alex_zeed: Все сообщения за 20 Декабря 2006 года

foogoo> Я не понял, а как груз из трубы под водой попадет на орбиту? Бомжи доставят? :roll:

Поискал гуглом и нашел пару описаний.



Смелые проекты: наш журнал представил концепцию и технические средства освоения Солнечной системы предложенные тюменским инженером Владимиром Золотухиным...

И оказывается есть разные варианты этой системы. В этих статьях не совсем то что было описано в ЮТ (к сожалению не помню номер).

Там описывалось следующее. По экватору (или другому меридиану!) протянута некая труба, диаметром скажем порядка полуметра. Ну в том варианте говорилось что эта труба покоится на некоем капитальном сооружении, которое является мощным транспортным кольцом вокруг планеты. Но тогда с судоходством траблы. Я думаю выгоднее все же конструкцию сделать разборно-плавучей, и буксирами (они же упомянутые плавучие АЭС) разворачивать перед пуском. В трубу помещается другая конструкция ("вязанка сосисок") - цепочка контейнеров с полезным грузом. Она может висеть внутри трубы, не касаясь ее стенок, на магнитном подвесе. Из трубы выкачивается воздух, и та же электромагнитная система начинает разгонять сосиски выше первой космической скорости, чтобы был запас и подъемная сила. При этом труба по идее автоматом выровняется - потому как на неровностях появятся центробежные силы. Магнитный подвес должен препятствовать касанию контейнерами стенок трубы, хоть верхней, хоть нижней, хоть боковых. Эта операция может длиться достаточно долго, если у нас в контейнерах нет людей. Если есть - то надо успеть за несколько часов, или конструировать в людских контейнерах устройства для отправления естественных потребностей не особо шевелясь.

Дальше начинается самое интересное. В разогнаном состоянии труба уже висит над землей на тросах и кабелях питания, для обеспечения идеальной круглости. То что в статье говорится о возможности следования рельефу - нехорошо, ибо радиусы кривизны будут много меньше земного, а поперечные ускорения и силы соответственно более. А затем труба отпускается от земли и отключается от энергоснабжения. Электромагнитная система (она у нас двусторонняя, как и любой эл. мотор) начинает торможение внутреннего кольца контейнеров с выработкой энергии, которую тратит на подвес и предотвращение касания. Поскольку скорость контейнеров у нас выше первой космической, то они тянут трубу вверх. Кстати, отсюда делаем вывод - процент полезной загрузки должен быть как можно выше, а труба как можно легче - а то она не взлетит.

Ну допустим мы это условие выполнили, труба пошла вверх, много энергии на это не надо. Труба у нас должна растянуться на несколько процентов, можно тянуть саму трубу, а можно сделать на ней некие гофровставки, чтобы понизить упругость и не терять лишнюю энергию на растяжение. После того как она растянулась до расчетной величины (это думаю займет десятки минут, хотя надо считать - может для этого надо разогнать груз выше второй космической, а нафига ж нам такое щастье?) - супертруба раскрывается вдоль оси, вроде как ракушка, и сосиска из грузов просто вылетает в космос. Труба при этом имеет небольшую скорость, только за счет торможения внутреннего кольца с грузом при взлете. А потом на парашютах труба падает на землю (хотя наверное ей здорово поплохеет - ведь она же вылезет за плотные слои атмосферы, а потом плюхнется назад). При этом КПД системы максимален - энергия расходуется в основном на разгон груза.
Сосиску теперь можно расцепить на несколько частей, и они уйдут каждая на свою орбиту. Кстати, орбиты наверное получатся сильно эллиптическими, но этого можно избежать если контейнеры связать разматывающимися тросами, размотать их, сохраняя круглость орбиты, до нужной высоты и только потом расцепить в нужных местах.

А варианты со скоростными лентами внутри или долгим висением уводят нас от основной задачи - повышения КПД установки. Тут с высоким КПД и то энергии не напасешься... Висение системы вообще будет энергозатратный процесс (магнитный подвес кушает энергию, это ж не японский скоростной поезд, это куча груза, даже если это просто лента). Проще сразу после запуска вернуть трубу назад и разобрать.

Тут кстати всплывает еще вопрос - возможна ли труба с достаточной степенью герметичности (нам же внутринужен вакуум), но при этом состоящая из двух половинок и раскрывающаяся как ракушка? Но плюсом имеем тут то, что перепад давления будет половинки трубы сжимать, уплотняя ее. А на орбите давления не будет и ничто не мешает трубе раскрыться.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

А наверное акселерометры плохо показывают угловую скорость... То есть по одним только показаниям акселерометров треаекторию не восстановишь, хотя характеристики тяги движка снять можно.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

По поводу таймера в атмеге. Не надо мешать в кучу прямое управление ножкой и ШИМ с таймера. Если тебе нужен ШИМ с периодом в полный период таймера 1 - поставь Fast PWM Mode (даташит стр 109, табл 48, WGM1(3:0) = 1110 - при твоих данных это будет TCCR1A = 0xc2 = 0b11000010 и TCCR1B = 0x1B = 0b00011011) и в ICR1 запиши нужный тебе период таймера, или 0xFFFF если тебе надо чтоб ходил по полному кругу. Прерывание выкинь совсем, если оно тебе не нужно для иных целей.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Есть еще контроллер скользящего режима (Sliding mode controller, SMC) , пару лет назад искал по нему доки - находил как раз пример для перевернутого маятника, правда на аглицком. Утверждалось что это есть супер идеальная штука для таких систем. Щас чего-то не находится. Там по нему теория мутная (да по ПИД не намного проще), а реализация вроде простая.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

О котором равновесии идет речь? О том чтобы эта система взлетела (растянулась) и повисла? Да это и не обязательно, можно производить раскрытие трубы при ненулевой вертикальной скорости. Или наоборот, в верхней точке колебания трубы. Ведь мы ее когда с земли отпустим - она будет вести себя как грузик на пружине. Полетит вверх и в какой-то момент остановится (по вертикали естественно - реально это будет просто увеличение диаметра) и соберется стягиваться назад к Земле. Тут-то мы трубу и раскроем и груз выпустим.
Или имеется в виде что труба вместо идеальной окружности начнет колебаться всякими эллипсами и более волнистыми штуками? Ну это и помоделировать можно, и если правда неустойчивость есть - выровнять с помощью систем регулирования - например вдоль трубы сверху-снизу-слева-справа натянуть по тросу, закрепить во многих точках и снабдить актуаторами. Информацию об искривлениях получать от системы магнитного подвеса - она будет чувствовать любое искривление очень четко, для нее это поперечная сила, которую она прилагает к сосиске.
Устойчивость сосиски внутри трубы - ну это уж точно задача электромагнитной системы, датчики зазора между стенкой трубы и сосиской - думаю, не проблема, хоть лазер и матрицу фотодиодов, хоть емкостные - разве что ультразвуковые в вакууме не годятся . В общем, раз Segway'и катаются и перевернутый маятник может стоять вертикально при правильной системе регулирования - то и труба сможет ровно крутиться.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Ну я примерно знаю внутреннее устройство акселерометров и устройство твердотельных гироскопов, они же датчики угловой скорости. У первых просто конденсатор с подвижной обкладкой на упругом подвесе - смещение пропорционально линейному ускорению, выходной сигнал тоже, к повороту не чувствителен. А у вторых - конденсатор с колеблющейся обкладкой с двумя степенями свободы, а на выход подается величина амплитуды кориолисовой силы, она пропорциональна угловой скорости в данной плоскости. В "Компонентах и Технологиях" кажется был цикл статеек про интегральные MEMS именно для этих двух применений. Собственно, чтобы получить траекторию - вроде бы нужно три акселерометра и три гироскопа.
Плохо показывают - это шутка. Они вообще не должны быть чувствительны к поворотам. Хотя если поставить их пару на разных концах ракеты, тогда кажется можно по разности показаний ловить угловую скорость - за счет центростремительного ускорения. Но вопрос тогда в точности.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение