Примеры техники в роботовладельческом обществе

25. Славин С. И. Сто великих тайн космонавтики. М.: Вече, 2012, с. 157–165

26. Солнечные панели «Neosun» Max Power (MONO, PERC) / www.neosun.com, 5.06.2019 г.

27. Эмото М. Энергия воды. М.: София, 2006

28. Эмото М. Энергия воды и жизни хадо. Минск: Попурри, 2009

29. Ядерный космос России. Интервью И. Б. Афанасьева с А. С. Коротеевым / ж. Новости космонавтики, 2010, вып. 2, с. 44–47

Расчёты к статье Салмина А. И

ЗАДАЧА СОЗДАНИЯ 3D-ПОЕЗДА ДЛЯ ДОБЫЧИ ГЕЛИЯ, ВОДОРОДА, УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА И ДРУГИХ ГАЗОВ ИЗ ВЕРХНИХ СЛОЁВ АТМОСФЕРЫ ПЛАНЕТ

Сделаем сначала расчёт для трубы радиусом нижней стенки 2 м и радиусом верхней стенки 1,5 м с высотой усечённого конуса h=50 м. Масса такой трубы m₁ равна

m₁ = ρ [d S₁ + d (S_верх – S_отв) + d (S_ниж – S_отв) + 4 d S_трубки] + m_вент + 8m_{батарей} (1)

Здесь ρ – плотность материала трубы (углепластик), d – толщина стенок трубы и боковых трубок, S₁ – площадь боковой поверхности усечённого конуса трубы, S_верх – площадь верхней стенки, S_ниж – площадь нижней стенки, S_отв – площадь отверстия в верхней и нижней стенках, S_трубки – площадь боковой поверхности боковой трубки с соплом, m_вент – масса вентилятора, m_{батарей} – масса панели солнечных батарей. На случай реакции углерода стенок трубы с водородом атмосферы Юпитера стенка трубы внутри и снаружи может быть покрыта слоем изолирующего вещества в доли миллиметра. Массой этого вещества мы пренебрегаем.

На рис. 5, где известны h=50 м, r_ниж = 2 м, r_верх = 1,5 м, надо найти l – длину боковой стенки трубы. Угол α обозначен на рис. 5 как а. Из треугольников АВС и BED следует

sin α = r_ниж : (l + l₁) = r_верх : l₁ (2)

r_ниж l₁ = r_верх (l + l₁) = r_верх l + r_верх l₁ (3)

l₁ (r_{ниж –} r_верх) = r_верх l (4)

l₁ = r_верх l / (r_{ниж –} r_верх) = l / ((r_ниж / r_верх) – 1) (5)

Из уравнений 2, 5 следует

sin α = r_верх : l₁ = r_верх ((r_ниж / r_верх) – 1) / l = (r_{ниж –} r_верх) / l (6)

l = (r_{ниж –} r_верх) / sin α (7)

Из треугольника АВС и треугольника BED следует

cos α = (h₁ + h) / (l₁ + l) = h₁ / l ₁ (8)

h₁ (l₁ + l) = l₁ (h₁ + h) (9)

h₁ l₁ + h₁ l = l₁ h₁ + l₁ h (10)

h₁ l = l₁ h (11)

h₁ = l₁ h / l (12)

Из формул 8, 12 следует

cos α = h₁ / l ₁ = l₁ h / l l₁ = h / l (13)

l = h / cos α (14)

Из формул 7, 14 следует

h / cos α = (r_{ниж –} r_верх) / sin α (15)

sin α / cos α = (r_{ниж –} r_верх) / h = tg α (16)

α = arctg ((r_{ниж –} r_верх) / h) (17)

Из формул 14, 17 следует

l = h / cos α = h / cos [arctg ((r_{ниж –} r_верх) / h)] = 50 / cos [arctg ((2–1,5)/50] = 50 / cos [arctg 0,01] = 50 / cos 0,5729⁰ = 50 / 0,999 = 50,005 (м) (18)

Рис. 5

S_трубки – это площадь боковой поверхности цилиндра с основаниями площадью 0,25 м² (формула 1), чтобы 4 отверстия создавали площадь 1 м². Цилиндр выгнут на конце отверстием вниз, но этим фактом мы пренебрегаем, считая длину криволинейной стенки как прямой l_{бок тр} . Площадь боковой поверхности цилиндра равна

S_трубки = 2 π r_бок l_{бок тр} (19)

Здесь r_бок – радиус боковой трубки. Его найдём из условия, что площадь отверстия боковой трубки S_осн равна 0,25 м².

S_осн = π r_бок² (20)

r_бок = (S_осн / π) ^0,5 = (0,25 / 3,14)^0,5 = (0,079617834)^0,5 = 0,282 (м) (21)

Из формул 19, 21 следует

S_трубки = 2 × 3,14 × 0,282 × 2 = 3,54 (м²) (22)

Масса вентилятора не может быть равна массе коптера 1,8 кг, так как у коптера винты развёрнуты под небольшим углом к плоскости вращения, а у вентилятора этот угол больше, поэтому понадобится большая масса проводов для поворота ротора. В то же время применение новых материалов позволяет снизить массу вентилятора с более чем тонны до 55 кг.

В качестве примера панели солнечных батарей можно взять панели “Neosun” (Солнечные панели “Neosun” Max Power (MONO, PERC) / www.neosun.com) с размером модуля 1956 мм × 992 мм × 40 мм, гарантией 30 лет, массой 18–23 кг, мощностью 300–375 Вт. Массу возьмём максимальную. С четырёх сторон трубы можно установить по паре панелей с каждой стороны. В зависимости от угла падения света пара панелей будет освещаться обязательно с той или иной стороны.

По формулам 1 и 18 найдём площадь усечённого конуса трубы