Индивидуальный ЛА вертикального взлёта и посадки.

[Vnyk]

rockclimber в сообщении #769883 писал(а):

Обоснуйте.

Вы бы открытый торец закрыли мембраной, подсоединили трубочку для закачки воздуха внутрь стакана. Вот этот вариант ещё можно обсуждать. А ваш нет.

rockclimber в сообщении #769875 писал(а):

должен взлетать вверх со скоростью реактивного самолета.

Если есть реактивная сила, то не обязательно скорость должна быть как реактивного самолёта.

rockclimber в сообщении #769883 писал(а):

У меня был вопрос: какова цель вашего топика? Доказать всем, что они неправы, или разобраться в физике предлагаемого вами устройства?

Объяснить, что используемые способы создания тяги с помощью пропеллеров у самолётов или воздушных винтов у вертолётом морально устарели и неэффективны. Планеры могут долго летать, но для этого необходимы восходящие потоки, в которых планер может набирать высоту. Если у планера в носу сделать воздухозаборное отверстие, то набегающий поток воздуха создаёт некоторое давление. Воздух под давлением поступает в крылья, где молекулы вылетают через мембрану на нижней плоскости крыла. Это создаёт дополнительную подъёмную силу. Планер как бы пикирует под небольшим углом и теряет высоту. Но аэродинамическая подъёмная сила и сила, создаваемая мембраной, поднимают планер, Планер вроде как бы пикирует, но при этом не теряет ввысоты. Так он может летать бесконечно долго без восходящих потоков. Особенно беспилотники. Это не касается ТРД на реактивных самолётах. У них своя ниша, у мембраны своя.

[rockclimber]

Vnyk в сообщении #769891 писал(а):

Объяснить, что используемые способы создания тяги с помощью пропеллеров у самолётов или воздушных винтов у вертолётом морально устарели и неэффективны.

А, теперь понятно. Формулы-то для расчета "мембранной" тяги у вас хотя бы есть? Покажете?

(Оффтоп)

А то я изучал-изучал осмос в институте, но чтоб мембрана тягу создавала... Не, не слышал.

[Vnyk]

rockclimber в сообщении #769892 писал(а):

А то я изучал-изучал осмос в институте, но чтоб мембрана тягу создавала... Не, не слышал.

Да никто не слышал. Я так думаю. что я первый. Может быть в каких-то лабораториях работают над этим, но в открытых источниках я не встречал.

rockclimber в сообщении #769892 писал(а):

Формулы-то для расчета "мембранной" тяги у вас хотя бы есть?

Расчёт очень простой. Поэтому, наверное, его трудно понять с первого раза. Он был на предыдущей странице. Вы тоже не поняли, что это расчёт.
Вот часть мембраны и отверстие в ней.

Молекулы в мембрану ударяются под всевозможными углами и по всевозможным направлениям. Удары этих молекул оказывают давление 1 кгс на кв. см. В отверстие молекулы также попадают под всевозможными углами и направлениями. В 1 кв. см мембраны или стенки за 1 секунду ударяется примерно $2,25\cdot10^{23}$ молекул. Допустим, через отверстия в мембране за 1 секунду пролетело $2,25\cdot10^{23}$ молекул. Вследствие хаотичности движения молекул, а также их огромного количества, можно предположить, что направления и углы вылета у них такие же, как у молекул, ударяющихся в 1 кв. см мембраны или стенки. Эти молекулы при ударе в стенку передают импульс 2mv и создают давление 1 кгс. Так как импульсы от вылетающих или влетающих молекул mv, то они создают реактивную силу 0,5 кгс. И, в принципе, не обязательно знать углы и направления движения молекул. Достаточно знать количество молекул, ударяющихся в мембрану и общую площадь отверстий в мембране. Допустим, в сосуде избыточное давление 0,1 кгс на кв. см. Значит на $2,25\cdot10^{22}$ молекул больше ударяется в 1 кв. см мембраны. Допустим также, что площадь отверстий составляет 10% от площади мембраны. Тогда в отверстия будет попадать $2,25\cdot10^{21}$ молекул. Это касается площади мембраны в 1 кв.см. Если площадь мембраны 100 кв. см, то количество вылетающих молекул $2,25\cdot10^{23}$. А такое количество вылетающих молекул создаёт реактивную силу 0,5 кгс. Соответственно, через мембрану площадью 1 кв. метр будет пролетать $2,25\cdot10^{25}$ молекул, которые будут создавать реактивную силу 50 кгс. Если в сосуде постоянно будет избыточное давление 0,1 кгс на кв. см. А $2,25\cdot10^{25}$ молекул - это примерно 840 литров воздуха.

[rockclimber]

Vnyk в сообщении #769894 писал(а):

Расчёт очень простой. Поэтому, наверное, его трудно понять с первого раза.

Это пять, однозначно.

Vnyk в сообщении #769894 писал(а):

Он был на предыдущей странице. Вы тоже не поняли, что это расчёт.

Не, я формулы просил. Это такие математические выражения, в которые я могу подставить числа, соответствуюшие параметрам моей мембраны, и рассчитать тягу самостояетльно. Или могу не подставлять числа сразу, а объединить с другими формулами и рассчитать, например, экономическую эффективность и оптимальные габариты.

[Vnyk]

Молекулы воздуха оказывают давление на 1 кв. см - 1 кгс. Зачем вам это вычислять? Если вам самому хочется это вычислить, то загляните в учебник физики, возьмите оттуда формулу, вычислите и убедитесь, что это правда, не обманывают. При ударе молекулы в стенку, стенка получает изменение импульса 2mv. Если молекула вылетает или влетает в сосуд, то сосуд получает изменение импульса mv. Это тоже общеизвестно. В принципе, количество молекул не нужно. Можно рассуждать так. N-ое количество молекул ударяется в стенки и оказывает давление 1 кгс на кв см. Так как при ударе в мембрану молекула передаёт изменение импульса в 2 раза больше, чем при вылете, то N-ое количество вылетевших молекул создадут реактивную силу 0,5 кгс. Допустим в сосуде избыточное давление 0,1 кгс. Тогда в мембрану и стенки сосуда ударяется на 0,1N-ого количества молекул больше. Площадь отверстий в мембране составляет 10%. То есть, через отверстия вылетает 0,01N-ого количества молекул больше. Эти молекулы создадут силу 0,005 кгс. Это относится к мембране 1 кв. см. При площади мембраны 1 кв. метр реактивная сила 50 кгс.

rockclimber в сообщении #769901 писал(а):

рассчитать, например, экономическую эффективность и оптимальные габариты.

Углеродная нанотрубка (УНТ) представляет собой канал, диаметр которого в несколько раз превышает характерный размер атомной частицы, что позволяет их рассматривать как резервуар для хранения газообразных и жидких веществ. Недавно в совместном эксперименте групп из Lawrence Livermore Nat. Lab. и Univ. California, Berkeley (США) было установлено, что нанотрубки могут служить и каналом для транспортировки таких веществ с пропускной способностью на 2-3 порядка выше соответствующих величин, определяемых классической газодинамикой.
Обратите внимание - в 100-1000. Так что всё остальное: оптимальное давление, размеры отверстий, общая площадь отверстий относительно площади мембраны - это при экспериментах с мембраной. Диаметр отверстий в мембране 5-10 нм. При таких размерах могут быть разные эффекты.

[Xey]

rockclimber в сообщении #769901 писал(а):

Не, я формулы просил.

Не приставайте с мелочами. Вот идея автора

Vnyk в сообщении #759350 писал(а):

Векторная скорость всех вылетающих через мембрану молекул 400 м/с. Даже при давлении 0,01 кгс/см2 скорость молекул, вылетающих из мембраны, будет 400 м/с. Уменьшится только количество вылетающих молекул. Через большое отверстие молекулы вылетают хаотичным потоком, в котором молекулы двигаются по всем возможным направлениям. Поэтому векторная скорость потока будет при таком давлении несколько м/с. Соответственно и сила будет в десятки раз меньше.

Найдите ошибку , объясните , чтобы поняли и школьники, тогда вопрос отпадет.
Ведь средняя скорость теплового движения молекул действительно 400м/сек. Если снаружи вакуум , то молекулы вылетаюи в среднем с такой скоростью.
Вопрос об адсорбции молекул вблизи отверстий поднимался, в частности Someone, но этот вопрос и технологию наноотверстий можно отложить, перенеся эксперимент в разреженный воздух.

Свои пояснения процесса вылета молекул в среду с чуть меньшим давлением я приводил. Автора они не убедили (или он не понял). Может найдутся другие пояснения?
А пока у автора есть основания строить грандиозные планы

Vnyk в сообщении #769891 писал(а):

Если у планера в носу сделать воздухозаборное отверстие, то набегающий поток воздуха создаёт некоторое давление. Воздух под давлением поступает в крылья, где молекулы вылетают через мембрану на нижней плоскости крыла. Это создаёт дополнительную подъёмную силу.
Планер как бы пикирует под небольшим углом и теряет высоту. Но аэродинамическая подъёмная сила и сила, создаваемая мембраной, поднимают планер, Планер вроде как бы пикирует, но при этом не теряет ввысоты. Так он может летать бесконечно долго без восходящих потоков. Особенно беспилотники. Это не касается ТРД на реактивных самолётах. У них своя ниша, у мембраны своя.

[Vnyk]

Xey в сообщении #769912 писал(а):

Ведь средняя скорость теплового движения молекул действительно 400м/сек. Если снаружи вакуум , то молекулы вылетаюи в среднем с такой скоростью.

Ну а с какой скоростью вылетают молекулы, если снаружи не вакуум? Молекулы летают и сталкиваются друг с другом. В момент от столкновения до столкновения молекулы летят со средней скоростью примерно 500 м/с. 400 м/с - это проекция скорости 500 м/с на вектор реактивной тяги. Так как все молекулы вылетают под телесным углом примерно 37 градусов. Размеры отверстий и толщина мембраны меньше свободного пробега молекул. Молекула отскочила от внутренней молекулы, попала в створ отверстия, пролетела наружу и столкнулась с внешней молекулой. Ещё раз повторяю. Молекулы между столкновениями движутся со средней скоростью 500 м/с. Или вы хотите сказать, что молекула после отскока от внутренней молекулы затормозила перед отверстием и пролетела через отверстие с небольшой скоростью. Пролетев через отверстие, снова набрала скорость 500 м/с и столкнулась с внешней молекулой. Ну что вы никак не можете понять, что размеры очень маленькие, меньше длины свободного пробега молекул.

[rockclimber]

Vnyk
Короче, я вам так скажу. Я все прочитал и понял, вы 100% правы. Ваш двигатель - это прорыв. Я думаю, сейчас уже вполне можно оформлять патент - Boeing и Airbus купят с удовольствием. Так что собирайте опытный образец и вперед, к инвесторам.

(Оффтоп)

Только санитарам не говорите ничего. Отберут все чертежи и деньги себе тоже заберут.

[Denis Russkih]

Vnyk

Вы утверждаете, что молекула, проходя через мембрану, каждый раз передаёт сосуду импульс, направленный вверх (вне зависимости от того, вылетает она из ящика или прошмыгивает обратно). Поэтому учитывать Вы предлагаете не скорость перемещения условного центра колебаний молекулы, а скорость движения самой молекулы.

Но попробуйте представить себе кубик, зависший в воздухе внутри космической станции (иными словами, в невесомости, но при этом в воздушной среде, при обычном атмосферном давлении).

Представьте, что этот куб втягивает воздух каждой из своих граней. (И запасает внутри себя, не выпуская наружу. В баллонах каких-нибудь.) И каждая из граней этого куба является Вашей мембраной. Очевидно, когда все мембраны втягивают воздух с равной скоростью, то куб остаётся на месте. Если же какая-то из граней начинает втягивать воздух быстрее, то куб начинает двигаться в ту сторону, в которую "смотрит" эта мембрана. (С какой скоростью он будет двигаться — пока оставим в стороне.)

Теперь представьте, что куб не втягивает воздух, а выдувает. Одинаково из всех мембран. При этом часть молекул умудряется юркнуть назад. Получается, каждая грань одновременно и выдувает, и втягивает воздух, хотя втягивает слабее. При этом для всех граней количество вылетевших молекул одинаково (и количество вернувшихся тоже), так что куб остаётся на месте.

Далее, в какой-то момент в одну из граней куба влетело на молекулу больше, чем в каждую из остальных граней. Это означает, что данная грань втянула больше воздуха, чем другие грани. Получается, куб должен двинуться в направлении, куда смотрит эта грань. А значит, куб получает импульс в направлении прямо противоположном тому, что Вы склонны полагать.

Вот, я даже набросал картинку по-быстрому:



Это всё означает, что при движении молекулы в обратном направлении сосуд не получает никакого дополнительного полезного пинка, а совсем даже наоборот. Ускорение, которое придаёт молекула, вылетающая из сосуда, почти полностью съедается, пока она возвращается обратно. Поэтому для расчётов надо брать скорость перемещения центра колебаний молекулы, а не скорость самой молекулы. Соответственно, тянуть Ваше устройство будет еле-еле. А не с ураганной скоростью.

Не знаю, как можно ещё нагляднее объяснить. :)

[Xey]

Vnyk в сообщении #769917 писал(а):

Ну а с какой скоростью вылетают молекулы, если снаружи не вакуум?

Если снаружи давление меньше , то имеем поток воздуха , например со скоростью 10 м/сек (а тепловая скорость 500). Это значит, что в потоке молекулы летают (по рассматриваемой оси ) в одну сторону со скоростью 510 м/сек , а в другую со скоростью 490. Когда поток проходит через мембрану, на каждую молекулу пролетевшую со скоростью 510 находится встречная молекула со скоростью 490.
Можно считать , что молекула , влетающая в отверстие со скоростью 510 , просто отскакивает назад со скоростью 490 от встречной молекулы , и в итоге передает противаположной стенке сосуда меньший импульс.
(при вылете в вакуум такой встречной молекулы нет).


Вроде все прояснилось, заканчиваем?

(Как-то казалось, что скорости вылетающих и влетающих одинаковы , потому что температуры одинаковые. Но раз есть перепад давлений - есть поток и значит скорости молекул не равны.)

[Vnyk]

Denis Russkih в сообщении #769931 писал(а):

Далее, в какой-то момент в одну из граней куба влетело на молекулу больше, чем в каждую из остальных граней. Это означает, что данная грань втянула больше воздуха, чем другие грани.

Это значит, что в эту грань влетело на одну молекулу больше. Втянула бы, если у молекулы была бы ниточка, за которую куб тянул бы эту молекул. Не надо путать очевидные вещи.

[Denis Russkih]

Vnyk в сообщении #769937 писал(а):

Втянула бы, если у молекулы была бы ниточка, за которую куб тянул бы эту молекул.

Роль этой "ниточки" играет давление внешней среды на противоположную стенку. Представьте, что к каждой грани куба снаружи подлетает по две молекулы. Для пяти стенок одна молекула отскакивает, а одна проникает внутрь. Сквозь шестую стенку проникают обе молекулы. Куб не получил удара с этой стороны, а значит, получает импульс в направлении, откуда прилетели эти две молекулы.

[Vnyk]

Xey в сообщении #769932 писал(а):

то имеем поток воздуха , например со скоростью 10 м/сек (а тепловая скорость 500). Это значит, что в потоке молекулы летают (по рассматриваемой оси ) в одну сторону со скоростью 510 м/сек , а в другую со скоростью 490

Да. А ещё есть молекулы летящие со скорость 500 м/с, перпендикулярно этой оси. Проекция скорости этих молекул на рассматриваемую ось равна 0. То есть такие молекулы не создают реактивную силу и вылетают бесполезно. Но всё это касается потока, который выходит через большое отверстие. Через отверстие, которое меньше длины свободного пробега, такого потока нет. Молекулы вылетают поодиночке.

Xey в сообщении #769932 писал(а):

(Как-то казалось, что скорости вылетающих и влетающих одинаковы , потому что температуры одинаковые. Но раз есть перепад давлений - есть поток и значит скорости молекул не равны.)

Ну нет тут потока, как вы его понимаете. Такой поток может быть только через отверстие, значительно превышающее длину свободного пробега молекул. Давайте рассматривать одно отверстие. Молекула внутри летает со скоростью 500 м/с. Столкнулась с молекулой внутри и полетела в отверстие, вылетела и столкнулась с внешней молекулой. Вылетает она со скоростью 500 м/с. Тоже самое касается и внешних молекул. Ну не может она вылететь с другой скоростью, если она в сосуде летала со скоростью 500 м/с. Другое дело, если сосуд под действием реактивной силы движется, допустим, со скоростью 10 м/с. Тогда вылетающие молекулы будут иметь скорость относительно внешних 490 м/с. Точно также и влетающие молекулы будут иметь скорость 490 м/с относительно внутренних молекул.

Xey в сообщении #769932 писал(а):

Когда поток проходит через мембрану, на каждую молекулу пролетевшую со скоростью 510 находится встречная молекула со скоростью 490.

Через отверстия в мембране нет потока в обычном понимании. Есть одиночно вылетающие и влетающие молекулы. Вы можете себе представить, как может вылететь молекула через отверстие в мембране, двигаясь в противоположном направлении от отверстия. Если она двигается в обратном направлении, то она просто не попала в отверстие и отскочила обратно от мембраны. Или это внешняя молекула. Возможен вариант, когда вылетающая и влетающая молекулы столкнулись в отверстии. Вылетающая отскочила обратно в сосуд, а влетающая наружу. Допустим, у вылетающей молекулы скорость 510 м/с, а у влетающей 490 м/с. При столкновении молекулы обмениваются скоростями и вылетающая влетает обратно со скоростью 490 м/с, а влетающая обратно - 510 м/с. То есть, вылетающая как бы вылетела, а влетающая как бы влетела. Сосуд получил 2 импульса. Один импульс меньше.

Xey в сообщении #769932 писал(а):

Вроде все прояснилось, заканчиваем?

Рано. Вы ещё не совсем поняли.

-- 02.10.2013, 15:54 --

Denis Russkih в сообщении #769938 писал(а):

Куб не получил удара с этой стороны, а значит, получает импульс в направлении, откуда прилетели эти две молекулы.

Куб получил с этой стороны 2 импульса:mv и mv. С противоположной он также получил 2 импульса: 2mv и mv.

[Denis Russkih]

Vnyk в сообщении #769955 писал(а):

Куб получил с этой стороны 2 импульса:mv и mv. С противоположной он также получил 2 импульса: 2mv и mv.

Это следует понимать как согласие с моими словами? :)

Просто скажите, будет ли куб в невесомости двигаться, если всасывает одной из граней больше воздуха, чем другими?.. Если будет, то в какую сторону, по-Вашему?..

Смысл-то как раз в том, что куб НЕ подтягивает к себе воздух на ниточке! Воздух сам в него залетает. Но несмотря на это, куб в невесомости будет двигаться в сторону той грани, сквозь которую внутрь него прёт больше воздуха. Такой вот "парадокс". :) А теперь уменьшите разницу в объёмах всасывания до одной молекулы, и Вы поймёте, в какую сторону будет стремиться куб, когда вылетевшая молекула возвращается в него после кратковременного вояжа.

[Vnyk]

Denis Russkih в сообщении #769959 писал(а):

Это следует понимать как согласие с моими словами? :)

Это констатация факта и всё.

Denis Russkih в сообщении #769959 писал(а):

Но несмотря на это, куб в невесомости будет двигаться в сторону той грани, сквозь которую внутрь него прёт больше воздуха. Такой вот "парадокс".

Да не прёт туда больше воздуха, а просто изнутри меньше выпирает.