Pitanje:
Možete li se sunčevim sunčevima sunčati na suncu?
James Jenkins
2013-07-18 15:45:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Solarna jedra izvrstan su, jeftin način za pomicanje sa sunca, ako vam se ne žuri. Oceanski brodovi sposobni su se hvatati protiv vjetra i kretati se prema vjetru. Može li solarno jedro zaletom dobiti ulazni (prema suncu) zamah?

Nisu svi brodovi koji putuju preko oceana u stanju da se suprotstave vjetru. Potrebna su jedra pravilnih oblika.
@Uwe vidi srodno pitanje o web mjestu; [Koriste li četvorougači i pogon u stilu zrakoplova?] (Https://outdoors.stackexchange.com/questions/18533/do-square-riggers-also-use-aircraft -pogon-kril-stil)
šest odgovori:
#1
+37
Bob Stein
2013-07-24 08:15:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ne, jer nema ničega poput vode protiv koje kobilica može djelovati.

U plovidbi vodom postoje dva vektora sile , vektor reakcije vjetra na jedro i vektor kobilice i kormila protiv vode. Ti se vektori zbrajaju za pogon jedrilice. To djeluje za gotovo bilo koji smjer na kompasu, osim odakle dolazi vjetar, ili oko 45 stupnjeva s bilo koje strane. "Premlaćivanje vjetra", kao što @geoffc spominje, kreće se protiv te granice. "Tacking" je cik-cak - ide neko vrijeme 45 stupnjeva u smjeru kazaljke na satu od vjetra, a zatim neko vrijeme 45 stupnjeva u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Radite prema vjetru.

U solarnom jedrenju postoji samo jedan vektor sile , jer postoji samo jedan medij, solarni fotoni, kao što spominje @Craig. S jednim vektorom granice smjera postaju više od 90 stupnjeva prema bilo kojoj strani odakle dolazi sunčeva svjetlost. Dakle, bez cik-cak, bez ziganja, koristeći bilo što poput lepljenja.

Sada se možda gravitacija može koristiti kao drugi vektor putem orbitalne mehanike kao što spominju @Pearson i @SF, a možda i jednog dana ovo će se zvati "hvatanje", ali fizika se potpuno razlikuje od kobilice kroz vodu.


UPDATE, izdanje časopisa The Economist od 23. rujna 2017., str. 73: / p>

Na neki način E-jedro [napravljeno od 20 km dugih privezaka s pozitivnim nabojem, odbijajući čestice sunčevog vjetra] nalikuje solarnom jedru, suparničkoj ideji za napajanje plovilo jeftino kroz svemir. Solarno jedro omogućuje pogon jer sunčeva svjetlost koju reflektira vrši pritisak na jedro, gurajući ga naprijed. Ali E-jedra imaju važnu prednost nad solarnim jedrima. Jednom kad se razviju, nema jednostavnog načina da zaustavite letjelicu brzinom skupljanja solarnog jedra. Letjelici na E-jedro može se spriječiti ubrzanje jednostavnim isključivanjem elektronske puške. To znači da se može vratiti na Zemlju pod utjecajem sunčeve gravitacije.

Postoji nekoliko odgovora s puno detalja, sviđa mi se kako ih ovaj odgovor okuplja (i daje zasluge za prethodne odgovore). Svaki od ostalih odgovora daje sjajan uvid u izazove i mogućnosti, i da mogu prihvatiti sve, ali kako mogu prihvatiti samo jedan, odabirem ovaj. Iako je kratak i često posuđuje iz drugih djela, lijepo sažima i dobro čita.
#2
+35
Craig Constantine
2013-07-18 18:40:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ne možete izravno pokrenuti solarno jedro prema suncu.

Solarno "jedro" u osnovi je ogledalo. Analogija vjetra i jedra na brodovima nije korisna za razumijevanje rada solarnih jedra.

Odražava se svaki foton sa sunca koji udari u jedro. Svaki foton daje malu količinu zamaha. Ako je jedro usmjereno izravno na sunce, tada ćete dobiti dvostruki zamah fotona dodan jedru. Ako jedro nagnete, tada svaki foton šaljete u smjeru koji nije izravno natrag prema suncu; To vam daje neto silu na jednu stranu. Tako možete kontrolirati vektor ukupne sile reflektirajućih fotona, ali smjer mreže uvijek je više od 90 stupnjeva od sunca. Kako se zrcalo približava rubu prema suncu, vektor neto sile približavat će se 90 stupnjeva od sunca i padati na nultu veličinu.

(Imajte na umu da se pritisak sunčevih fotona odnosi na bilo što. to ne mora biti dizajnirano jedro. Orbitalna mehanika trenutno uzima u obzir "lagani pritisak" za precizna određivanja orbita svemirskih letjelica.)

Orbitu možete promijeniti sunčevim jedrom. jak>

Zamah solarnog jedra možete koristiti za promjenu orbitalne ekscentričnosti za pomicanje dijela orbite bliže suncu itd.

Ako želite ići izravno prema suncu sa zemlje, ne treba vam sila koja vas gura izravno prema suncu. Trebate silu koja gura protiv vašeg normalnog orbitalnog smjera. To smanjuje vaš kutni moment oko sunca, a vi padate prema suncu zbog gravitacije.

+1. Ovaj mi se odgovor jako sviđa - samo bih volio da preokrenete svoja podebljana stajališta. Naglasak bi trebao biti da biste suncu mogli doći sunčanim jedrom koristeći jedro za spuštanje perigeja.
Dobar odgovor. Međutim, glavno bi moglo biti jasnije: Solarno jedro može vas približiti suncu ili dalje od njega.
#3
+27
PearsonArtPhoto
2013-07-18 18:34:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ovo je zapravo nešto lakše nego što biste mislili. U svijetu Orbitalne dinamike morate samo ubrzati ili usporiti svoju orbitu da biste se približili / udaljili od objekta oko kojeg kružite. Dakle, sve što morate učiniti je stvoriti neto zamah koji gura usporavanje vaše orbitalne brzine.

Međutim, velik dio onoga što čini lijepljenje čini činjenica da prisiljavate vodu da djeluje kao medij trenja protiv vjetra, u osnovi uzrokujući usporavanje.

Nisam stručnjak za takvo kretanje, ali vjerujem da bi konfiguracija poput dolje funkcionirala, uvjeravajući da je strelica smjer orbitalnog gibanja, a jedro stavka poput T-a. Smjer bi mogao biti isključen za 90 stupnjeva da bi se to dogodilo, i možda neće raditi baš blizu sunca, ali barem bi vas trebao dovesti u pravom smjeru.

Travelling towards the sun
Izvor: Ben Diedrich putem SolarSailWiki, CC BY-SA 3.0

Zapravo, to je već učinila japanska sonda nazvana Ikaros Plovio je koristeći sunce do Venere, sa Zemljine orbite, i time pokazao da je to moguće.

Iako je otpor vode ključan, jer vas sprečava da vas vjetar samo potisne u smjeru vjetra, mislim da je podizanje koje stvara jedro ključna stavka. Ali inače se složite.
To je jedno čudno oblikovano sunce.
@Undo: Nisam grafički dizajner ...
Recimo samo da su to dvije vrlo čudne solarne baklje.
Mala prilagodba Pearsonovom opisu i opisu @geoffcs, plovidba ne radi baš zbog trenja ili otpora kobilice. Kobilica bez trenja izvrsno bi funkcionirala. Kobilica djeluje kroz vodu slično zračnoj krili ili jedro kroz vjetar. Kut napada između kobilice i vode stvara "podizanje" - vektor sile gotovo okomit na kobilicu.
Iako je prihvaćeni odgovor sjajan za objašnjenje zašto jedrenje u vodi i suncu ima neke specifične razlike, ovaj je odgovor sjajan za objašnjenje kako zaobići te razlike da bi se postigao isti učinak.
#4
+8
SF.
2013-07-18 18:49:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Iako ne možete izvoditi trikove uobičajene za normalna jedra zbog nedostatka vode kako kobilica ne bi skrenula ustranu i normalno omogućava brodu da putuje uz vjetar, još uvijek možete izvući silu dijagonalno od radijusa sunca (kut incidencija je jednaka kutu refleksije; rezultirajuća sila okomita je na površinu), usmjerena izvan Sunčevog sustava.

Sada vam ovo ne bi omogućilo putovanje prema unutra, osim ... s bočnom komponentom usmjerenom protiv vašeg orbitalnog vektora brzine. Na taj način, usprkos paralelnoj komponenti koja vas gura prema van, protiv gravitacije Sunca, vaša orbitalna brzina i rezultirajuća centrifugalna sila padaju; i dok je vanjska komponenta sunčevog potiskivanja jedra samo trenutna, gubitak vaše orbitalne brzine akumulira se i dovodi do kontinuiranog smanjenja vašeg radijusa orbite.

Drugim riječima: Solarno jedro omogućuje vam promjenu orbitalne brzine. Gravitacija Sunca može vas natjerati da putujete prema Suncu, ovisno o navedenoj brzini.

Nagnuto solarno jedro ima komponentu ubrzanja AA udaljenu od Sola, a drugu komponentu PP okomitu na to. Ako brzina jedra ima komponentu udaljenu od Sola, AA dodaje njezinu energiju. Ako je komponenta prema Solu oduzima energiju. Ako je PP u smjeru poprečne brzine jedra, PP dodaje energiju i kutni moment, i obrnuto. Ako PP ima komponentu okomitu na orbitalnu ravninu, mijenja nagib te ravnine.
Žao nam je, upotrijebljeno previše vremena gore. Nagnuto solarno jedro ima komponentu ubrzanja AA udaljenu od Sola, a drugu komponentu PP okomitu na to. Ako brzina jedra ima komponentu udaljenu od Sola, AA dodaje energiju. Komponenta prema Solu oduzima energiju. Ako je PP u smjeru poprečne brzine jedra, PP dodaje energiju i kutni moment, i obrnuto. Nagnuta jedra letjelice ne slijede elipsu, ali i dalje mogu kružiti Sol i imati afel i perihel. Kutni moment moguće je smanjiti na nulu. Solarno jedrenje Colina R. McInnesa razvija matematiku.
#5
+5
geoffc
2013-07-18 17:55:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

U jedrenju se letenjem koristi za jedrenje što je moguće bliže vjetru (očito ne ravno u njega, iako je to možda mogao tvrdokrili čamac Americas Cup), a da pritom i dalje stvara uzlet u jedru. Za normalne brodove to u najboljem slučaju znači kut od 25-30 stupnjeva prema vjetru. Tako plovite cik-cak uzorkom i trebate ga zalijepiti, u suprotnom ćete se maknuti s puta.

Vjetrovna jedra ne rade pritiskom vjetra, gurajući ih, osim u situacijama ravnoga niz vjetar ili u starijim kvadratnim jedrima koje vidite u filmovima o gusarima itd.

Moderna jedra imaju zakrivljenost i potkrovlje i rade kao okomita krila, stvarajući podizanje od razlike tlaka stvorene protokom zraka pri različitim brzinama preko dvije strane krila.

Solarna jedra nemaju tu sposobnost, jer fotoni ne djeluju poput molekule zraka u atmosferi. Stoga im je potrebno ploviti, ravno, kao "niz vjetar".

Da, solarni vjetar (fotoni, protoni, elektroni, neutroni, ioni, atomi ... plazma, na neki način) nije u skladu s definicijom plina. Ali ne mogu zamisliti da je odgovor tako jednostavan. Što je s * gigantskim * solarnim jedrima? Što je s elektromagnetskim učincima?
@ernestopheles Možda postoje i drugi načini za solarno jedro, jedrenje uz vjetar (gore-sunce?), Ali klasično jedrenje u vjetru to neće učiniti.
@RoryAlsop Ya, mislio sam da to nije u redu, trebao sam misliti na 45 stupnjeva, kao bazu, a onda možeš pokazati više. Ažurirat će se.
#6
  0
Muze
2018-10-01 00:06:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Da. Korištenjem gravitacijskog gradijenta s obližnjih planeta i Sunca. Jedro ne pomiče svojstvo sa Sunca. Također je u orbiti oko Sunca jer se kreće sve što bi jedro trebalo učiniti je veliko tijelo ili kut tlaka zračenja u smjeru kretanja kako bi usporio brzinu do mjesta na koje ga privlači Sunčeva gravitacija.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...