ahiin

Специально для tvirian.

Возник вопрос о возможности использования реактивной тяги воздушного шарика для перемещения в невесомости (внутри космической станции).
Понятно, что она при этом должна быть значительно крупнее нынешней МКС.




Дабы не морочить голову ни себе, ни людям, предположим, что весь воздух из шарика разогнался и вылетел сразу. Скорость воздуха примем равной начальной скорости истечения струи (при максимальном давлении). Такое упрощение весьма изрядно завысит результат, зато позволит избежать введения в рассмотрение таких прелестей, как уравнения Менделеева-Клайперона и Циолковского.

По закону сохранения импульса:


Отсюда:


Пусть наш космонавт обладает изящным телосложением и весит 50 кг.
Пусть далее, объем шарика равен 3 л.
Человеческие легкие в состоянии создать избыточное давление около 0,1 атм. Поэтому будем считать, что давление внутри шара - 1,1 атм (это тоже верхняя оценка, шарик попрочнее сделать можно, а вот легкие человеку - нет).

Тогда кг.

Скорость истечения воздуха из шарика можно грубо оценить по формуле Сен-Венана - Венцеля:

Здесь - скорость звука (считаем 340 м/с), - показатель адиабаты (для воздуха равен 1,4), - внутреннее и внешнее давления соответственно.

Для наших условий получим м/с.

Итого:


Получается, наша грубая оценка сверху дает 16 метров в час. Реально там будет много меньше.
И это, заметьте, при молчаливом предположении, что реактивный импульс был сориентирован идеально и полностью потрачен на поступательное движение.

Без специализированных средств не обойтись.