Как вращать трос в натянутом состоянии

[vits]

Взять астероид тяжелый такое, объемом в несколько миллиардов м3, привязать к троссу. Заставить вращаться по кольцевой траектории используя тягу солненых парусов. Вопрос выдержит ли такую нагрузку ваш тросс/его преплени?

Тогда еще вопрос.Какой максимальной длины может быть трос опущенгый сверху к Земле,чтобы он выдержал собственный вес?

[Птыц]

Тогда еще вопрос.Какой максимальной длины может быть трос опущенгый сверху к Земле,чтобы он выдержал собственный вес?

Это зависит от прочности троса на разрыв. И от того, как меняется его сечение вдоль его длины. Можно посмотреть, например, здесь.

P.S. Будут вопросы – задавайте.

[Diletant]

Вопросы, подобные этому, решаются в начале теоретически или просто принципиально, безо всяких там длинн и прочностей. Механический способ разгона массы - самый эффективный, ибо никаких потерь на тепло и пр. Раскрутить трос принципиально просто. На валу двигателя рычаг (как на третьем рис.) перпендикулярно валу. Трос пропускаем вдоль рычага и прямо у конца рычага к тросу цепляем груз. Раскручиваем до нужной угловой скорости и начинаем вытравливать трос. Чтобы угловая скорость не уменьшалась, момент на валу, по мере вытравливания троса увеличиваем.
Если такую конструкцию технически удастся осуществить, то применение ей наверняка найдется. Можно будет, например, установить на Луне такую пращу - катапульту и  зашвыривать на Землю всякое добро.

[Птыц]

vits,
Вот, кстати, табличка: http://en.wikipedia.org/wiki/Specific_strength.

[MARS9]

Птыц

P.S. Будут вопросы – задавайте

У меня как раз есть и пока что не получил точного ответа (см. пост 1)

В принципе у меня возникла такая мысль:
Вот вспомним Космический Лифт, что у нас там? Растянутый очень длинный трос который не падает на Землю и/или не завертывается вокруг Земли? Именно этого я хочу добиться и мне кажется что это можно если в самом начале вращать (электромотором конечно) того бобину (или веретено, даже не знаю какое слово выбрать, главное тут то что длинный трос куда-то нужно сначала положить, это может быть просто ящик но мне кажется что проще всего завертывать трос на бобину как обычную нить на катушке) и одновременно выстреливать (с помощью ракетных двигателей) трос (с сферой). Идея заключается в том что если у "свободного" (в кавычках потому что там же собственно говоря будет какой-то груз) конца троса уже будет какая то угловая скорость (наряду с линейным) то трос будет наверняка в натянутом состоянии и/или по крайней мере она не будет завертываться вокруг вала двигателя? Что скажете? Ведь трос Космического Лифта потому и будет в натянутом состоянии что Земля (вал-в моем случае) ведь вращается.......и его будут уравнивать гравитационные и центробежные силы

Diletant

Раскрутить трос принципиально просто. На валу двигателя рычаг (как на третьем рис.) перпендикулярно валу.

Как на этом рисунке?

Трос пропускаем вдоль рычага и прямо у конца рычага к тросу цепляем груз

Я не уверен что пропускать, то есть двигать еще один (начальный) конец троса было бы хорошо, просто для этого нужны будут еще дополнительные механизмы, думаю что проще будет если начальный конец троса будет прикреплен к валу....

[Diletant]

Шикарная картинка! Искренне завидую, кто такие умеет делать.
Как раскрутить уже вытянутый трос, я не знаю. А механизм вытягивания троса простой. Рычаг в виде трубки. Лебедка с тросом внутри корпуса. Тут еще веселая идея в голову пришла. Чтобы грузы с Луны на Землю зашвыривать, трос можно не останавливать, а прямо на ходу цеплять карабином у конца рычага и дистанционно отстегивать уже у красного грузика.
Что касается космического лифта, не думаю, что получится трос с Земли поднять. Скорей всего придется опускать с орбиты.

[vits]

Орбита геостационарная? Какой вес троса длиной 30 тысяч километров?

[Diletant]

vits,
Вот, кстати, табличка: http://en.wikipedia.org/wiki/Specific_strength.

[MARS9]

Diletant

Шикарная картинка! Искренне завидую, кто такие умеет делать

Это сделано в Autodesk 3ds Max, нечего особенного

Как раскрутить уже вытянутый трос, я не знаю. А механизм вытягивания троса простой. Рычаг в виде трубки. Лебедка с тросом внутри корпуса

Вытягивать, то есть развернуть трос это не трудно-тут можно и обычные ракетные двигатели использовать полетит двигатель и возьмет за собой один конец троса, вот и все вопрос в том-как вращать УЖЕ натянутый трос так чтоб она не завернулась вокруг вала двигателя который и вращает его....

Что касается космического лифта, не думаю, что получится трос с Земли поднять. Скорей всего придется опускать с орбиты.

Как будет построен Космический Лифт (если вообще будет построен конечно) это другое дело и это собственно говоря уже чисто техническая проблема, когда я написал это:

Вот вспомним Космический Лифт, что у нас там? Растянутый очень длинный трос который не падает на Землю и/или не завертывается вокруг Земли? Именно этого я хочу добиться и мне кажется что это можно если в самом начале вращать (электромотором конечно) того бобину (или веретено, даже не знаю какое слово выбрать, главное тут то что длинный трос куда-то нужно сначала положить, это может быть просто ящик но мне кажется что проще всего завертывать трос на бобину как обычную нить на катушке) и одновременно выстреливать (с помощью ракетных двигателей) трос (с сферой). Идея заключается в том что если у "свободного" (в кавычках потому что там же собственно говоря будет какой-то груз) конца троса уже будет какая то угловая скорость (наряду с линейным) то трос будет наверняка в натянутом состоянии и/или по крайней мере она не будет завертываться вокруг вала двигателя? Что скажете? Ведь трос Космического Лифта потому и будет в натянутом состоянии что Земля (вал-в моем случае) ведь вращается.......и его будут уравнивать гравитационные и центробежные силы

Я имел в виду что из-за этих причин и тот трос НЕ будет завертываться вокруг вала двигателя и провел параллель с Земным космическим лифтом думаю что аналогия верная. Другое дело как в практике лучше построить космический лифт....

vits

Орбита геостационарная? Какой вес троса длиной 30 тысяч километров?

Это на Луне происходит, тут нет никакого геостационара

[Diletant]

Теоретически при любой длине троса остается некоторая тангенциальная (по касательной к окружности) составляющая величины ускорения, действующей на груз. При длинном тросе она мала и увеличение линейной скорости груза будет медленным. Чтобы трос не намотался на вал, увеличение момента на валу тоже должно быть медленным. Естесственно, будет практически предел длины троса.

[petrovich1964]

суть идеи запускать грузы с Луны - поэтому груз крепить на конце рычага, раскручиваем потихонько отпуская верёвочку, радиус увеличивается, скорость возрастает, как превысили первую ... эээээ какая по счёту орбитальная скорость для Луны?  .... так и отцепляем груз... и пусть летит, как говориться "на кого Бог пошлёт".

[MARS9]

Diletant

Теоретически при любой длине троса остается некоторая тангенциальная (по касательной к окружности) составляющая величины ускорения, действующей на груз. При длинном тросе она мала и увеличение линейной скорости груза будет медленным. Чтобы трос не намотался на вал, увеличение момента на валу тоже должно быть медленным. Естесственно, будет практически предел длины троса.

Значит, нужно медленно ускорять угловую скорость вращения троса и проблема будет решена?

Теоретически при любой длине троса остается некоторая тангенциальная (по касательной к окружности) составляющая величины ускорения, действующей на груз

Вот это вы имели в виду?


petrovich1964

суть идеи запускать грузы с Луны - поэтому груз крепить на конце рычага, раскручиваем потихонько отпуская верёвочку, радиус увеличивается, скорость возрастает, как превысили первую ... эээээ какая по счёту орбитальная скорость для Луны?   .... так и отцепляем груз... и пусть летит, как говориться "на кого Бог пошлёт".

Рычаг (если он будет) будет сравнительно коротким и это не будет играть важной роли, мне тут сказали что рычаг (перпендикулярно к тросу) поможет в том чтоб трос на завернулся вокруг вала, так вот хочу выяснить-почему

[Птыц]

MARS9,

Если вы постепенно выпускаете трос, то он будет натягиваться под действием центробежной силы. Пока она не сравняется с силой натяжения троса.
При этом трос будет "отставать"  (сила Кориолиса). Но трос закреплен на валу. В результате центробежная сила не будет направлена антипараллельно силе натяжения троса. Результирующая сила будет направлена так, чтобы разогнать трос.
Так что трос нужно выпускать достаточно медленно, так чтобы момент импульса "успел" передаться из точки крепления троса по всей его длине.

[Okub62]

Интересно, для достижения "Лунной" 1-й космической скорости (1600 м/с) при 150, например, оборотах в минуту, у меня получается выпуск троса немного более 100 м.
Странно, не пойму, за арифметику садиться или действительно так? Наскоро на бумажке прикинул, может перепутал нули?

[Птыц]

Интересно, для достижения "Лунной" 1-й космической скорости (1600 м/с) при 150, например, оборотах в минуту, у меня получается выпуск троса немного более 100 м.
Странно, не пойму, за арифметику садиться или действительно так?

Действительно так.

[Maxwhy]

Интересно, для достижения "Лунной" 1-й космической скорости (1600 м/с) при 150, например, оборотах в минуту, у меня получается выпуск троса немного более 100 м.
Странно, не пойму, за арифметику садиться или действительно так?

Действительно так.

Ну,тогда можно по-другому сделать:
Cтроим на Луне вышку более 100м высотой.Наверху вышки стоит наш двигатель с рычагом несколько метров.
(Может под некоторым углом).
Трос с грузом изначально весит вертикально.
Начинаем раскручивать и получам примерно следующее-
Hammer Throw Koji Murofushi World Champs 2001 79.91m

[Птыц]

Ну,тогда можно по-другому сделать:
Cтроим на Луне вышку более 100м высотой.Наверху вышки стоит наш двигатель с рычагом несколько метров.
(Может под некоторым углом).
Трос с грузом изначально весит вертикально.

Проблема в прочности троса.
Для троса постоянного сечения требуемая удельная прочность (specific strength) по-минимуму равна V²/2, где V – скорость на конце троса.
Для 1-ой космической скорости на Луне – 1.28•10⁶ м²/с². Если посмотреть сюда и принять хотя бы 3-х кратный запас прочности (3.84•10⁶ м²/с²), то современные технологии не могут пока предоставить нам такой материал.

[Maxwhy]

Проблема в прочности троса.
...современные технологии не могут пока предоставить нам такой материал.

Ключевое слово "пока" 
Рассматривается чисто теоретическая возможность.
Сама идея представляет интерес.

[Птыц]

Проблема в прочности троса.
...современные технологии не могут пока предоставить нам такой материал.

Ключевое слово "пока" 

Разумеется.
Тем более прочности современных материалов весьма близки к теоретически необходимым.
Но предвидением мы не обладаем.

Рассматривается чисто теоретическая возможность.
Сама идея представляет интерес.

Не уверен. Так не понятно, что с Луны и куда запускать.

[MARS9]

Птыц

Если вы постепенно выпускаете трос, то он будет натягиваться под действием центробежной силы

Конечно, и это центробежная сила будет от вращения троса с самого начала, он должен крепиться на катушке как нить, электромотор должен вращать все это с самого начала

При этом трос будет "отставать"  (сила Кориолиса)

Значит, если посмотреть сверху он будет напоминать кривую а не прямую линию 

Так что трос нужно выпускать достаточно медленно, так чтобы момент импульса "успел" передаться из точки крепления троса по всей его длине.

Можно ли, хоть приблизительно сказать настолько медленно нужно отпускать трос? То есть, в твердых телах (трос будет сделан именно из таких) настолько быстро перемещается сигнал/информация/механические волны (не знаю какой термин будет более правильным)? Наверно примерно также быстро как звук (то есть несколько км/сек)?

Okub62

Интересно, для достижения "Лунной" 1-й космической скорости (1600 м/с) при 150, например, оборотах в минуту, у меня получается выпуск троса немного более 100 м.
Странно, не пойму, за арифметику садиться или действительно так? Наскоро на бумажке прикинул, может перепутал нули?

Можно узнать как вычисляли?

Maxwhy

Cтроим на Луне вышку более 100м высотой.Наверху вышки стоит наш двигатель с рычагом несколько метров.
(Может под некоторым углом).

Как тут сказали мне угол между тросом и стержнем должно быть 90 градусов, в принципе это будет похож на руку человека который вращается и тянет (именно тянет) за собой длинную веревку

Трос с грузом изначально весит вертикально.
Начинаем раскручивать и получаем примерно следующее-
Hammer Throw Koji Murofushi World Champs 2001 79.91m

Само собой понятно что вращение, центробежная сила заставит вертикально висящую трос "подниматься" и вращаться в горизонтальной плоскости вопрос в том-что нам сделать чтоб трос не упал обратно на вал двигателя и не завернулся вокруг него

Птыц

Для троса постоянного сечения требуемая удельная прочность (specific strength) по-минимуму равна V²/2, где V – скорость на конце троса.

Я ожидал что там в знаменателе будет радиус (формула V²/r), ведь в таком случае это формула даст нам возможность вычислять ускорение на конце троса......а ваша формула что вычисляет?