Uusien tärkeiden innovaatioiden kehittäminen Suomessa vaikeutunut ?!

[Ggg]

Space X:n kanssa on käyty talvella neuvotteluja...samalla ratkaisin pari ongelmaa Starshipin re-entryyn liittyen. Katsotaan amuyöllä 01:30 tiistaina että auttoiko. Keskuteluyhteys on olemassa.

Näköjään ei onnistunut laukaisu tänä yönä, mutta ei anneta sen lannistaa! Kiitos kuitenkin panoksestasi. Ehkä seuraavalla kerralla Starship tekee täydellisen re-entryn ratkaisujesi ansiosta. Pidetään peukkuja ja jatketaan eteenpäin!

 

[tuulispää]

Höyhenenkeveän avaruusaluksen lukuja pitäisi hieman hioa, jotta rahahanat aukeaisivat. Esimerkiksi näitä kolmea:

1. Ilman huvetessa 36 km korkeudesta ylöspäin olisi ilmeisesti tarkoitus jatkaa 4 * 100 kN = 400 kN työntövoimalla. Yksistään 4 * 15 tn rakettipolttoainetta painaa 36 km korkeudessa:

6,67430 * 10^-11 Nm^2/m^2 * 4 * 15 000 kg * 5,9737 * 10^24 kg / ((6 378 140 m + 36 000 m)^2) = 581,5 kN

Yhteensä 400 kN työntövoima ei siis riitä kumoamaan edes polttoaineen painovoimaa, saati kiihdyttämään rakettia, joka sisältää tuon polttoaineen lisäksi 20 tonnin akun (4 000 kWh). Runkokin saattaa olla jokusen kilon, kun rungolla on kokoa (55 m x 124 m) niin paljon, ettei viralliselle jalkapallokentälle meinaa sopia.

2. Vaikka työntövoimaa jostain saisikin järjestettyä lisää, ei 60 tn rakettipolttoainetta riitä karkaamaan Maan vetovoimakentästä 20 tn akun kera, vaikka moottorit ja alus olisivat massattomia ja kaikki polttoaine käytettäisiin lähtökiihdytykseen. Nestemäisen hapen ja vedyn purkautumisnopeudella suurin mahdollinen nopeus olisi:
4 000 m/s * ln ((60 000 kg + 20 000 kg) / 20 000 kg) = 5,5 km/s.
Maan vetovoimakentästä vapautumiseen vaadittava pakonopeus on 11,2 km/s, joten Maa vetäisi tyhjätankkisen aluksen takaisin ilmakehään lentelemään potkureilla ja aurinkopaneeleilla.

3. Leikitään, että massasuhde olisi kunnossa. Tehdään tuosta monivaiheraketti tipauttamalla 20 tn akkupaketti valtamereen 36 km korkeudesta. Pakonopeus onnistuu, jos aluksen massa lähtiessä on 63 800 kg ja polttoaineen loppuessa vaivaiset 3 800 kg. Tiedän, ei ole mahdollista rakentaa noin kevyttä jalkapallokentän kokoista hökötystä, joka kestää suuria voimia ja lämpöjä, mutta ei anneta sen häiritä.

Lukujesi mukaan 60 km korkeudessa nopeus on 3 Mach ja 85 km korkeudessa 15 Mach. Oletetaan, että työntöä ja polttoainetta riittää. Matka on 25 km. Alkunopeus 3 * 320 m/s = 960 m/s ja loppunopeus 15 * 275 m/s = 4 125 m/s. Kiihdytykseen kuluu aikaa:
25 000 m / (0,5 * (960 m/s + 4 125 m/s)) = 9,64 s.

Keskimääräinen kiihtyvyys:
(4 125 m/s - 960 m/s) / 9,64 s = 328,5 m/s^2, eli noin 33,5 G.

Melko harva kuudesta astronautista olisi edes G-puvussa hengissä liki kymmenen sekuntia putkeen kestävän pahahkon taajamakolarin jäljiltä. Loput kuolisivat viimeistään 85 km (15 Mach) ja 110 km (23 Mach) välisen kiihdytyksen aikana, koska se on keskimäärin 59 G ja kestää 4,58 s. Kolarissa tuollaisista kiihtyvyyksistä voi selvitä, koska vaikutusaika on vain joitakin kymmeniä millisekunteja.


Jos rahoittaja osaa laskea, ei hän valitettavasti voi lähteä näillä luvuilla mukaan. Vaikeus ei siis johdu Suomesta.

Et lukenut oikein 4000 kw 15 minuutiksi on jotain muuta kuin 4000 kwh. Opettele hieman fysikkaa ja kommmentoi sitten uudestaan. Jookos pookos...kiitos kommentista kuitenkin...tarkoitus varmasti oli hyvä ? Olisit samalla kysynyt "why don't you wear a suit !"

 

[mailman]

Et lukenut oikein 4000 kw 15 minuutiksi on jotain muuta kuin 4000 kwh. Opettele hieman fysikkaa ja kommmentoi sitten uudestaan. Jookos pookos...kiitos kommentista kuitenkin...tarkoitus varmasti oli hyvä ? Olisit samalla kysynyt "why don't you wear a suit !"

No josko korjaat laskelmat niin me muutkin, einiinviisaat, nähdään lukemat?

 

[ilmojk]

Et lukenut oikein 4000 kw 15 minuutiksi on jotain muuta kuin 4000 kwh. Opettele hieman fysikkaa ja kommmentoi sitten uudestaan. Jookos pookos...kiitos kommentista kuitenkin...tarkoitus varmasti oli hyvä ? Olisit samalla kysynyt "why don't you wear a suit !"

Eli ilmeisesti muissa kohdissa TommiZeliard oli oikeassa.... kun et löytänyt kuin yhden korjattavan kohdan... eikös vaan juu...

 

[TommiZeliard]

Et lukenut oikein 4000 kw 15 minuutiksi on jotain muuta kuin 4000 kwh. Opettele hieman fysikkaa ja kommmentoi sitten uudestaan. Jookos pookos...kiitos kommentista kuitenkin...tarkoitus varmasti oli hyvä ? Olisit samalla kysynyt "why don't you wear a suit !"

Luin kyllä oikein "...WITH 4000 kW OF BATTERIES", mutta oletin yksikön olevan kWh, kun kerran akuista oli kyse. Semminkin kun hieman myöhemmin yhdellä ja samalla rivillä luki km ja KM/H. Ajattelin, etteivät tekstin muutkaan etuliitteet ja yksiköt ole niin vimpan päälle. Sähköautoketjussa on ihmisiä, jotka kirjoittavat kW, vaikka tarkoittavat kWh:a. Nytkin vastauksessasi kirjoitit kw ja kwh, mutta niistä onneksi voi olla varma, että tarkoitit kW ja kWh.

Suunnitelmasi oli siis ottaa akuista tehoa ulos 4 MW 15-20 minuutin ajan. Noin suurella purkuteholla akun kapasiteetin tulisi oikeasti olla lähemmäs 1,5 MWh. Oletetaan kuitenkin kannaltasi mahdollisimman edullisesti, että 15 minuuttia riittää, ja suuresta 4C-purkutehon aiheuttamista häviöistä ja jännitteen kyykkäämisestä huolimatta 1 MWh riittäisi. Sellainenkin on silti massaltaan niin suuri (~5 000 kg), että Tsiolkovskin laki estää pakenemasta Maan vetovoimakentästä, kun rakettipolttoainetta on vain 4 * 15 000 kg. Siis vaikka tankkien, miehistön, moottoreiden, 1 720 m2 aurinkopaneelien, 124 m-kärkivälisten siipien ja koneen rungon massaksi oletettaisiin eduksesi 0 kg. Edes tuota pelkkää akkua et saisi vietyä oikeasti avaruuteen (paitsi lyhyt piipahdus xxx km:iin) tuolla 60 tonnilla rakettipolttoainetta.

Tarkoitukseni oli hyvä. Oletin kaiken (paitsi edellisessä viestissä akun koon) parhain päin, ja yritin saada suunnitelmasta mahdollisen. En kuitenkaan onnistunut siinä, joten yritin antaa perusteluita (polttoaine ei riitä edes nousuun, miehistö kuolisi annetuilla korkeus- ja nopeustiedoilla), joiden ansiosta sinä tai kukaan muukaan ei "hakkaisi päätään seinään" kymmeniä vuosia tyystin mahdottomien suunnitelmien kanssa.

Minuutteja pidemmäksi ajaksi avaruuteen ei ole asiaa noin pienellä polttoainemäärällä. Noin 4 tn saisit kokonaisuudessaan kiloja avaruuteen, joten silloin ei todellakaan ole varaa ottaa viiden tonnin akkua mukaan. Kuuden hengen miehistökin tekee jo nakkena yli 10 % kiloista. Jäljelle jää suunnilleen 3,5 tn asuntoauton massa, mihin pitäisi saada mahtumaan 55 m * 124 m avaruusalus kaikkineen. Ideasi saattaa olla aika lähellä tulevaisuuden ilmakehässä lentämistä.