Seuraa 
Viestejä81

Viime viikolla päähäni juolahti uusi tapa laukaista ilmaan massiivisia raketteja - ja näin säästää polttoainetta, parantaen hyötykuormaa. Alkuvalmistelut vain vaatisivat huomattavia investointeja.

Aluksi idean piti olla scifi-tarinan osa, mutta sitten aloin miettiä voisiko se peräti toimia todellisuudessa.

Tekniikka käyttää hyväkseen veden kineettistä energiaa ja hydrauliikan perusperiaatteita hieman nykytekniikalla paranneltuina. Koko konsepti tuntui aluksi vieraalta itselleni ja ystävilleni, sillä yleensä hydrauliikassa nesteen määrä on vakio ja alkutilanteessa se on lepotilassa. Tässä mallissa vesi putoaa paksumpaa suuttimeen ensimmäistä kertaa, joten siihen on varautunut ylimääräistä liike-energiaa, joka sitten poistuu hydraulisesta männän ohueammasta päästä räjähdyksenomaisesti.

Lisäksi, koska systeemin ulostulokäytävässä vallitsee tyhjiö, ei eteen pakkautuva ilma hidasta veden putoamisnopeutta.

Varoitan, että aihe on paljon monimutkaisempi kuin se kuulostaakaan. Olen saanut jo jonkin verran huomautuksia tuntemiltani fyysikoilta ja selvennykset ovat tehneet kirjoituksesta hieman sekavan. Idea on myös tuore ja siihen on tullut viime päivinä jo useita korjauksia. Tekstissä myös saattaa olla kömpeliä lauseita tai virheitä, jotka mieluusti korjaan.

Olisi kiinnostavaa rakentaa pienen mittakaavan koekappale. Artikkelin lopussa on tekniikkaa havainnollistava kuvasarja.

http://pikkujattilainen.blogspot.fi/2015/03/geysir-raketti-geysir-rocket.html

Ja tosiaan tavallinen hydrauliikka kannattaa unohtaa, koska A) veden virtausmalleja on tutkittu liian vähän tyhjiössä ja nykyiset nanomateriaalit voisivat vähentää kitkaa tunnelin seinien kanssa, mitä ei myöskään ole tällaisessa konseptissa tutkittu, sekä B) hydraulisessa männässä vesi on lepotilassa toisin kuin tässä mallista. Kyse ei ole suihkusta, joka jatkaisi suihkuamistaan, vaan yrityksestä kanavoida massiivinen liike-energia kertaluontoiseen kiihdytykseen.

Sivut

Kommentit (25)

Vierailija

Kesti vähän päästä sisään tuohon ideaan.

Ensiksi tulee mieleen sellainen juttu että viskositeetiksi kutsuttu asia tulee rajoittamaan niitä nopeuksia mihin päästään. Ei ole ihan 100% gravitaatiopotentiaalin erotuksesta käytettävissä raketin kineettiseksi energiaksi.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
JNieminen
Seuraa 
Viestejä81

Vesi ei voi puristua kasaan, joten räjähdysmäisen paineen kyllä luulisi pakottavan sen vauhtiin viskositeetista huolimatta.

Gravitaatiopotentiaalista ei tietenkään tarvitse hyödyntää kuin pieni osa, sillä järvestä laskevan vesimassan määrä on huomattavasti suurempi kuin ylös nousevan veden määrä. Erotus jää putkeen, joka täytyy vedellä. Vesimassa pysähtyy ja luovuttaa energiansa nousevalle vedelle, joka näin nousee kovempaa ja maanpintaa ylemmäs. Tätä ei kannata ajatella heilurina, joka ei voi nousta putoamiskohtaansa ylemmäs.

Itse asiassa sain eilen illalla kannustavan sähköpostin, jossa kerrottiin, että idea toimii ja se on jo käytössä laitteessa nimeltään "vesioinas", joka voi nostaa vettä 40 metriä pelkän virtaavan veden voimalla, koska sulkuventtiili pysäyttää veden, josta sitten painekammion kautta ohjautuu kerrallaan pieni määrä vettä hyvinkin korkealle.

http://yle.fi/uutiset/maailman_yksinkertaisin_kone_pumppaa_vetta_ilman_sahkoa__video/7291225

Ilmeisesti tekniikka, johon vesioinas perustuu, on miltei kokonaan unohtunut heikon hyötytehonsa takia pariksi sukupolveksi, eikä kukaan ole vielä keksinyt soveltaa sitä suurimpiin projekteihin - saati sitten rakettiteknologiaan.

Saamani viestin mukaan kiihdytys olisi kuitenkin niin raju, ettei ihminen selviäisi g-voimista. Kiihdytyksen täytyisi olla pidempi ja tapahtua asteittain. Veden kineettinen energia purkautuu täysin räjähdysmäisesti juuri siksi ettei se puristu kasaan.

Kenties ilmakammiota voisi hyödyntää kuten vesioinaassa - tai ilmaa ei pitäisi poistaa aluksen ja veden väliltä, jotta se jarruttaisi menoa kuin iskunvaimennin. Mietin myös sitä jos matkustajien hytti kelluisi iskunvaimennettuna aluksen kuoren sisällä tai kapenemiskohtia olisi todella monta ja joka kerta aluksen ympäriltä poistuisi putki, joka kaventaisi sitä sekä käytävää asteittain.

JNieminen
Seuraa 
Viestejä81

Tässä toisessa kirjoituksessa vesioinas on määritelty "kansanperinteeksi".

http://blog.kansanperinne.net/2010/03/vesioinas-oinaspumppu-mekaaninen.html

"Huvittavaa myös että itse asiassa laite on keksitty jo vuonna 1796, mutta jäänyt sittemmin syystä tai toisesta vähälle käytölle, enkä itsekkään ollut kuullut siitä aikaisemmin."

Täytyisi rakentaa kyllin suuri vesioinas, jotta voisi testata A) kuinka korkealle sillä voi nostaa vettä, sekä B) miten viskositeetti vaikuttaa siihen toimiiko sama periaate, jos alkuperäinen virtausnopeus on suurempi - eli kuinka raju voi olla ulos purkautuvan vedes nopeus, kun virtaus äkisti suljetaan ja kineettinen energia jää nalkkiin, paine kasvaa ja energia purkautuu venttiiliin ja siitä suuttimeen.

Jos mittasuhteiden kasvaessa vesioinaan mekanismi pettää, sitten ei mahda mitään. Silti voin jo tässä vaiheessa lyödä vetoa, että jos kapenevassa suutinputkessa on tukkeena metallikuula, se lentää paljon korkeammalle kuin mikä on veden putoamiskorkeus.

Sepi
Seuraa 
Viestejä3265

Aprillipäivän avaukseksi tietenkin sopiva, mutta aika paljon aikaa olet ideasi esittelyyn käyttänyt.

Jos rakennat pienimuotoisen mallin ideasta ja kokeilet ensin ilman tyhjiön apua, rakettisi nousee kyllä tyhjennetyssä putkessa merestä tai järvestä purkautuvan veden myötä (varsinkin jos on kelluvaa sorttia), mutta nousun lopussa sen nopeus on hidastunut niin, ettei se kimmahda vähääkään ylemmäksi kuin vertailuraketti, joka kelluu meren tai järven pinnalla. Tyhjiö avittaisi nousunopeutta teoreettisestikin maksimissaan vain sen verran, mitä joutuisit käyttämään energiaa sitä putkeen luodessasi.

Ilmeisesti itsekin huomaat hommaan liittyvät ongelmat, koska vaadit unohtamaan tähän asti tieteen tuntemat hydrauliikan lainalaisuudet.

Vesioinaasta en usko olevan erityistä apua raketin laukaisemisessa.

salai
Seuraa 
Viestejä7650
Sepi
.

Vesioinaasta en usko olevan erityistä apua raketin laukaisemisessa.

Vesioinaasta olisi paljonkin hyötyä, minne se keksintö hävisikään ja miksi?

Hydraalinen läpivirtausmoottori/generaattori - Keskustelu - Tiede

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

JNieminen
Seuraa 
Viestejä81
Sepi

...nousun lopussa sen nopeus on hidastunut niin, ettei se kimmahda vähääkään ylemmäksi kuin vertailuraketti, joka kelluu meren tai järven pinnalla. Tyhjiö avittaisi nousunopeutta teoreettisestikin maksimissaan vain sen verran, mitä joutuisit käyttämään energiaa sitä putkeen luodessasi.

Ilmeisesti itsekin huomaat hommaan liittyvät ongelmat, koska vaadit unohtamaan tähän asti tieteen tuntemat hydrauliikan lainalaisuudet.

Vesioinaasta en usko olevan erityistä apua raketin laukaisemisessa.

Olen valmis lyömään vetoa että raketti kimmahtaa ylemmäs kuin vedenpinta - jopa ilman tyhjiötä, joka itsessään avittaisi sen vain noin 10 metriin. Suuressa nopeudessa tyhjiön tarkoitus olisi estää paineaallon syntyminen.

Se että puhut tieteen tuntemista hydrauliikan lainalaisuuksista, kertoo vain, ettet tunne vesioinaan toimintaperiaatetta. Itse asiassa moni netissä esittelee vesioinasta "historiaan kadonneena tekniikkana", eikä periaatetta varmaankaan sisällytetä hydrauliikan perusoppeihin. Itselleni ajatus oli myös uusi, mutta olin tehnyt havaintoja veden kineetiikasta jo lapsena, kun huomasin, miten vesi letkusta purkautuessaan suutin joskus ihan ensialkuun roiskauttaa pari pisaraa pidemmälle kuin mihin yhtenäinen suihku kykenee lentämään. Saman voi havaita keinauttamalla suihkussa nenähuuhtelukannun vettä kevyesti kohti suutinta, jolloin kineettinen energia paineistuu ja pari pisaraa lentää kattoon asti. Raketti olisi juuri tuo enemmäinen pisara.

Suuttimen kohdatessaan veden virtausnopeus suuttimen sisällä kasvaa ja sen takana hidastuu, mutta juuri törmäyshetkellä vesipatsas kulkee esteetöntä täyttymisnopeutta (koska se ei ole kohdannut suutinta, joka sitten hidastaa estää sitä). Kokonaisenergiasta vähennetyn virtausnopeuden muutoksen ylijäämäenergia siirtyy ensimmäisiin suihkahtaviin pisaroihin kiihdyttäen niiden vauhtia. Loppu energia muuttuu letkun sisäiseksi paineeksi, jolloin letku jäykistyy ja virtausnopeus heikkenee, koska letkun sisäinen paine kasvaa ja tasoittuu suhteessa vesiverkon paineeseen. Sen jälkeen tila on staattisempi ja vain hydrauliikan peruslaki pätee.

Konsepti ei toimi, jos letkuun päästetty vesihana avataan vähitellen tai jos letkun päässä ei ole suutinta. Veden täytyy syöksyä suuttimeen mahdollisimman vapaasti ja liikkeen äkisti estyä, kuten tapahtuu vesioinaassa. Kokonaisenergia kasvaa veden syöksyessä täyttämään letkua ja juuri törmäyksen hetkellä se on suurempi kuin koskaan sen jälkeen. En väitä että olisin selittänyt ilmiötä kaikin puolin oikella sanoilla, mutta missään en myöskään sano, että siinä olisi mitään fysiikan lakien vastaista.

Vänni
Seuraa 
Viestejä319

Kyllä tuon raketin on syytä lähtäe maankamaralta suhteellisen verkkaisesti, siellä on paljon kaikenlaista herkkää tekniikkaa mittalaitetta mm. raketin ohjauksessa. Ei tuo ihminenkään tykkää hyvää heti alkumetreillä ylimääräisestä tällistä perseeseen.

JNieminen
Seuraa 
Viestejä81
Vänni

Kyllä tuon raketin on syytä lähtäe maankamaralta suhteellisen verkkaisesti, siellä on paljon kaikenlaista herkkää tekniikkaa mittalaitetta mm. raketin ohjauksessa. Ei tuo ihminenkään tykkää hyvää heti alkumetreillä ylimääräisestä tällistä perseeseen.

Kyllä vain. Tämä on se kritiikki, jonka allekirjoitan. Prototyypin ensimmäinen tarkoitus olisi todistaa, että vesi voi lentää putoamiskorkeutta ylemmäs.

Toinen vaihe olisi G-voimiin liittyvän pulman ratkaiseminen. Putken olisi ainakin hyvä kaventua asteittain ja mitä pidempi on kokonaispituus, sen maltillisempi voi olla kiihdytys.

Vierailija

Ensimmäinen kosminen nopeushan oli se 7,9 km/sek ja tuota hatusta jos heitetään niin voisikohan tuo vesimassa jonkin 100 m/s nopeuden saada kun on viskositeetti  jarruttamassa. Sitten siitä energiaperiaatteella laskemaan niin hyötykuorma olisi n. 1/6000 - osa siitä vesimäärästä minkä  100 m/s nopeuteen saa kiihtymään.

Vierailija

Ja suattaapi olla niinnii ettei edes tuohon 100 m/s nopeuteen päästä. Viitsi nyt alkaa tarkemmin analysoimaan asiaa kun olisi muutakin puuhaa.

JNieminen
Seuraa 
Viestejä81
ksuomala

Jos tuolla systeemillä saa jotain maatakiertävälle radalle niin pieneksi jäänee hyötykuormat. 

Ehkä kannattaisi lukea alkuperäinen teksti tai edes sen otsikko. Siinä sanotaan "kantoraketti". Sen jälkeen selitetään, että alkustartin jälkeen raketti jatkaa kiihdytystä polttomoottorilla. Tarkoitus ei ole saada mitään maata kiertävälle radalle vaan liikuttaa heikolla hyötysuhteella tuhansien tonnien vesipatsaan kineettisellä energialla kymmenen tonnien painoinen raketti alkuvauhtiin. Raketti tuhoutuisi hetkessä jos se yrittäisi päästä koko ilmakehän läpi yhdellä hydraulisella sysäyksellä. Joka sekuntilla raketti joutuu vastustamaan gravitaatiota ja massan hitaudesta johtuu että aika paljon energiaa kuluu lähtökiihdytykseen. Veteen tuhlautuu myös energiaa, mutta se on helpompi korvata kuin kallis rakettipolttoaine.

Täällä Tiede-forumilla vallitsee kohtuullisen ylimielinen henki. Jokaisen vastaantulijan oletetaan olevan oppimaton idiootiksi ja aletaan selittää fysiikan perusteita, ennen kuin edes on luettu alkuperäistä viestiä. Toisaalta sama epäluottamuksen henki vallitsee netissä yleisemminkin. Jokaista luullaan ensin trolliksi ennen kuin muuta todistetaan. :)

offmind
Seuraa 
Viestejä16762
JNieminen
ksuomala

Jos tuolla systeemillä saa jotain maatakiertävälle radalle niin pieneksi jäänee hyötykuormat. 

Ehkä kannattaisi lukea alkuperäinen teksti tai edes sen otsikko. Siinä sanotaan "kantoraketti". Sen jälkeen selitetään, että alkustartin jälkeen raketti jatkaa kiihdytystä polttomoottorilla. Tarkoitus ei ole saada mitään maata kiertävälle radalle vaan liikuttaa heikolla hyötysuhteella tuhansien tonnien vesipatsaan kineettisellä energialla kymmenen tonnien painoinen raketti alkuvauhtiin.

Miksi? Esim. perinteisempi tyhjiöputki-maglev kelkka alkuvauhdin antajana taitaisi olla aika paljon käytännöllisempi.

http://en.wikipedia.org/wiki/Non-rocket_spacelaunch

http://en.wikipedia.org/wiki/StarTram

 

 

 

 

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

Sepi
Seuraa 
Viestejä3265

JNieminen, minä en ole arvioinut sinua tai kommentoinut koulutustasi tai osaamistasi mitenkään enkä aiokaan. Olen kommentoinut vain esittämääsi asiaa. Sinulla on todistusvastuu esittämästäsi ideasta. Tee pienimuotoinen testi tai koe tai laita alustavia laskelmia näkyviin, niin keskustelu voi edetä.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat