Küsimus:
Kas saate päikesepurje abil päikese vastu kleepida?
James Jenkins
2013-07-18 15:45:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Päikesepurjed on suurepärane ja odav viis päikesest eemaldumiseks, kui teil pole kiiret. Ookeanil sõitvad laevad on võimelised vastu tuult püüdma ja ülespoole liikuma. Kas päikesepurje saaks takerdudes sissetuleva (päikese poole) hoogu?

Kõik ookeanil sõitvad laevad ei suuda tuult kinni hoida. Vaja on õige kujuga purjeid.
@Uwe vt sellega seotud õe saidi küsimust; [Kas ruudukujulised riggerid kasutavad ka õhusõiduki tiiva tüüpi tõukejõudu?] (Https://outdoors.stackexchange.com/questions/18533/do-square-riggers-also-use-aircraft -tiib-tõukejõud)
Kuus vastused:
#1
+37
Bob Stein
2013-07-24 08:15:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ei, kuna kiilu vastu pole midagi sellist nagu vesi.

Veepurjetamisel on kaks jõuvektorit , vektor tuule reaktsioonist purjele ning kiilust ja roolilt vastu vett. Need vektorid liituvad purjepaadi liikumiseks. See töötab kompassil peaaegu igas suunas, välja arvatud sealt, kust tuul tuleb, või umbes 45 kraadi mõlemal pool seda. "Tuule lähedal peksmine", nagu @geoffc mainib, liigub sellest piirist üles. "Laksutamine" on siksakiline - läheb mõnda aega tuulest 45 kraadi päripäeva ja seejärel mõnda aega 45 kraadi vastupäeva. Töötage vastutuult.

Päikesepurjetamises on ainult üks jõuvektor , sest seal on ainult üks keskkond, päikesefotonid, nagu @Craig mainib. Ühe vektori korral muutuvad suunapiirid üle 90 kraadi mõlemale poole, kust päike tuleb. Niisiis ei tohi siksakitada, ei sikutada, kasutades midagi sellist nagu kleepimine.

Nüüd võib gravitatsiooni kasutada orbitaalmehaanika kaudu teise vektorina, nagu mainivad @Pearson ja @SF ning võib-olla ühel päeval seda nimetatakse "takerdumiseks", kuid füüsika erineb täielikult vee kaudu läbitavast kiilist.


UPDATE, The Economisti 23. septembri 2017. aasta väljaanne, lk 73:

Mõnes mõttes sarnaneb e-puri [mis on valmistatud 20 km pikkustest positiivse laenguga ja päikesetuule osakesi tõrjuvatest teetritest] päikesepurjeid, mis on rivaalitsev idee meisterdada odavalt läbi kosmose. Päikesepurje pakub tõukejõudu, sest peegelduv päikesevalgus avaldab purjele survet, surudes selle edasi. Kuid e-purjedel on päikesepurjete ees oluline eelis. Kui see on lahti rullitud, pole hõlpsat viisi peatada veesõidukit päikesepurje kogumise kiirusega. E-purjega mootoriga veesõiduki kiirendamist saab vältida lihtsalt selle elektronpüstoli väljalülitamisega. See tähendab, et see võib naasta Maale päikese raskusjõu mõjul.

Vastuseid on mitu väga üksikasjalikult, mulle meeldib, kuidas see vastus neid kõiki ühendab (ja annab au varasemate vastuste eest). Kõik teised vastused annavad väljakutsetele ja valikutele suurepärase ülevaate ning kui suudaksin, nõustuksin kõigiga, kuid kuna saan nõustuda vaid ühega, valin selle. Kuigi see on lühike ja laenab palju teistelt teostelt, võtab see kenasti kokku ja loeb hästi.
#2
+35
Craig Constantine
2013-07-18 18:40:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Päikesepurjet otse päikese poole liikuma ei saa.

Päikesepurje on põhimõtteliselt peegel. Laeva tuule ja purjede analoogia ei ole kasulik päikesepurjede töö mõistmiseks.

Iga purje tabanud päikese footon peegeldub. Iga footon annab väikese hulga hoogu. Kui puri on suunatud otse päikese poole, saate purjele lisatava footoni hoogu juurde kaks korda. Kui suunate purje nurka, siis saadate iga footoni välja suunas, mis pole otse päikese poole; See annab teile ühele küljele netojõu. Nii saate juhtida peegelduvate footonite kogu jõu vektorit, kuid võrgu suund on alati üle 90 kraadi päikesest. Kui peegel läheneb päikesele, läheneb netojõu vektor päikesest 90 kraadini ja langeb nulli suurusjärku.

(Pange tähele, et päikese footonite rõhk kehtib kõigele. See ei kehti ei pea olema kavandatud puri. Orbitaalmehaanika võtab kosmoseaparaatide orbiitide täpseks määramiseks praegu arvesse "kerget survet".)

Päikesepurje abil saate oma orbiiti muuta. tugev>

Võite kasutada päikesepurje hoogu, et muuta orbiidi ekstsentrilisust, et liikuda osa orbiidist päikesele lähemale jne.

Kui soovite minna otse Maalt päikese poole ei vaja te jõudu, mis surub teid otse päikese poole. Teil on vaja jõudu, mis surub vastu teie tavapärast orbiidi suunda. See vähendab teie nurka päikese suhtes ja siis langete gravitatsiooni tõttu päikese poole.

+1. Mulle meeldib see vastus palju - soovin lihtsalt, et te muudaksite oma paksud punktid ümber. Rõhk peaks olema selles, et päikese kätte saaksite päikesepurjega, kasutades purje abil oma perigeed alla.
Hea vastus. Kuid see võiks muuta peamise selgemaks: päikesepurje võib liikuda kas päikesele lähemale või kaugemale.
#3
+27
PearsonArtPhoto
2013-07-18 18:34:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See on tegelikult mõnevõrra lihtsam, kui arvate. Orbitaalse dünaamika maailmas peate oma orbiiti ainult kiirendama või aeglustama, et liikuda orbiidil olevale objektile lähemale / kaugemale. Niisiis, peate lihtsalt looma netoimpulsi, mis sunnib teie orbiidi kiirust aeglustama.

Suur osa sellest, mis kleepimistööd teeb, on aga asjaolu, et sunnite vett sisuliselt tuuletõmbeainena toimima, põhjustades vee aeglustumist.

Ma ei ole sellise liikumise ekspert, kuid usun, et selline konfiguratsioon nagu allpool toimiks, tagades, et nool on orbiidi liikumise suund ja puri on T-sarnane element. Selle saavutamiseks võib suund olla 90 kraadi võrra väljas ja see ei pruugi päikese lähedal töötada, kuid see peaks teid vähemalt õiges suunas viima.

Travelling towards the sun
Allikas: Ben Diedrich SolarSailWiki kaudu, CC BY-SA 3.0

Tegelikult on seda juba teinud Jaapani sond Ikaros. See sõitis päikese abil Veenusele, Maa orbiidilt, ja näitas seega, et see on võimalik.

Ehkki veekindlus on võtmetähtsusega, kuna see hoiab teid lihtsalt tuule poolt tuule suunas surumast, on minu arvates võtmetähtsusega purje tekitatud lift. Aga muidu lepi kokku.
See on üks kummalise kujuga päike.
@Undo: ma ei ole graafiline disainer ...
Ütleme nii, et see on kaks väga kummalist päikesepaketti.
Väike korrigeerimine Pearsoni ja @geoffcs kirjelduse järgi ei tee purjetamist just kiilu hõõrdumine või vastupidavus. Hõõrdevaba kiil toimiks suurepäraselt. Kiil toimib läbi vee sarnaselt tiiburiga või puri läbi tuule. Kiili ja vee vaheline rünnakunurk tekitab "tõste" - jõuvektori, mis on peaaegu kiiliga risti.
Ehkki aktsepteeritud vastus sobib suurepäraselt seletama, miks vees ja päikeses purjetamisel on mõningaid konkreetseid erinevusi, on see vastus hea, kuidas selgitada, kuidas neist erinevustest sama efekti saavutamiseks mööda hiilida.
#4
+8
SF.
2013-07-18 18:49:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kuigi veepuuduse tõttu ei saa tavaliste purjede jaoks tavalisi trikke teha, et hoida kiil küljelt triivimast ja lasete laeval tavaliselt vastutuult sõita, saate siiski jõudu eraldada päikese raadiusega (diagonaal nurga all) esinemissagedus võrdub peegeldumisnurgaga; saadud jõud on pinnaga risti), mis on suunatud väljaspool Päikesesüsteemi.

Nüüd ei lubaks see teil liikuda sissepoole, välja arvatud ... - saate seda jõudu rakendada külgmise komponendiga, mis on suunatud teie orbiidi kiirusvektori vastu. Nii langeb teie orbiidi kiirus ja sellest tulenev tsentrifugaaljõud vaatamata paralleelsele komponendile, mis surub teid väljapoole Päikese gravitatsiooni; ja kuigi päikesepurje tõukejõu väljapoole suunatud komponent on ainult hetkeline, koguneb teie orbiidi kiiruse kadu ja see viib teie orbiidi raadiuse pideva vähenemiseni.

Teisisõnu: päikesepurje võimaldab teil muuta orbiidi kiirust. Päikese raskusjõud võib panna teid Päikese poole sõitma, olenevalt nimetatud kiirusest.

Kallutatud päikesepurjes on kiirenduse AA komponent Solist eemal ja teine ​​komponent PP sellega risti. Kui purje kiirusel on osa Solist eemal, lisab AA selle energiat. Kui komponent on Soli suunas, lahutab see energia. Kui PP on purje põikiiruse suunas, lisab PP energiat ja nurkkiiret ning vastupidi. Kui PP-l on komponent, mis on risti orbitaaltasapinnaga, muudab see selle tasapinna kalle.
Vabandust, ülal kulus liiga palju aega. Kallutatud päikesepurjes on kiirenduse AA komponent Solist eemal ja teine ​​komponent PP sellega risti. Kui purjekiirusel on osa Solist eemal, lisab AA energiat. Komponent Soli suunas lahutab energiat. Kui PP on purje põikiiruse suunas, lisab PP energiat ja nurkkiiret ning vastupidi. Kallutatud puri kosmoseaparaat ei järgi ellipsi, kuid suudab siiski Soli ümber tiirutada ning neil on afeel ja periheel. Nurga impulss on võimalik vähendada nulli. Colin R. McInnes'i päikesepurjetamine arendab matemaatikat.
#5
+5
geoffc
2013-07-18 17:55:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Purjetamises kasutatakse takerdumist, et purjetada võimalikult tuule lähedale (ilmselgelt mitte otse sellesse, kuigi kõva tiibaga Americas Cupi paat oleks võinud seda teha), tekitades samas purjes tõstejõudu. Tavaliste paatide jaoks tähendab see parimal juhul 25-30-kraadist tuulenurka. Seega sõidate siksakilise mustriga ja peate kleepuma, muidu saate kursilt kõrvale.

Tuulepurjed ei tööta tuule survel, neid surudes, välja arvatud sirge allatuule korral või vanemate ruudukujuliste purjede korral, mida näete filmides piraatidest jms.

Kaasaegsed purjed on kumerus ja pööning ning töötavad vertikaalsete tiibadena, tekitades õhukiiruse poolt erineva kiirusega tekitatud rõhuerinevusest tõusu tiiva kahele küljele.

Päikesepurjed seda võimet ei oma, kuna footonid ei toimi nagu õhumolekulid atmosfääris. Seega peavad nad purjetama, otse "alla tuule".

Jah, päikesetuul (footonid, prootonid, elektronid, neutronid, ioonid, aatomid ... omamoodi plasma) ei vasta gaasi määratlusele. Kuid ma ei kujuta ette, et vastus on nii lihtne. Aga * hiiglaslikud * päikesepurjed? Aga elektromagnetilised mõjud?
@ernestopheles Võib-olla on muid võimalusi päikesepurje tegemiseks, purjetamiseks tuulega (üles-päikest?), Kuid klassikaline tuules purjetamine seda ei tee.
@RoryAlsop Jah, ma arvasin, et see on vale, oleksin pidanud mõtlema 45 kraadi kui baasi ja siis saate näidata kõrgemale. Värskendab.
#6
  0
Muze
2018-10-01 00:06:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jah. Lähedal olevate planeetide ja Päikese gravitatsioonigradiendi abil. Purje ei liigu Päikesest välja. Samuti on see orbiidil päikese ümber, kuna see liigub, kui puri oleks vaid suur keha või kiirgusrõhu nurk liikumissuunas, et aeglustada kiirust sinna, kuhu päikese raskusjõud teda sisse tõmbab.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...