Юный техник 1982-11, страница 57
КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА Мы привели лишь короткую выдержку из письма софийского школьника Н. Кушева. А само письмо представляет собой достаточно сложную и подробную техническую разработку с грамотно выполненными расчетами. По мнению автора, возможно создать дирижабль нового типа. Давайте разберемся, во всем ли автор прав? Итак, вакуумный дирижабль. Основным его достоинством, по мысли Н. Кушева, будет повышенная подъемная сила на единицу объема в сравнении с дирижаблем, наполненным гелием или водородом. Ведь вакуум легче самого легкого газа. Согласно закону Архимеда подъемная сила на единицу объема равна разности между удельным весом воздуха и удельным весом газа, заполняющего оболочку (для упрощения мы пока не будем принимать в расчет вес оболочки и вспомогательного оборудования, включая все это в полезную нагрузку). Удельный вес — это плотность, умноженная на ускорение свободного падения, которое будем считать равным 9,8 м/с2. При расчетах нужно учитывать еще один физический закон: плотность газа будем считать пропорциональной давлению — уменьшив давление воздуха в оболочке в десять раз, мы тем самым уменьшим в десять раз плотность воздуха. Вооружимся теперь справочником физико-технических величин и приступим к нашим вычислениям. Оказывается, что подъемная сила кубометра гелия равна 10,9 ньютона, водорода — 11,8; подъемная сила вакуума, естественно, зависит от степени раз режения, поэтому мы представим ее в виде графика, на котором для сравнения отложены также и величины подъемной силы гелия и водорода. Отметим особо, что этот график соответствует подъемной силе, которая создается у поверхности земли. Из построенного графика видно: чтобы достичь подъемной силы гелия, нужно восьмикратное разрежение, чтобы сравнить с возможностями водорода — шестнадцатикратное разрежение. Легко или трудно создать такое разрежение? В маленьком объеме просто. В обыкновенной электрической лампочке, которых выпускаются миллионы, давление в десятки раз ниже атмосферного. Однако создание разрежения в большом объеме представляет собой сложнейшую техническую задачу. Правда, Н. Кушев считает, что можно построить двигатели для насосов с удельной мощностью 1 кВт на килограмм и сверхлегкие насосы, способные создавать необходимое разрежение. А какая понадобится для вакуумного дирижабля оболочка? Н. Кушев приводит прикидочный прочност-ный расчет оболочки, предполагая использовать сверхлегкие и сверхпрочные материалы типа многослойных армированных полиамидных пластмасс. Но он не учел масштабный фактор и получил поэтому сильно заниженные результаты для толщины и, следовательно, массы оболочки. Однако вместо того, чтобы поправить его вычисления, попробуем поставить эксперимент — он наглядно покажет, в чем автор не прав. Для опыта потребуется лишь большая жестяная банка из-под сока с двумя отверстиями как можно меньшего размера в крышке. Нальем немного воды на донышко пустой банки и поставим ее на огонь. Когда вода вскипит, отверстия в крышке нужно быстро и надежно закрыть. Что слу 54 |
