суббота, 20 мая 2017 г.

Латексный шар, потери газа, размышления - Latex Balloon

Исследование подъемной силы газа, а также потери этого газа сквозь необработанный латекс представлено ниже.
Эталонные шайбы - вес одной шайбы 1.1 грамм.
Накачка легкого Панч-бола. Вес около 5 грамм. Мяч старый. Верхушка прохудилась, перевязал ее на узел, чем уменьшил объем до 10 литров.
Типа Арбузика! Через пару минут после накачки он прохудился вторично.
Мелкий шарик, накачан остатками газа для "Арбузика."
Они хотели, но не смогли... Меньше чем за час оба сдулись.
Главный шар для измерений - фиолетовый. Фигура - сложный эллипсоид.
 Примерка полезной нагрузки - радиомаяк - 8 грамм, не потянул.
Шайбы
Шайбы, измерения проводил каждые полчаса.
Точность около 1 грамма.
Вес такого шарика 4 грамма, измеренные характеристики в таблице:

t, ч
L1,м
L2,м
Lsr,м
r,м
V, м3
S, м2
fl, г
Fltr, г
sk, м/с
0
0.77
0.88
0.825
0.1313067
0.009483
0.216656
5
6.7

0.5
0.75
0.86
0.805
0.12812351
0.00881
0.206279
4
6
0.87
1
0.74
0.84
0.79
0.12573611
0.008326
0.198663
3.5
5.45

1.5
0.73
0.82
0.775
0.12334872
0.007861
0.191191
3
4.88
0.73
2
0.72
0.8
0.76
0.12096132
0.007413
0.183861
2
4.4
0.56
t - время от начала испытаний в часах;
L1-большой охват эллипсоида (меридиональный) в метрах;
L2-малый охват эллипсоида (экваториальный)в метрах;
Lsr - средняя длина окружностив метрах;
r-радиус в метрах;
V-объем в куб.метрах;
S-площадь поверхности в кв.метрах;
fl-free lift - тяга шара, грамм;
fltr- теоретическая тяга шара, грамм;
sk - оценка скорости набора высоты для данной тяги, м/с

Графики короткие, но можно предположить, что зависимости пропорциональны гиперболической функции. Уменьшение измеряемой величины снижается со временем.

Отклонение теоретической тяги от экспериментальной не более чем в 2 грамма. Отклонение связанно с неучтенной массой нити и крючка для подвеса шайб, а также с просачиванием аэрозоля из реактора в шар.
Потеря газа из такого шарика около литра в час, и потеря тяги в 1 грамм за час. 
Можно предположить, что у шара с объемом в два раза большим, газ будет теряться в два раза быстрее, т.к. больше поверхность!
На уровне тяги 2 грамма, измерения прекращены и подвешена открытка №5 для запуска.
Масса открытки - 1 грамм. Покрытие - скотч.
Тест тяги.
Полет!
Шар №5 запущен 20.05.2017 в 18:45 МТ.
Потерян из поля зрения в 18:47, потеря визуального контакта через
бинокль х12 в 18:55. Ветер 1 м/с ЮЗ, пасмурно +20. Без осадков.
Подъемная сила (free lift) ~ 1 грамм.
Скорость подъема ~ 0.5 м/с.
Потеря подъемной силы ~ 1 грамм в час.
Шар достигнет максимальной высоты в 19:45.
Значение максимальной высоты - (0.5)/2 * 3600 = 900 метров
После чего шар начнет снижение, которое займет примерно 1 час.
Шар будет находиться в полете всего около 2 часов, за это
время будет преодолено расстояние в 7 км (согласно скорости ветра у земли.)

Согласно модели Hypslit посадка в 50 км.


Интересный вывод можно сделать из того, что газ теряется оболочкой. Известно, что латексный шар на определенной высоте, распираемый повышенным давлением изнутри лопается, но это справедливо для шара, не теряющего газ. Если шар теряет газ, то он может и не достигнуть высоты разрыва, а начать плавный спуск.
На улице иногда можно встретить оболочки детских шариков в необычных местах, понаблюдайте, оболочки со следами разрыва или целые? =) 

Лавриненков Игорь / R2AJA

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру



Комментариев нет:

Отправить комментарий