Category: авиация

Category was added automatically. Read all entries about "авиация".

Портрет

Электрический аэростат

 Тут пришла в голову бредовая мысль. В принципе, идеальный аэростат - это аэростат, заполненный вакуумом. Только вот для противодействия атмосферному давлению понадобится такой каркас, который перевесит всю подъёмную силу. Но что если "закачать" внутрь аэростата  электроны? Одноимённый заряд, помещённый на стенках сферы, будет создавать на эту сферу давление, равное  
  P =(k*q^2)/(4*pi*R^4), где k=9*10^9, q - заряд в кулонах, R - радиус сферы в метрах. Атмосферное давление на уровне моря примерно 101 КПа, для сферы радиусом 1 метр уравновешивающий давление заряд   q=2*R^2*sqrt(P*pi / k) примерно равен 0,012 Кл. Мда.. Напряжённость поля Е=k*q/R^2  у оболочки такого шарика составит порядка 100 000 000  В/м, так что ионизированный воздух быстро сведёт на нет наши усилия, нейтрализовав заряд, да и вообще от такого шарика лучше держаться подальше...

 Ну ладно, найдём тогда сферу с безопасной напряжённостью. Выразив заряд через напряжённость поля получим Е=2*R*sqrt(pi*k*P). Приняв опять-таки P за 101000 кг/м^2 получим E=R*1,068*10^8. Электрическая прочность воздуха при нормальных условиях порядка 3*10^6 В/м, взяв с запасом в сто раз, получим R=2.81*10^-4 метра, то есть 0,28 мм. Заряд такого шарика будет равен  3,32*10^-6 Кл. Подъёмная сила составит 1,225 *3,14*0,00028^3*4/3 = 1,13*10^-10 кг. Если принять десятикратный запас по электрической прочности, то она составит соответственно 1,13*10^-7 кг при  диаметре 2,8 мм и заряде 3,3*10^-5 Кл. Приняв толщину оболочки такого шарика за 5 мкм, найдём допустимую плотность материала: объём 4*pi*R^2 * 5*10^-6 = 4.93*10^-10 кубометров, масса не больше подъёмной силы. Критическая величина ro = 1,13*10^-7 / 4,93*10^-10 = 229 кг/м^3. Мда.. Уменьшим толщину до 1 мкм, тогда ro=1146,9 кг/м^3. Чуть больше плотности воды. При радиусе три миллиметра.. Мдаа. Похоже, таким методом можно только мыльные пузыри пускать. Очень маленькие. Надо провести эксперимент как-нибудь. Электронно-вакуумные мыльные пузыри - в этом что-то есть :)) я чего-то зверски ошибся в формулах, Е=2*sqrt(pi*k*P), так что никаких мыльных пузырей. Безопасной напряжённости можно достигнуть при давлении порядка 79 Па, т.е. на высоте километров 50-60.

  В общем, ещё одна мечта зверски убита калькулятором.

UPD  Кстати, мечта ещё не добита и вяло шевелится  - раз чисто вакуумный аэростат не получается, надо ещё посчитать, насколько таким образом можно уменьшить эффективную плотность газа внутри обыкновенного аэростата.