?

Log in

No account? Create an account

Популярно о науке

Previous Entry Share Next Entry
О воздушных шариках.
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.

  • 1

Ваша запись опубликована в LJTimes

Редакторы LiveJournal посчитали вашу запись интересной и добавили ее в дайджест LJTimes по адресу: http://www.livejournal.com/ljtimes

И космонавт неспешно дрейфует по пустому коридору какой-нибудь огромной Звезды Смерти, надувая шарик и выпуская из него воздух с характерным звуком. Можно взять самый толстостенный шарик, чтобы внутреннее давление было выше. Хотя, похоже, всё равно не особо спасёт ситуацию : /

Это замечательно. Спасибо!

Не, не выйдет ничего с шариком попрочнее. Апдейтнул пояснение про давление.
И эта, оценка очень грубая, реальная скорость может быть в разы меньше.

>> предположим, что весь воздух из шарика разогнался и вылетел сразу

До сих пор это называлось выстрелом из пневматического орудия. Ну да, баллон со сжатым газом можно и шариком назвать...

Следующим вопросом следует рассмотреть летание на веерах ....

Шарик попрочнее можно насосом надуть и достигнуть большего давления.
Кстати, а если космонавт будет просто выдувать воздух (без шарика), то реактивной тяги разве не будет?

А еще у космонавта на поясе может быть баллончик со сжатым воздухом, ага. Чувствую, зря тег "юмор" не поставил.

Если космонавт будет просто выдувать воздух, то он в основном будет раскручиваться относительно своего центра тяжести. "Сопло" неудачно расположено.

Ну он может в гибкую трубочку дуть, а выходом трубочки регулировать направление.
Кстати, выход трубочки он может смочить мыльным раствором и попытаться двигаться выдувая мыльные пузыри.Но судя по Вашим выкладкам, у него не хватит духу.

Примерно то же самое получится, ага.

Наука: и вершки, и корешки

Пользователь lj_editor сослался на вашу запись в записи «Наука: и вершки, и корешки» в контексте: [...] ние около 0,1 атм. Поэтому будем считать, что давление внутри шара - 1,1 атм." Полетели?.. [...]

Вalloon jet propulsion

Пользователь tvirian сослался на вашу запись в записи «Вalloon jet propulsion» в контексте: [...] чуть громче. И встретил основательный ответ [...]

  • 1