Sollevare grani masse con elio

[+Benito+]

Usando 100 palloni di materiale elastico gonfiati ad elio, ciascuno del diametro di 5 metri, montati su due anelli concentrici, quello interno di 70 metri di diametro, quello esterno di 100 metri di diametro, su 4 livelli, si ha a disposizione una spinta di circa 50 tonnellate al suolo.
tolta la massa della struttura, il carico utile potrebbe essere 35-40 tonnellate se il tutto è realizzato con materiali come fibra di carbonio in strutture reticolari.
Il tutto potrebbe essere legato a terra e recuperabile, elio compreso, una volta arrivato in quota.

Con dei palloni in grado di dilatarsi a sufficienza, che quota è raggiungibile con un sistema di questo tipo?
Pensare di costruire una piattaforma aerea di lancio per razzi leggeri che non debbano contrastare l'attrito aerodinamico può avere un senso?

[Xalexalex]

Per darti un'idea di cosa ci voglia per 80 kg di persona: http://www.youtube.com/watch?v=gX66teXjWCE

[xenom]

Senza contare poi il costo dell'elio necessario

[+Benito+]

circa 1 kg/mc a livello del suolo.
sono circa 50.000 mc di elio che verrebbe in gran parte recuperato.
Se può servire a risparmiare 1000 tonnellate di combustibile solido per portare in orbita piccoli satelliti magari ha un senso.

[Bounty_]

Devi calcolare la densità della struttura + il carico e arriverà alla quota
in cui la densità dell'aria è uguale a quella che hai calcolato.
Ci sono delle formule che ti danno la densità dell'aria in funzione della quota,
le rovesci, ci applichi la densità che hai calcolato sopra, e hai la quota.
Ora cerco la formula poi la metto quì.
Intanto siccome ho fatto conti simili, secondo mè sicuramente meno di 3000m circa (molto meno).
Difatti la forma ideale è quella che ha meno superfice esterna e struttura,
di conseguenza una sfera:
una, non molte.

------------------------------AGGIUNTO------------------------------------------

http://www.aviation.ch/tools-atmosphere.asp
http://en.wikipedia.org/wiki/Density_of_air
P*V=n*R*T
http://en.wikipedia.org/wiki/Barometric_formula
http://en.wikipedia.org/wiki/NRLMSISE-00

Se invece non vuoi scocciarti con i collegamenti sopra, usa questo quà sotto facendo passo a passo fino ad arrivare
ad densità uguale a quella dell'aeronave + carico da tè calcolata (io ho usato questo).
http://www.digitaldutch.com/atmoscalc/

Ciao

[+Benito+]

il "trucco" starebbe nell'usare palloni che si espandono in funzione del calo di pressione atmosferica pr perdere poco nel rapporto.
Se vedi, quella struttura che ho ipotizzato permetterebbe almeno una quadruplicazione del volume dei palloni.

[xenom]

Originariamente inviato da +Benito+

circa 1 kg/mc a livello del suolo.
sono circa 50.000 mc di elio che verrebbe in gran parte recuperato.
Se può servire a risparmiare 1000 tonnellate di combustibile solido per portare in orbita piccoli satelliti magari ha un senso.

1) come fai a recuperarlo? mica tornano giù i palloni... arrivati ad una certa quota esplodono per la differenza di pressione tra l'interno e l'atmosfera esterna

2) non riuscirebbero a portare nulla in orbita, per il punto 1 i palloni esploderebbero prima

[AlexGatti]

Originariamente inviato da xenom

1) come fai a recuperarlo? mica tornano giù i palloni... arrivati ad una certa quota esplodono per la differenza di pressione tra l'interno e l'atmosfera esterna

Immagino che tutta la struttura sia ancorata a terra per mezzo di funi (si aggiunga al peso della struttura il peso di vari km di funi).
Funi che servano poi a riportare giu la struttura e a recuperare l'elio.

2) non riuscirebbero a portare nulla in orbita, per il punto 1 i palloni esploderebbero prima

No, infatti, bisognerebbe approntare una piattaforma, con un razzo e innalzarla con i palloni a km di altezza, (si parlava di 14 km mi pare).
A quell'altezza gran parte dell'atmosfera è superata, i motori a razzo rendono di piu e dunque ci sarebbe un certo risparmio di carburante. certo che fare in modo che i motori del razzo in partenza non brucino tutto è tutt'altro che banale.

[+Benito+]

esatto. La struttura che ho disegnato permette di avere un cono centrale in cui installare il razzo che lascia alcune decine di metri di distanza dai palloni più vicini.
L'elio potrebbe essere riportato a terra in due modi:

-legando la struttura con dei cavi
-usando un tubo che sgonfi i palloni abbassando dolcemente la struttura.


I palloni esplodono se sono fatti per esplodere, se sono fatti per non esplodere non esplodono
Sospetto che una ricerca sui materiali portebbe permettere di realizzare palloni abbastanza elastici da non rompersi ed al contempo trattenere abbastanza l'elio (che essendo piccolo tende a scappare attraverso le pareti sottili).

[AlexGatti]

Originariamente inviato da +Benito+

esatto. La struttura che ho disegnato permette di avere un cono centrale in cui installare il razzo che lascia alcune decine di metri di distanza dai palloni più vicini.
L'elio potrebbe essere riportato a terra in due modi:

dipende se basta, un razzo in partenza oltre a generare calore da anche una spinta violenta a tutto ciò che è sotto di lui.
Inoltre sarei curioso di sapere di preciso qual'è la percentuale di combustibile che si risparmia partendo (all'equatore immagino) da 10/15 km di altezza, rispetto ad una normale partenza da Cape Canaveral.
Insomma bisogna vedere costi e benefici.
ah, un'altra cosa, tutti i razzi vettori abbisognano di comburente refrigerato (ossigeno liquido) e anche di combustibile refrigerato (il kerosene no, ma l'idrogeno si).
Se prima carichi il razzo e poi ci vuole un'ora per innalzarlo fino alla quota di lancio, puo darsi che una bella fetta del combustibile o del comburente se ne vada a donnine allegre.

Insomma, l'idea non è cattiva, ma bisogna valutare bene i costi/benefici.

[zulutown]

Originariamente inviato da +Benito+

Usando 100 palloni di materiale elastico gonfiati ad elio, ciascuno del diametro di 5 metri, montati su due anelli concentrici, quello interno di 70 metri di diametro, quello esterno di 100 metri di diametro, su 4 livelli, si ha a disposizione una spinta di circa 50 tonnellate al suolo.
tolta la massa della struttura, il carico utile potrebbe essere 35-40 tonnellate se il tutto è realizzato con materiali come fibra di carbonio in strutture reticolari.
Il tutto potrebbe essere legato a terra e recuperabile, elio compreso, una volta arrivato in quota.

Con dei palloni in grado di dilatarsi a sufficienza, che quota è raggiungibile con un sistema di questo tipo?
Pensare di costruire una piattaforma aerea di lancio per razzi leggeri che non debbano contrastare l'attrito aerodinamico può avere un senso?

quello che tu dici può servire per spostamenti orizzontali: mongolfiere e dirigibili. ci sono vari progetti di dirigibili di nuova generazione per trasporto merci

non è possibile nulla che porti nello spazio del materiale,, in quanto la forza verso l'alto che c'è al suolo (per la differnza di densità tra camera d'aria del dirigibile e atmosfera esterna) cala col crescere dell'altitudine, fino ad annullarsi

[+Benito+]

Ovvio.
Infatti pensavo ad innalzare il razzo fino ad una quota dove la rarefazione dell'atmosfera permeterebbe di risparmiare molto carburante per via della riduzione dell'attrito aerodinamico. Anche la struttura stessa del razzo potrebbe essere studiata in funzione di un basso attrito (la forza che viene ad esercitarsi sui razzi che viaggiano a velocità supersonica è assai notevole e produce grande calore, ad esempio).
Forse sarebbe possibile, ad esempio, montare motori molto piccoli da tenere accesi più tempo risparmiando così della massa oltre a quella del combustibile.

Ma mi mancano dati. Se coi palloni è ragionevole salire a 15-20.000 metri è un discorso, se ci si fermasse a qualche migliaio decade tutto questo bel discorso.

[Zerk]

Ho visto su national geographic una puntata di duri a morire dove veniva messo un tipo in una mongolfiera e innalzato fino a 12KM dal suolo, poi il tipo si lanciava giù, la mongolfiera era molto diversa da quelle che conosciamo, aveva una forma molto allungata a forma di goccia rovesciata e per la maggior parte era vuota per permettere l'espansione del gas contenuto.

Ciapa i record:

A quale quota può arrivare?
Da pochi centimetri a diverse migliaia di metri, dipende dal volume dell'involucro. Normalmente, in un volo turistico, si sta ad alcune decine di metri dal suolo, mentre in gara si sale di più, ma comunque di solito mai oltre i 1500-2000 metri. Il record di quota assoluto per le mongolfiere appartiene a Per Linstrand che nel 1988 ha raggiunto i 19.811 metri con un pallone di 22.000 mc. Per i palloni a gas il record assoluto è detenuto dagli americani V.Prather e M.Ross che nel 1961 sono saliti fino a 34.668.
Fonte: http://www.aerostati.it/faq.htm

Quindi mi sembra plausibile, per la piattaforma di lancio del satellite suggerirei di posizionarla sotto al complesso volante di un centinaio di metri, poi lanciare il razzo in orizzontale per poi deviarlo una volta allontanato in verticale, o addirittura sganciarlo e accendere i motori dopo 3-4 secondi e dirigerlo in seguito verso l'alto.

[+Benito+]

interessante....