Проект станции-сферы с центрифугой, собираемой и свариваемой в космосе

[SmartLion]

Кенгуру пишет:
 Конструкция замка треугольного сегмента в виде анимированной картинки

Очень хорошая картинка, я именно так ваше видение представлял. Чтобы это всё работало понадобятся датчики температуры и нагревательные элементы, чтобы согревать механизмы и контролировать температуру в рабочем диапазоне. Плюс обслуживание всех этих шестеренок и подшипников из которых будет испаряться смазка. Я уверен, что любой ценой можно решить и эти задачи, вот только надо ли?

Кстати, сразу возникают вопросы о том, как это всё крепится, какая часть является съемной, а какая там на века?

Кенгуру пишет:
Да, давайте посчитаем мощность и прикинем массу.

В решаемой задаче мощность будет определяться в первую очередь силами трения между краями треугольников и в механизмах. Остальные силы в невесомости не так существенны. Очень существенен вопрос точности позиционирования. 

Насколько я понимаю, проблема не в том, чтобы смонтировать один раз, а в том, чтобы сократить сложные операции до минимума. Сборка и разборка всех этих замков настолько трудоёмкая операция, что не проще ли сделать такой манипулятор, который будет всё сваривать с первого раза правильно. Возможность такого робота определяется тем с какой точностью необходимо монтировать треугольники друг к другу, какие геометрические размеры у треугольников, материал, технология сварки, допуски и посадки при изготовлении и сварке. 

Когда это будет определено, то станет очевидно, какой из способов сборки подходит лучше. 

[Boris R]

2 Кенгуру.
Для присоединения панелей друг к другу проще, экономичней и технологичней использовать соединители с использованием эффекта памяти формы. Эти соединители после принятия формы обеспечивающей фиксацию панелей друг с другом могут быть достаточно упругими. Упругость позволит распределить нагрузки равномерно по всей сфере и тем самым компенсировать люфт сборки. При необходимости можно будет произвести и разборку конструкции. Удалив сварные швы и произведя нагрев соединителей останется только механически разводить панели, т.к. соединители потеряют упругость и станут пластичными.

[Artemkad]

SmartLion пишет:
Когда это будет определено, то станет очевидно, какой из способов сборки подходит лучше.

Когда это будет определено, то станет очевидно, что собирать из готовых бочек или навивать из ленты подходит многократно лучше. Слишком много разных не типовых операций.

[yalexk]

Попробуйте сварить 500 треугольников в земных, контролируемых условиях. На что надежда?
На замки в углах.
А чем это отличается от сборки каркаса из ребер?  Ничем.
Так что каркас с последующим заполнением будет много эффективнее.

Но по опыту работы с оборудованием по производству банальных 200-л бочек, сказу резче - варить сферу из треугольных листов - утопия.
Технология тут - на первом месте должна быть. Мое имхо - без каркаса не получится.

//

[SmartLion]

Artemkad, меня не надо уговаривать, я не автор темы и не думаю, что проект в обозримом будущем будет реализован. Я просто расширяю свой кругозор рассматривая какие вообще есть варианты строительства орбитальной базы и насколько они реализуемы в принципе. 

Лично мне кажется, что навивка тора из ленты пока самое лучшее из прозвучавших предложений. Но я сомневаюсь, что там можно обойтись какой то тонкой лентой, а не тонкую в рулон не свернёшь. Вся надежда на нанотехнологии, которые позволят производить гибкую и крепкую ленту, которая выдержит микрометеориты. 

[SFN]

SmartLion пишет:
 Я просто расширяю свой кругозор рассматривая какие вообще есть варианты строительства орбитальной базы и насколько они реализуемы в принципе.

Лично мне кажется, что навивка тора из ленты пока самое лучшее из прозвучавших предложений. Но я сомневаюсь, что там можно обойтись какой то тонкой лентой, а не тонкую в рулон не свернёшь. Вся надежда на нанотехнологии, которые позволят производить гибкую и крепкую ленту, которая выдержит микрометеориты.

Современное представление о MMOD щитах предполагает один или несколько плотных слоев разнесенных на ощутимый промежуток 1-10см. Поэтому нанолента не поможет. Вот если навивать гермобъем из ленты, а MMODшилд пристыковывать из треугольных "кирпичиков"?

[Artemkad]

SFN пишет:
Современное представление о MMOD щитах предполагает один или несколько плотных слоев разнесенных на ощутимый промежуток 1-10см. Поэтому нанолента не поможет. Вот если навивать гермобъем из ленты, а MMODшилд пристыковывать из треугольных "кирпичиков"?

А что мешает навивать сразу три ленты с "ощутимым промежутком" формируя сразу требуемую многослойную защиту?

[Кенгуру]

Анимированная картинка механизма поворота головки замка

http://ic.pics.livejournal.com/zampotehkenguru/66593454/2118/2118_original.gif

Тоже на скорую руку. Если чего непонятно - спрашивайте. Смысл в том, что на корпус замка крепится коронка, зубцы которой прокручивают шток с головкой когда головка высовывается на максимум. Чтобы провернуть головку на 90 градусов, надо выдвинуть головку на максимум и сделать 4 сравнительно коротких движения вперёд-назад. Если надо убрать головку - делаем ещё 4 коротких движения вперёд-назад, головка повернётся на 180 градусов и её можно затягивать назад.

Предыдущая картинка с механизмом выдвижения головки - тут: http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum15/topic13853/message1139722/#message1139722

[Кенгуру]

SmartLion пишет:
Очень хорошая картинка, я именно так ваше видение представлял.

Интересно так ли вы представляли моё видение механизма поворота?

SmartLion пишет:
Чтобы это всё работало понадобятся датчики температуры и нагревательные элементы, чтобы согревать механизмы и контролировать температуру в рабочем диапазоне. Плюс обслуживание всех этих шестеренок и подшипников из которых будет испаряться смазка. Я уверен, что любой ценой можно решить и эти задачи, вот только надо ли?

Механизм работает один раз. По времени от силы минуту. Какое тут обслуживание?
Смазать да герметизировать.

Насчёт температуры, я писал в первом постинге, что там будет трубопровод с циркулирующем теплоносителем чтобы поддерживать температуру в нужном диапазон. Теперь я подумал, что его можно подключать по мере добавления к сфере новых и новых треугольников. Потребуется по одному лишнему приводу на сегмент. Он же будет соединять электрические разъёмы. Таким образом на каждый сегмент будет приходиться по четыре привода.

SmartLion пишет:
Кстати, сразу возникают вопросы о том, как это всё крепится, какая часть является съемной, а какая там на века?

Весь замок целиком съёмный. Внешняя поверхность сферы - лист металла, он наваривается на каркас, к каркасу крепятся замки, которые снимаются. Конструкция сегмента - здесь: http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum15/topic13853/message1135219/#message1135219

SmartLion пишет:
Сборка и разборка всех этих замков настолько трудоёмкая операция, что не проще ли сделать такой манипулятор, который будет всё сваривать с первого раза правильно.

Тогда к вам два вопроса:

1) Точность манипулятора известна - 5 миллиметров. Если он будет сваривать, то это будет шов пьяного сварщика не обеспечивающий надёжности. Как будете исправлять такие швы?

2) Что будете делать если сварите четыри пятых сферы, а в оставшееся пространство из-за накопления погрешностей запихнуть остальные треугольники не получится, или если наоборот это пространство окажется слишком широким?

[Кенгуру]

Boris R пишет:
Для присоединения панелей друг к другу проще, экономичней и технологичней использовать соединители с использованием эффекта памяти формы.

Вообще ни разу не видел, чтобы хоть где-то это на практике использовалось. Есть ли какие-нибудь видеоролики где бы было показано как это работает где-то на практике?

yalexk пишет:
А чем это отличается от сборки каркаса из ребер? Ничем.
Так что каркас с последующим заполнением будет много эффективнее.

У треугольников тоже есть каркас. Конструкция сегмента показана здесь: http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum15/topic13853/message1135219/#message1135219

SmartLion пишет:
я не автор темы и не думаю, что проект в обозримом будущем будет реализован

Много чего в этом мире было реализовано с опозданием из-за того, что было слишком много чёрных людей, которые тоже не думали.

[Кенгуру]

SFN пишет:
Вот еще одно решение. Использует только 3 типа трегольников.

А какой принцип подбора сферы из ограниченного типа треугольников?

[yalexk]

Сборка больших объемов из небольших деталей пожалуй, в судостроении освоена.
И она говорит о том, что необходима предварительная сборка вначале небольших, и затем все более крупных узлов, составляющих окончательную конструкцию.
 Вопрос работы в невесомости не так прост, как кажется.  Деформации, вибрации и т.п. нехило могут помешать.

[SFN]

Кенгуру пишет:
А какой принцип подбора сферы из ограниченного типа треугольников?

Так вышло при делении граней пентадодекаэдрона http://en.wikipedia.org/wiki/Pentakis_dodecahedron. А обычно каждое новое деление добавляет по крайней мере еще один размер ребра.

[SmartLion]

Кенгуру пишет:
 Анимированная картинка механизма поворота головки замка

 http://ic.pics.livejournal.com/zampotehkenguru/66593454/2118/2118_original.gif

Я не очень силён в механике, но возник следующий вопрос: а как шток фиксируется когда коронка не фиксирует положение? Пока получается, что в промежуточном положении головка вертится как вздумается и перед соединением надо полностью выдвинуть головку, выставить угол и только потом вставлять. Если потом надо только стягивать - вопросов нет, но если возникнет необходимость опять развести, то головка высвобождается и может повернуться на произвольный угол. 

Кенгуру пишет:
Механизм работает один раз. 

Весь замок целиком съёмный. 

На предыдущей странице вы говорили, что двигатели будут потом использоваться многократно. Логично, что не только двигатели, а весь замок целиком. Поэтому механизм работает не один раз, а столько сколько сфер собираем. Но сколько собираем сфер пока ещё не определились, а это очень важная часть ТЗ на проектирование. Неплохо бы определить.

Кенгуру пишет:
Насчёт температуры, я писал в первом постинге, что там будет трубопровод с циркулирующем теплоносителем чтобы поддерживать температуру в нужном диапазон. Теперь я подумал, что его можно подключать по мере добавления к сфере новых и новых треугольников. Потребуется по одному лишнему приводу на сегмент. Он же будет соединять электрические разъёмы. Таким образом на каждый сегмент будет приходиться по четыре привода.

Не понял что вы называете приводом и что этот четвёртый привод должен делать. Это какой то насос, который будет обеспечивать циркуляцию охлаждающей/согревающей жидкости в трёх замках? Допустим, что это так. Но тогда трубопровод который будет согревать сферу в собранном состоянии должен быть из гибких шлангов, чтобы его можно было соединить до того, как треугольники начали состыковывать. Плюс на работающей системе непонятно как производить расстыковки. Опишите более детально как по вашему это будет работать. Ну и про остальные разъемы и соединения тоже интересно узнать.

Кенгуру пишет:
Тогда к вам два вопроса:

Хорошие и правильные вопросы, но я уже спрашивал у вас данные, которые необходимы, чтобы на них правильно ответить: 

SmartLion пишет: Возможность такого робота определяется тем с какой точностью необходимо монтировать треугольники друг к другу, какие геометрические размеры у треугольников, материал, технология сварки, допуски и посадки при изготовлении и сварке. 

Вы знаете размеры сферы, сколько надо треугольников. Озвучьте геометрические размеры треугольников и какие у вас требования к точности изготовления и сборки.

[SmartLion]

Кенгуру пишет:

Boris R пишет:
Для присоединения панелей друг к другу проще, экономичней и технологичней использовать соединители с использованием эффекта памяти формы.

Вообще ни разу не видел, чтобы хоть где-то это на практике использовалось. Есть ли какие-нибудь видеоролики где бы было показано как это работает где-то на практике?

Материалы с эффектом памяти формы это фактически готовые привода управляемые от температуры. При определённой температуре они принимают определённую форму. Выглядит это как гнутый прут, который при нагреве распрямляется или наоборот (как я понимаю форма "программируется"). При этом этот привод очень мощный, материал будет пытаться принять соответствующую форму пока сам не разрушится.

[SFN]

SmartLion пишет:
Материалы с эффектом памяти формы это фактически готовые привода управляемые от температуры

Вспомнился стывочный узел с легкоплавким металлом в центре конуса. На солнечной стороне орбиты - касание. На темной стороне  - стягивание и жесткая сцепка

[Дем]

SFN пишет:
Изделие будет состоять из 252 вершин (замков) 5 типов, 750 ребер (сварных швов) 9 типов и 500 граней (треугольников) 7 типов

Проще собрать на Земле в готовые сборки и на орбите соединять уже их. Всего 4 типа.
 

[SmartLion]

SFN пишет:

SmartLion пишет:
Материалы с эффектом памяти формы это фактически готовые привода управляемые от температуры

Вспомнился стывочный узел с легкоплавким металлом в центре конуса. На солнечной стороне орбиты - касание. На темной стороне - стягивание и жесткая сцепка  

Очень похоже, но если оторвётся хотя бы один нагреватель, то расстыковка будет с помощью сварочного аппарата .

[Кенгуру]

SmartLion пишет:
Я не очень силён в механике, но возник следующий вопрос: а как шток фиксируется когда коронка не фиксирует положение? Пока получается, что в промежуточном положении головка вертится как вздумается и перед соединением надо полностью выдвинуть головку, выставить угол и только потом вставлять. Если потом надо только стягивать - вопросов нет, но если возникнет необходимость опять развести, то головка высвобождается и может повернуться на произвольный угол.

А куда же девалась сила трения, которой вы пугали Кенгуру в предыдущем постинге? Какая сила преодолеет силу трения, чтобы головка начала вращаться сама по себе?

Когда замок ещё не открыт, то прямоугольная головка находится внутри прямоугольного демпфера, а прямоугольный демпфер находится внутри прямоугольного выреза в корпусе треугольника, поэтому они не могут вращаться. Когда головку начинают выдвигать, вслед за ней выдвигается и подпружиненный демпфер и тоже не даёт ей вращаться. Когда демпфер доходит до предела и головка выдвигается из него, то другой её конец попадает в область коронки, и коронка её прокручивает. Когда дальше замок начинают стягивать, то головка упирается в другой треугольник, и не может провернуться из-за силы трения о его поверхность. Если надо вынуть головку - её высовывают на максимум и прокручивают пока она не займёт горизонтальное положение чтобы выйти из второго треугольника, после этого втягивают головку обратно внутрь первого треугольника.

SmartLion пишет:
На предыдущей странице вы говорили, что двигатели будут потом использоваться многократно. Логично, что не только двигатели, а весь замок целиком. Поэтому механизм работает не один раз, а столько сколько сфер собираем. Но сколько собираем сфер пока ещё не определились, а это очень важная часть ТЗ на проектирование. Неплохо бы определить.
 

Поскольку следующую сферу мы будем собирать у астероида, до которого надо сперва долететь, и после того, как добудем из него металлы и выплавим из них другие треугольники - это будет очень не скоро. В общем это не "очень важная часть", а это вопрос десятитысячный в общей очереди вопросов выстроенных по приоритетам.

SmartLion пишет:
Не понял что вы называете приводом и что этот четвёртый привод должен делать.

Соединять коммуникации между состыкованными треугольниками.

SmartLion пишет:
Это какой то насос, который будет обеспечивать циркуляцию охлаждающей/согревающей жидкости в трёх замках? Допустим, что это так. Но тогда трубопровод который будет согревать сферу в собранном состоянии должен быть из гибких шлангов, чтобы его можно было соединить до того, как треугольники начали состыковывать.

Почему шланги должны быть гибкими? Зачем насос, если трубопровод треугольника пристыкован к уже существующему трубопроводу с насосом? Зачем соединять шланги до того, как треугольник присоединят к собираемой сфере? Замки всегда находятся в уже состыкованных сегментах, а стыкуемый всегда выступает как пассивный.

SmartLion пишет:
Хорошие и правильные вопросы, но я уже спрашивал у вас данные, которые необходимы, чтобы на них правильно ответить:

То есть вы считаете, что лучше сделать всё роботом, но не знаете каким, и даёте мне задание найти для вас этого робота?

[Кенгуру]

yalexk пишет:
Сборка больших объемов из небольших деталей пожалуй, в судостроении освоена.
И она говорит о том, что необходима предварительная сборка вначале небольших, и затем все более крупных узлов, составляющих окончательную конструкцию.

А вот фотка есть. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bc/Oasis_and_Allure_at_Turku_dock_Oct2009.JPG
Суда в 360 метров строят при помощи кранов, как дома, похоже в сухом доке который после затопят и корабль сможет уплыть.

Дома же ведь тоже не строят из отдельных больших частей, которые потом соединяют. Что будет, если большие части не будут подходить друг к другу? На Земле - пошлют рабочих подгонять одно к другому. А в космосе как? Поэтому у космоса своя специфика.

yalexk пишет:
 Вопрос работы в невесомости не так прост, как кажется. Деформации, вибрации и т.п. нехило могут помешать.

Вот зазоры регулируемые замками и будут компенсировать деформации. А пружины в них - гасить вибрации.

Представьте, что вы собрали сферу на пружинках, а потом просто её провариваете.