Küsimus:
Lendamine tiheda atmosfääriga planeetidel ja kuudel
Zoltán Schmidt
2013-07-31 17:17:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kas teatud tüüpi lendamine oleks võimalik planeetidel nagu Veenus, Titan (mis on kuu, ma tean: P) või gaasigigandid?

Mõtlen seda tüüpi õhusõidukite aspektide üle: õhulaevad (mis hõljuvad ja lendavad ainult tohutul hulgal õhku), purilennukid (lendamiseks kasutatakse ainult tuult), sõukruvidega lennukid, helikopterid (nad kasutavad sarnaseid lennuviise) ja reaktiivmootoritega lennukid.

Ilmselt ei tööta enamik neist planeedil, kus puudub või on väga õhuke atmosfäär, näiteks Kuu või Merkuur, nii et täpsustasin küsimust nendele planeetidele ja kuudele, millel on tihe ja / või paks atmosfäär. Samuti mõtlen õhusõidukite all ainult neid sõidukeid, mis ei ole võimelised atmosfäärist lahkuma - kuna ka need, mis suudavad kosmoses reisida, peavad olema võimelised liikuma ka atmosfääris. Kuid vastupidi, see pole tõsi.

Näiteks oleks Jupiteril (või isegi Veenusel) libisemine väga võimalik, kuna nende atmosfääri tugev torm tekitab tugevat tuult. Kuid ilmselgelt ei saa see minna kosmosesse, kuna selle kõrgemates atmosfäärikihtides pole tuult

Mis küsimus on? :) Kui olete kindel, et õhust raskemad sondid on elujõulised, peaksite võib-olla selle kitsendama selleni, millest te ei tea, näiteks purilennukid.
@AlanSE Küsimus on selles, kes neist suudab ja ei suuda lennata nimetatud tüüpi planeetidel ja kuudel. Lihtsalt teoreetiline küsimus.
Väga hea küsimus ja vastused. Ma oleksin tänulik, kui keegi annaks vastuse õhulaevadele ja heeliumõhupallidele. Võib-olla esitan selle kohta mõnda aega konkreetse küsimuse.
Küsimus heeliumõhupallide kohta: https://space.stackexchange.com/questions/44863/how-high-could-a-helium-balloon-go-on-mars-and-on-triton
Kaks vastused:
#1
+22
DanteTheEgregore
2013-07-31 19:38:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ma lugesin tegelikult lihtsalt suurepärast Mis oleks, kui? selle kohta leiate artikli siit. Võimalik on lennata teistel planeetidel. Ma arvan, et lisatud koomiks võtab selle suurepäraselt kokku:

Some Description

Mis puutub meie päikesesüsteemi igasse kehtivasse kehasse (muidugi Maa keelamine), siis parafraseerin: natuke:

Päike : Päikeselennu proovimine on enam-vähem kasutu, kuna kõik anumad, mis on piisavalt lähedal, et tunda oma atmosfääri, aurustuksid koheselt.

Marss : artiklis räägitakse pikast arutelust simulatsiooni üle X-Plane'i kaudu. X-Plane'i, nagu selgub, saab panna Marsilt leitud tingimusi täpselt simuleerima. Paraku, nagu ka leiti, on Marsil lendamine võimalik, kuid keeruline. Marsil lennu saavutamiseks peate minema kiiresti . Artiklis öeldakse, et mach 1 kiirus on vajalik ainult lennu saavutamiseks. Probleem on selles, et kui lend on saavutatud, muudab inerts kursuse muutmise peaaegu võimatuks.

Veenus : Veenus on huvitav. Veenuse atmosfäär on 60 korda tihedam kui Maa atmosfäär. Saate hõlpsasti saavutada lendu uskumatult madalal kiirusel (Cessna 172 Skyhawk, lennuk, mille ümber artikkel põhineb, võib lennata kiirusel). Probleem on selles, et Veenusel on õhk plii sulatamiseks piisavalt kuum. Sellest saate alati mööda, kui lendate Veenuse atmosfääri ülemisest osast. Ülemine atmosfäär on üsna maalähedane ja sinna oleks lennukiga üsna lihtne lennata. Ainult siis peate tagama, et metalli ei satuks, kuna ülemise atmosfääri väävelhape põhjustab korrosiooniohtu.

Jupiter : lend Jupiteril on ebareaalne. Jupiteri raskusjõud on liiga tugev. Lennu säilitamiseks vajalik võimsus on umbes kolm korda suurem kui Maa lend, mis muudab sinna lendamise väga ebareaalseks.

Saturn : Jupiterist nõrgem gravitatsioon ja pisut tihedam atmosfäär tähendab, et lennuk võib olla parem, kuid lõppkokkuvõttes alluks külmale või tugevale tuulele.

Uraan : lendu Uraanil võib jätkata veidi kauem, kuid lõpuks allub lennuk ikkagi seal leiduvatele tingimustele.

Neptuun : temperatuur ja turbulents muudavad Neptuunil lennu saavutamise võimatuks. Eeldatakse, et teie lennuk puruneb atmosfääris kiiresti.

Titan : Titan on võib-olla parim plaan edasi lennata. Artiklit tsiteerides:

"Lendamisel võib Titan olla parem kui Maa. Tema atmosfäär on paks, kuid raskusjõud on kerge, andes sellele pinnarõhu vaid 50% kõrgema kui Maa õhuga neli korda tihedam. Selle raskusjõud on Kuu omast madalam - see tähendab, et lendamine on lihtne. "

Lend Titanil ON lihtne. Inimene võiks teoreetiliselt saavutada lendu tiibkostüümi ja pelgalt lihasjõuga. Probleem on selles, et Titan on külm, 72 Kelvini külm. Lend vajaks mõningaid olulisi küttemodifikatsioone, kuid soojustegurit piiramata on Titan meie päikesesüsteemis absoluutselt parim koht lennu proovimiseks. See on isegi parem kui Maa. Huvitava tähelepanekuna on Titan seni olnud isegi mehitamata sondide uurimiseks liiga külm. Jällegi tsiteerides artiklit:

Patareid aitaksid end natuke aega soojana hoida, kuid lõpuks saab käsitöö soojus otsa ja krahh. Huygensi sond, mis laskus peaaegu tühjenenud patareidega (tegi kukkumisel põnevaid pilte), allus külmale vaid mõne tunni pärast pinnal. Pärast maandumist oli piisavalt aega ühe foto saatmiseks - ainus, mis meil on Marsi taga asuva keha pinnalt.

Maa : Maa tingimused on lendamiseks üsna optimaalsed. Maa raskusjõud on 9,78 m / s². Võrdluseks on Jupiteri gravitatsioon 24,79 m / s² ja Titani gravitatsioon 1,352 m / s². Maa atmosfäär on merepinnal 1 standardne atmosfäär ehk 101,3 kPa ehk 14,7 psi võrreldes Marsi keskmisega, mis on umbes 0,006 standardatmosfäär ehk 600 Pa ehk 0,087 psi ja Veenuse keskmine, mis on umbes 9,2 mPa või 1330 psi. Stardikiirus on meie Cessna 172 Skyhawkil 64 KIAS (sõlmedega tähistatud õhukiirus) ja parim tõusumäär on 73 KIAS. Tavaline reisikiirus on Cessna 172 Skyhawkis 122 sõlme (140 mph, 226 km / h). Võrdluseks võib öelda, et marsilennuks oleks vaja kiirust üle Mach 1, mis tähendab kiirust 768 mi / h või 1236 km / h.

Kokkuvõtteks :

  • päike : kohene aurustamine.
  • Mars : atmosfäär on liiga õhuke, et lennata alla mach 1, mach 1 kohal, mida te juhtida ei saa.
  • Veenuse madalam atmosfäär : lend on võimalik, kuid õhk on kuum õhkkond. Sulaksite.
  • Veenuse ülemine atmosfäär : lend on võimalik, kuid korrosioon on väävelhappe toimel tegur, nii et metalli ei tohi kokku puutuda.
  • Jupiter : kõrge raskusjõu tõttu on lend äärmiselt ebareaalne.
  • Saturn : lend on võimalik, kuid teie lennuk võib lõpuks alluda külmadele ja ilmastikutingimustele.
  • Uraan : sama mis Saturnil, kuid VÕIB kesta natuke kauem.
  • Neptuun : teie lennuk puruneks kiiresti ekstreemturulentsus.
  • Titan : lendu oleks võimalik saavutada kunsttiibade ja pelgalt lihasjõuga. Paraku on Titanil külm. XKCD artikli tsiteerimiseks:

Kui inimesed panevad lendamiseks kunsttiivad, võivad meist saada Ikaruse loo Titani versioonid - meie tiivad võivad külmuda, laguneda, ja saatke meile surmajuhtumeid.

Icarus on Titan

  • Maa : me teame, et lend Maal toimib omast käest saadud teadmiste tõttu. Meie päikesesüsteemis pole kõige optimaalsemaid tingimusi, kuid siin on tingimused siiski igat tüüpi mehitatavate õhusõidukite jaoks suurepärased.
  • Mujal : atmosfääri pole, seega kukuksite alla ballistiliselt.

Väikese märkusena :

Titan on absoluutselt parim keskkond tavalise lennukiga lendamiseks, kui te ei arvesta külmas. Ma kujutan ette, et oleks palju lihtsam ja odavam proovida lendamist Veenuse atmosfääri ülaosas, kaitstes kogu paljast metalli korrosiooni eest, kui tavaliste õhusõidukite suuremate muudatuste tegemine, et see ja tema piloot taluksid Titanist leitud äärmuslikku külma .

Veel üks väike märkus : Mach 1 mõõdetakse maa suhtes, nii et 340,29 m / s. Marsi helikiirus on erinev. Helikiirus on 226 m / s.

Jupiteril ei pruugi olla lendu rõhul, kus te ellu jääksite, kuid lend on kindlasti võimalik, tegelikult kõrguse kaotamisel hõljute lõpuks tasakaaluasendis, nii et õhulaev on elujõuline lahendus.
@RoryAlsop Ma ei näe Jupiteri tingimustele vastavat tavalennukit. Võib-olla on see, mida on oluliselt muudetud, kuid mis võib eksisteerida väljaspool selle küsimuse ulatust, sõltuvalt sellest, mida me määratleme kosmosesõidukite ja lennukitena. Tõepoolest, selle küsimuse jaoks ja lisan selle redigeerimisse, on Veenuse ülemine atmosfäär parim võimalik keskkond tavalise lennukiga lendamiseks. Titan on suurepärane, kuid ma kujutan ette, et külmade talumiseks vajalike muudatuste tegemisega seotud üldkulud on palju suuremad kui olemasoleva tavalennuki kogu paljastatud metalli kaitsmine.
Ohoo, see on lõbus! = D aga võib olla huvitav kontrollida helikopterite (kuid kindlasti sarnaneb see planeetidevahelise Cessnaga, kuna mõlemad kasutavad sõukruvisid), purilennukite ja õhulaevade käitumist. Näiteks olen täiesti kindel, et Zeppeliniga lendamine peab olema Jupiteril võimalik, kuna selle õhutihedus on palju suurem. Teisalt hävitaks õhurõhk minu arvates õhupalli ise.
@ZoltánSchmidt Ainus probleem on see, et Jupiteri raskusjõud on hullult kõrge, rohkem kui kaks korda suurem kui Maa oma. Midagi, mis kaalub siin 150 kg, kaaluks Jupiteril 354,6 kg. Võib-olla suudaks Zeppelini või õhupalliga lennuk sellest üle elada, kuid tiibadega õhusõidukite ja helikopterite tingimused pole optimaalsed.
Sa oled Maast puudust tundnud.
@gerrit "Mis puutub meie päikesesüsteemi igasse kehtivasse kehasse (muidugi Maa keelamine), siis ma natuke sõnastan:" Ma jätsin Maa vahele, kuna tundsin, et see pole asjakohane. Võin selle lisada, kui soovite. :)
@ZachSmith Marsi osas peate silmas Mach 1 Marsi või Maa kiiruse suhtes?
@called2voyage Mach 1 Maa suhtes, nii et umbes 1236 km / h või 768 mi / h
@ZachSmith soovitaksin lisada selle oma vastusesse, kuna Mach 1 on suhteline mõõt teiste atmosfääritingimustega tegelemisel.
@called2voyage Lisasin selle tegelikult tänu teie kommentaarile. Täname, et osutasite sellele!
Mulle juhtus, et Randall Munroe on joonistanud kõik ballistilised trajektoorid sarnaselt, kuid kindlasti sama algkiirusega jõuaks mõnel planetoidil üsna kaugele kui mõnele teisele.
@gerrit Ma ei usu, et koomiksit pidi nii tõsiselt võtma, kuid jah, teatud planetoididel võite saavutada jätkuva püsiva lennu. Saturn ja Uraan on parimad näited, kuna mõlemad on meie küsimuse jaoks üsna sarnased, kuid püsiv lend ** VÕIB ** olla Uraanil pikema aja vältel võimalik (pange tähele, et pikendatud lend on võimatu, kuna kaotate juhitavuse enne, kui kurnate teie kütusevaru). Titanil saab lennata kõige kauem, kuna lennu saavutamiseks ja säilitamiseks on vaja väga vähe kütust.
Tegelikult ei pruugi Jupiteril lendamine nii ebareaalne olla. Enamik lennukeid saab 3g-ga hakkama maa peal. Vigurlennukid või reaktiivlennukid võivad tõusta kuni 10 g-ni. Jupiteril horisontaalselt lendamine on nagu horisontaalse lõputu ringina lendamine maa peal + 3g juures. Struktuurilisi muudatusi pole vaja, leidke lihtsalt õige kõrgus Jupiterist, kus rõhk on samaväärne maaga. Oleme kaugel "raskusjõu tõttu äärmiselt ebareaalsest"
@ZoltánSchmidt Peaksime Jupiteri õhulaevad ära viskama, kuna selle atmosfäär on enamasti vesinik ja hellium ning seetõttu ei saa me õhulaeva täita midagi märgatavalt kergemat. Võib-olla võiks töötada tohutu kuum vesinikuballoon, kuid see tundub mulle kahtlane.
@qqjkztd: Kuid kas nad saavad + 3g-ga hakkama _ pidevalt? Võimalus pöörde ajal mitu G-d lühidalt tõmmata on kaugel sellest, et suudaksite kogu lennu vältel mitmele G-le vastu pidada. Kui mitte midagi muud, siis oleksin mures selle pärast, et kütusesüsteemid saaksid mootorit (mootoreid) toita pika kestva + 3g lennu ajal.
#2
+2
airplaneguy11
2017-04-27 23:52:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Veenus näib olevat kõige praktilisem, mitte Titan (külma peab arvestama). Jah, Veenusel on nii kuum, et see sulatab plii 621 kraadi F. Pli on siiski pehme metall ja raske. Me ei ehita lennukeid pliist. Alumiinium sulab 1218 kraadi Fahrenheiti (F) ja titaan sulab 3200 kraadi F. Lockheed SR-71, mis sõidab kiirusel Mach 3+, loodi 1960. aastate alguses alumiiniumkonstruktsiooni ja titaannahkadega, et kaitsta seda õhumolekulide kuumuse hõõrdumise eest. nendel kiirustel loodud. Võiks ehitada veel ühe "SR-71" tüüpi õhusõiduki ja lennata Veenusel, ehkki temperatuuritundlikumad materjalid vajavad kõik soojusisolatsiooni ja mõned vajavad aktiivset jahutamist. Titanil on temperatuuril 72 Kelvini kraadi -330 kraadi Fahrenheiti ja me lihtsalt ei lase sellise külmaga "tavalisi" lennukeid. See on sama külm kui vedel lämmastik ja metall muutuks nii habras, et puruneks lihtsalt aerodünaamilistest jõududest. Kuid kosmoses on temperatuur veel 2,7 kelvini kraadi (-455 Fahrenheiti) veelgi külmem, kuid aerodünaamilisi jõude pole, kuna see on vaakum. Me "lendame" sinna kogu aeg kosmosesõidukitega. Boeing läbis äsja kosmoselennukiga X-37 rekordilised 674 päeva kosmoses. Niisiis, Titanil lendamine kosmoselennukiga, mis sarnaneb X-37-ga, võib lõppude lõpuks olla otstarbekas.

Seda on raske lugeda. Kas saate seda veidi vormindada või täpsustada?
Kosmos on külmem kui Titan, kuid vaakum on hea soojusisolaator. Seetõttu jahutaks Titani atmosfäär praktikari eesmärgil lennukit palju kiiremini kui kosmosesõiduk.


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...