Расчёт параметров космической станции Сфера

Подробно с проектом Сфера можно ознакомиться в блоге Сферы и на форуме НК. Данные для расчёта берутся такие: атмосферное давление стандартное - 0.1 МПа, земная сила тяжести - 9.8 м/сек2, плотность и предел прочности материала АМг-6 можно посмотреть по ссылке. Они даны для температуры в 20 градусов, что надо учитывать, и пределы прочности там разные, поэтому взят меньший - 275 МПа. Считаем, что сфера - это цельная сферическая оболочка равной толщины, сваренная в космосе из привезённых с Земли сегментов. Грузоподъёмность ракеты-носителя - это не только вес сегментов оболочки, но и вес приборно-агрегатного отсека который довезёт сегменты оболочки до места сборки, а также корпус для сегментов и другое оборудование. Поэтому из полезной нагрузки ракеты Протон в 23 тонны следует сколько-то вычесть. В данном случае вычли 5 тонн и осталось 18 тонн. Продольный размер обтекателя ракеты ( Протон ) в который должны поместиться треугольники можно посмотреть по ссылке . Количество треугольных сегментов для 20 метровой сферы рассчитано программой Генератор геосфер ( см. в блоге ), их количество равно 276.

Данные для расчёта параметров космической станции Сфера
Диаметр сферы: D1, м Грузоподъёмность ракеты-носителя: M1, тонн
Давление воздуха в сфере: P1, МПа Продольный размер обтекателя ракеты: L1, мм
Плотность материала оболочки сферы: Ro1, кг/м3 Число треугольных сегментов сферы: Tr1, шт
Предел прочности материала оболочки: Q1, МПа Требуемая сила тяжести на сфере: a1, м/сек2
Запас прочности: k1, раз
   
Расчёт параметров космической станции Сфера

1) Объём сферы:
      V1 = (4/3) * Pi * (D1/2)3 = ...
2) Периметр сферы:
      Pr1 = Pi * D1 = ...
3) Площадь поверхности сферы:
      S1 = 4 * Pi * (D1/2)2 = ...
4) Площадь поперечного сечения сферы:
      S2 = Pi * (D1/2)2 = ...
5) Сила действующая на разрыв оболочки внутренним давлением воздуха:
      F1 = P1 * S2 = ...
6) Площадь поперечного сечения оболочки сферы способная выдержать предел прочности Q1 с запасом k1:
      S3 = k1 * F1 / Q1 = ...
7) Толщина оболочки сферы:
      L2 = S3 / Pr1 = ...
8) Объём материала оболочки сферы:
      V2 = L2 * S1 = ...
9) Вес оболочки сферы:
      M2 = V2 * Ro1 = ...
10) Вес одного треугольного сегмента сферы:
      Mtr1 = M2 / Tr1 = ...
11) Количество необходимых для выведения ракет-носителей:
      SS1 = M2 / M1 = ...
12) Скорость вращения на периферии центрифуги необходимая для создания земной гравитации:
      v3 = ( a1 * D1/2 )1/2 = ...
13) Пространство под обтекателем ракеты для одного треугольника в продольном направлении:
      L3 = L1 * SS1 / Tr1 = ...


© 2007 —