2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5
 
 Re: Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?
Сообщение27.06.2023, 18:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
9904
Москва
Уменьшить внутренний объём можно, но зачем для этого многослойность? Батисфера Биба и Бартона была маленькой и тесной - именно потому, что толщина стенок пропорциональна как давлению, так и её радиусу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?
Сообщение28.06.2023, 10:06 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
9904
Москва
Грубая прикидка. Пусть толщина сплошной стенки сферической гондолы на расчётную глубину составит 25мм (у батисферы Биба-Бартона - 1"=25.4мм). Внутренний радиус примем 1 метр. Попытаемся заменить её набором из 5 концентрических оболочек, разбивая внешнее давление на 5 ступеней. Между оболочками промежуток 5 мм. Нулевое приближение - оболочки по 5мм каждая, масса та же, выигрыша в массе никакого, только усложнение. Первое приближение - радиусы оболочек растут, пятая должна иметь радиус 1050 мм, на 5% выше, а это значит, что площадь поверхности выше более чем на 10%, чем внутренней, и требуется утолщение на 5%, то есть пятая оболочка на 15% тяжелее внутренней, но и прочие тяжелее, общая масса вырастает на 8% с лишним без выигрыша в прочности. Второе приближение учтёт, что внешние оболочки должны быть толще 5мм, то есть общий радиус выше 1050мм. К этому добавляется масса распорок между оболочками, а также масса дополнительных уплотнений для кабелей и т.п. Интересна также структура иллюминаторов. Автоматически поддерживаться нужный уровень давления не будет, требуется насосный механизм, нагнетающий воду.
То есть ценой крайнего усложнения мы утяжелили гондолу без выигрыша в прочности при нормальной работе механизмов, и поставили прочность гондолы в зависимость от надёжности работы поддерживающих градиент давления механизмов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?
Сообщение28.06.2023, 18:46 


17/10/16
4802
Евгений Машеров
Ну, такая прикидка никак не учитывает того, ради чего вообще стоит делать оболочку слоистой: возможность нагрузить все слои одинаковым напряжением. Если толщина стенки аппарата сопоставима с диаметром внутренней полости, то напряжения в такой стенке от внешнего или внутреннего давления не будут распределяться равномерно. Это значит, что некоторые слои оказываются недогружены, другие - перегружены. Слоистая структура теоретически позволят их все нагрузить одинаково. Это действительно используется, но для аппаратов, работающих под внутренним давлением.

В данном же случае (диаметр 1 метр, толщина стенки 25 мм), я думаю, об этом беспокоиться вообще не стоит даже и в случае внутреннего давления. Для технологии слоения должно быть что-нибудь в духе "диаметр 5 мм, стенка 100 мм".

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?
Сообщение28.06.2023, 18:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
9904
Москва
Метровый радиус и 25мм стенка сопоставимы?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?
Сообщение28.06.2023, 18:57 


17/10/16
4802
Евгений Машеров
Если не учитывать этот эффект, то тогда вообще даже и прикидывать нечего. Сразу ясно, что слоистая структура вообще ничего не дает, а только все ухудшает. У нее же только один плюс и есть. Если его сразу отбросить, то все очевидно: бестолковая идея.

Т.е. если уж прикидывать, то нужно взвешивать плюсы и минусы. Если изначально имеем одни минусы, то и так все ясно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?
Сообщение28.06.2023, 21:18 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
9904
Москва
Топикстартер видит плюсы, так что приходится показывать, что их, в отличие от суслика, нет.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 66 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group