

Рис. 4 Подсоединение 3D-поезда к всасывающей разветвлённой трубе через станцию, держащую трубу. Обозначения:

12 – станция, держащая трубу, 13 – пристыкованные к станции 12 боковые станции с ядерными энергоблоками, 14 – место выхода начальной заборной трубы.

Современные промышленные мощные радиальные вентиляторы высокого давления, выпускаемые отечественной промышленностью и имеющиеся в продаже, непригодны для использования в описанной конструкции из-за большой массы. Например, вентилятор высокого давления ВР-132–30 № 9 [16] создаёт давление 15300–15200 Па, имеет частоту вращения 2960 оборотов в минуту, мощность 132 кВт, но его масса составляет 1190 кг. Американским инженерам удалось создать коптер для разреженной атмосферы Марса, частота вращения винтов которого до 3000 оборотов в минуту, что в 10 раз чаще, чем у наземных вертолётов, при этом масса аппарата вместе с аккумуляторами составляет 1,8 кг при мощности электродвигателя 220 Вт [8]. Если использовать электродвигатель такого коптера в качестве вентилятора для насоса, то он по числу оборотов в минуту будет примерно равен вышеописанному вентилятору высокого давления, но осевой вентилятор непригоден для создания высокого давления, поскольку винты коптера расположены под меньшим углом к плоскости вращения, чем у радиального вентилятора, который захватывает больше атмосферного газа, поэтому сопротивление вращению у радиальных вентиляторов будет больше, соответственно и масса больше. Масса коптера раз в пять меньше, чем масса осевого вентилятора низкого давления с таким же числом оборотов. То есть применение новых материалов и технологий позволяет снижать вес вентилятора, возможно их применить и для снижения веса радиального вентилятора. Рассчитаем, сможет ли держать элементарную трубу на весу давление из сопел труб 9 в 15200 Па, например, над Венерой и Юпитером для трубы с одним вентилятором, и в 60800 Па для трубы с четырьмя вентиляторами, если применить вентиляторы со сниженной по новым технологиям массой.

Я рассчитал, что вес элементарной трубы с одним входным отверстием на Венере равен 43068,11 Н, на Юпитере – 120415,904 Н, вес элементарной трубы с четырьмя входными отверстиями на Венере равен 84407,109 Н, на Юпитере – 244385,152 Н. Если сделать сопла труб 9 с площадью выходного отверстия 0,25 м², тогда общая площадь выходных отверстий четырёх таких труб будет 1 м². Тогда при давлении 15200 Па тяга составит 15200 Н, а при давлении 60800 Па тяга составит 60800 Па. Это меньше веса труб с одним входным отверстием и одним вентилятором на Венере в 2,83 раз, на Юпитере в 7,9 раз, а в трубах с четырьмя входными отверстиями и четырьмя вентиляторами на Венере в 1,39 раза и на Юпитере в 4,02 раза. Давление можно увеличить в трубах, если использовать сверхпроводники с большим током в электродвигателе вентилятора для снижения веса вентиляторов. Тогда при той же площади поперечного сечения проводника в составе обмотки электродвигателя через электродвигатель будет идти больший ток, и он будет выдавать большее число оборотов винта. Тысячи вентиляторов будут потреблять слишком высокую мощность, чтобы создать её на орбите планеты, поэтому электроснабжение вентиляторов должно быть индивидуальным от солнечных батарей снаружи трубы [26]. Высота всасывающей разветвлённой трубы порядка 100 км на Венере и порядка 200 км на Юпитере и Сатурне, она будет состоять из порядка 1000–2000 этажей, каждый высотой порядка 100 метров, что равно высоте двух составленных труб по 50 метров каждая. Общее количество вентиляторов n можно посчитать из прогрессии

n = 8 × (1 + 4 + 4² + 4³ + 4⁴ + … + 4¹⁰⁰⁰)

Самым оптимальным вариантом было бы собрать всасывающую разветвлённую трубу на орбите Земли, доставив её секции на орбиту космическим лифтом, а затем транспортировать её к планете, из атмосферы которой будет добываться газ. Но пока что не создано двигателей, которые смогли бы такую трубу сдвинуть в космосе. Поэтому элементарные трубы придётся доставлять на орбиту Земли космическим лифтом, оттуда по одной или небольшими партиями – на орбиту планеты, где с помощью автоматических космических кораблей с манипуляторами осуществить сборку трубы. То есть придётся ещё проектировать такие корабли с манипуляторами и доставлять их на орбиту планеты. После этого труба под действием своего веса начнёт опускаться в атмосферу планеты, где включатся вентиляторы трубы, остановив её падение.