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

[Кенгуру]

yalexk пишет:
 http://gearmix.ru/archives/4501 - Невероятная технология: Как построить космическую колонию.
Конкурс НАСА.

Нет. Хочу, чтобы Сферу строили мы, а не НАСА.

От НАСА польза только косвенная. Если станет известно, что за это взялось НАСА, то возьмутся и у нас, чтобы догонять как с Шаттлом-Бураном. Когда нет собственного видения развития космонавтики, то занимаются игрой в догонялки и обезьяничание.

А видение это прежде всего должно быть у самих работников отрасли. К сожалению, есть оно у очень немногих.

[Старый]

Кенгуру, вы не ездили в Саратов?

[Кенгуру]

Если кто пропустил мою программку расчёта Сферы .... Хочу в неё кое-что добавить, поэтому мне нужна обратная связь чтобы знать, что программа нормально работает.


Программа расчёта Сфер
 

Картинка анимированная. Нажмите, для просмотра анимации.

Скачать программу: http://rusfolder.com/38576787
Требования: Windows XP или выше, современные процессор и видеокарта, свежие драйверы.
Программа написана на Delphi 7 и GLScene.

Вопрос в том какое оптимальное количество треугольников из которых должна состоять наша Сфера не так прост. Понятно, что чем меньше треугольников, тем лучше, так как упрощается сборка, но чем треугольников меньше - тем они больше, и слишком большие могут не вместиться в габарит головного обтекателя ракеты-носителя Протон, которая должна будет запустить их в космос, и который равен 3865 мм. Поэтому надо найти минимальное число треугольников умещающихся в этот габарит. Сфера состоящая из такого числа треугольников и есть оптимальная сфера


Головной обтекатель ракеты-носителя Протон.


Как считать программой

Чтобы рассчитать наиболее оптимальную сферу написал следующую программу. В ней можно задать Vertex count - число вершин, Iterations count - число итераций, и нажав на кнопку Calc - рассчитать наиболее оптимальную сферу для заданного числа её вершин. Количество треугольников которое получается в результате расчёта пишется в конце текста в Output. Оно равно умноженному на два числу вершин минус четыре.

Рассчитанную сферу можно сохранить в файл File->Save as в виде *.obj-файла, который можно открыть любым 3D-редактором, либо просто в блокноте, так как файл текстовый. Описание obj-формата: http://en.wikipedia.org/wiki/Wavefront_.obj_file


Принцип расчёта

Расчёт положений вершин производится по принципу распределения электростатических зарядов на поверхности сфере. Сначала вершины располагаются произвольным образом заданным генератором случайных чисел. Потом считается, что на каждую вершину действует такая же сила отталкивания от других вершин, как если бы это был электростатический заряд на сфере. Далее все вершины сдвигаются под действием этой силы и ставятся на новые места. Опять производится расчёт силы, и опять сдвигаются вершины. Так итерация за итерацией вершины сдвигаются и встают в наиболее удалённые друг от друга позиции, пока не займут наиболее оптимальные места и не перестанут двигаться. После этого мы соединяем вершины образуя треугольники, и для каждого треугольника вычисляем описанную вокруг него окружность. Минимальный и максимальный диаметры окружностей пишутся в разделе Output второй строчкой сверху, там где "# Diameter". Если максимальнрый диаметр не больше габарита Протона ( 3 865 ), то значит все треугольники в него влезут.


Опции

Также программа может показывать все треугольники в виде стопки ( Trig heap ), и показывать цилиндр диаметром как у Протона ( cyl r ). Это позволяет визуально оценить влезут ли треугольники в Протон.

Красными линиями в программе показываются пятиугольники и семиугольники. Чёрными линиями - самая длинная и самая короткая грани. Синими линиями - рассчитанный путь сборки сферы от первого до последнего треугольника. Flat - сферические или плоские треугольники. center - показ центров окружностей описанных вокруг треугольников, чем они дальше от граней треугольников - тем лучше.

Опция 3D показывает две сферы рядом, если смотреть на одну одним глазом, а на другую другим, то можно увидеть объёмное изображение сферы. Чтобы было проще это увидеть, можно поставить лист бумаги перпендикулярно экрану, дабы каждый глаз видел только свою сферу, а в мозгу они бы сложились в единое целое.


Перебор сфер

Галочка auto нужна для автоматического перебора сфер. Как выяснилось, в зависимости от начального положения вершин, которое задаётся генератором случайных чисел ( инициируемым числом randseed ), сферы могут получаться с разным максимальным диаметром треугольников. Нас интересует чтобы он был как можно меньше. Поэтому перебрав несколько сфер можно выбрать ту у которой этот диаметр меньше. Если включить галочку auto и нажать на Calc программа будет перебирать сферы и писать в логах ( Log ) для наиболее оптимальной сферы randseed и iterations.

Когда надоест считать можно нажать на Stop, подставить в программу полученные оптимальные randseed и iterations, и рассчитать наиболее оптимальную сферу из найденных в результате перебора.


Результаты расчёта на данный момент ( октябрь 2013 )

Наиболее оптимальной из рассчитанных на данный момент является сфера из 276 треугольников ( 140 вершин ). Она показана на картинке вверху. Это значит, что при толщине треугольников в 43 мм для запуска всех треугольников необходимых для сборки сферы потребуется два Протона. При толщине 65 мм - три Протона.

[Кенгуру]

Зеркало сферы

m-s Gelezniak пишет:
см историю Сaлютa-6.

Что именно надо посмотреть в истории Салюта-6?
 
 Прочитал следующее:
 

С помощью системы терморегулирования внутри станции обеспечивалась температура около 20° C. Для сохранения тепла в жилых отсеках применялась многослойная изоляция из металлизированной плёнки, обратную задачу — вывод излишков тепла — осуществлял контур обогрева. Тепло внутри станции собиралось газожидкостным теплообменником, его избыток излучался через радиатор в космическое пространство.
 
 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D1%82-6
 

У Сферы есть важное отличие - огромное зеркало. По площади если и не равное, то сопоставимое с размерами самой Сферы. И без него нельзя, потому, что растениям в оранжереи и хлорелле вырабатывающей кислород нужно много света. В БИОС-3 использовались ксеноновые лампы и наверное не просто так. Их мощность может достигать 15 кВт на лампу. Ну, а вместе со светом в Сферу очевидно попадает ещё и тепло. Так, что регулировать температуру внутри можно регулируя поток поступающего в Сферу света. Если надо чтобы стало теплее, то можно просто направить свет на чёрную поверхность. Можно поставить тепловой двигатель, который будет ток вырабатывать. Может тогда и солнечные батареи не понадобятся. Если наоборот слишком жарко - можно поставить зеркало и отражать часть света в космос.
 

Старый пишет:
Кенгуру, вы не ездили в Саратов?

А там продаётся славянский шкаф?

Похоже Кенгуру пытаются вычислить через Саратов.

[SFN]

Кенгуру пишет:
Если кто пропустил мою программку расчёта Сферы .... Хочу в неё кое-что добавить, поэтому мне нужна обратная связь чтобы знать, что программа нормально работает.

я предпочитаю софт опенсоурс

[yalexk]

Хм.  Задача Томпсона -
//

http://www.etudes.ru/ru/etudes/tomson/

Сайт хороший.

[Кенгуру]

Свежие данные по расчётам Сферы

 

yalexk пишет:
Хм. Задача Томпсона -
  http://www.etudes.ru/ru/etudes/tomson/

Не знал, что это задача Томпсона.

По последним данным расчётов, могу сказать, что как выяснилось наиболее оптимальное расположение зарядов на сфере - вовсе не означает, что треугольники составленные соединением этих зарядов будут иметь наименьший диаметр описанной окружности.

Например, если в программе поставить Vertex 96 Iterations 50 и Randseed 929410839, то максимальный диаметр будет 4852 . И будет видно, что сфера не оптимальная, в ней два семиугольника. Но если нажать на Continue и продолжить расчёт, то сфера станет более оптимальной, без семиугольников, с равномерными пятиугольниками, но максимальный диаметр вырастет до 5061 . Аж на 21 сантиметр ! Вот и получается, что модель Томпсона с заряженной сферой даёт не самый оптимальный результат. Так, что надо думать дальше как таки добиться оптимального результата.

yalexk пишет:
Сайт хороший.

Спасибо.

SFN пишет:
я предпочитаю софт опенсоурс

Американские конкуренты - тоже.
Исходники подарю разработчикам, после того, как проект Сфера начнут официально реализовывать.

[SFN]

Кенгуру пишет:
Американские конкуренты - тоже.

Американские конкуренты уже выяснили что для сферы на 140 вершин нужно тринадцать пятиугольных замков 126 шестиугольных и один семиугольный. Пока они безуспешно пытаются вычислить размеры треугольников. Послали в Саратов нелегала. Так что в по вечерам один, пожалуйста, не выходите. Только с охраной :!:

[Старый]

Кенгуру пишет:

Старый пишет:
Кенгуру, вы не ездили в Саратов?

Похоже Кенгуру пытаются вычислить через Саратов.

Нет, не вычислить. Вас там видели и ловят.


 

[Кенгуру]

SFN пишет:
 Американские конкуренты уже выяснили что для сферы на 140 вершин нужно тринадцать пятиугольных замков 126 шестиугольных и один семиугольный.

Я уже отвечал, что многоугольники сложно замыкать. Если у вас пятиугольник, то значит он должен сомкнуться одновременно всеми пятью сторонами с другими сегментами. А у треугольника - только три стороны, поэтому замыкание максимально лёгкое.

Все эти многогранники от безответственности. Вот если бы вам Берия сказал, что дадим вам ресурсы, - делайте, но если у вас что-то не замкнётся, то мы вас за это расстреляем. Интересно что бы вы выбрали в этом случае, треугольники или пяти и семиугольники?

Старый пишет:
Нет, не вычислить. Вас там видели и ловят.

Не замёрз бы он в Саратове. В феврале там минус восемь как пишет Википедия. Ему бы на юг попрыгать. Куда-нибудь в сторону Астрахани.

[Bell]

Старый пишет:

Кенгуру пишет:

Старый пишет:
Кенгуру, вы не ездили в Саратов?

Похоже Кенгуру пытаются вычислить через Саратов.

Нет, не вычислить. Вас там видели и ловят.


 

Гы-гы-гы!    Он там не первый год живет, замерзнет - вернется к хозяевам

[m-s Gelezniak]

Кенгуру пишет:

m-s Gelezniak пишет:
С двенaдцaтой минуты кусочки из того стaрого cоветского фильмa.
http://uzmarket.ru/video/rukzak/kosmos-ostatsja-v-zhivih-dokumentalnij-film-smotret-strashnoe-video-s-letalnim-ishodam-onlajn.html

Спасибо. Интересный фильм. Радует, что к вопросу центрифуги подошли со всей советской тщательностью и дотошностью. Так и надо.

А кончается фильм словами, что искусственную силу тяжести в космосе использовать не только можно, но и необходимо для нормального функционирования организма космонатов .... Ну и где же? Дальше то чего было?

А дальше Королёв умер. И всё заглохло.

Причём здесь СП. Если вaс год aвтономa пугaет.

[m-s Gelezniak]

Кенгуру пишет:
Зеркало сферы

m-s Gelezniak пишет:
см историю Сaлютa-6.

Что именно надо посмотреть в истории Салюта-6?

Прочитал следующее:

С помощью системы терморегулирования внутри станции обеспечивалась температура около 20° C. Для сохранения тепла в жилых отсеках применялась многослойная изоляция из металлизированной плёнки, обратную задачу — вывод излишков тепла — осуществлял контур обогрева. Тепло внутри станции собиралось газожидкостным теплообменником, его избыток излучался через радиатор в космическое пространство.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D1%82-6

У Сферы есть важное отличие - огромное зеркало. По площади если и не равное, то сопоставимое с размерами самой Сферы. И без него нельзя, потому, что растениям в оранжереи и хлорелле вырабатывающей кислород нужно много света. В БИОС-3 использовались ксеноновые лампы и наверное не просто так. Их мощность может достигать 15 кВт на лампу. Ну, а вместе со светом в Сферу очевидно попадает ещё и тепло. Так, что регулировать температуру внутри можно регулируя поток поступающего в Сферу света. Если надо чтобы стало теплее, то можно просто направить свет на чёрную поверхность. Можно поставить тепловой двигатель, который будет ток вырабатывать. Может тогда и солнечные батареи не понадобятся. Если наоборот слишком жарко - можно поставить зеркало и отражать часть света в космос.

Старый пишет:
Кенгуру, вы не ездили в Саратов?

А там продаётся славянский шкаф?

Похоже Кенгуру пытаются вычислить через Саратов.

- Ремонт топливной системы.
- Зеркaло у вaс есть a рaдиторa нэт. Результaт кенгуриное бaрбекю .
- Зaметaете следы от Гугля в Сaрaтове .

[m-s Gelezniak]

Для Кенги:
http://forums.airbase.ru/2008/01/t59550,22--podvodnye-lodki-proekta-641.html#p3287905

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
Кaтaпульт?
     

У меня рисуночек образовался )

[SFN]

Кенгуру пишет:

SFN пишет:
 Американские конкуренты уже выяснили что для сферы на 140 вершин нужно тринадцать пятиугольных замков 126 шестиугольных и один семиугольный.

Я уже отвечал, что многоугольники сложно замыкать. Если у вас пятиугольник, то значит он должен сомкнуться одновременно всеми пятью сторонами с другими сегментами. А у треугольника - только три стороны, поэтому замыкание максимально лёгкое.

 Все эти многогранники от безответственности . Вот если бы вам Берия сказал, что дадим вам ресурсы, - делайте, но если у вас что-то не замкнётся, то мы вас за это расстреляем. Интересно что бы вы выбрали в этом случае, треугольники или пяти и семиугольники?

Начну с конца. Использовать семиугольники - не наш метод.
Семиугольники и семиугольные замки звучат даже по разному.  
Речь про треугольники, которые впятером , вшестером или всемером создают сами вершины.

А что, удалось привести 140 вершин к 12 пятиугольным вершинам и 128 шестиугольным?

[Настрел]

Кенгуру пишет:
У Сферы есть важное отличие - огромное зеркало. По площади если и не равное, то сопоставимое с размерами самой Сферы.

Кстати, да. Зеркало. По площади должно быть побольше сферы, сопоставимое с сумой внутренних площадей. И этот лопух у вас фокусирует свет в тунель. Прикольные должны быть эффекты при нарушении ориентации сферы не находите?

[SFN]

Sellin пишет:
Прикольные должны быть эффекты при нарушении ориентации сферы не находите?

Есть универсальный ответ.  Все будет компенсироваться перемещением оборудования и перекачкой воды.  
Меня больше интересуют вопросы охлаждения входного иллюминатора и зеркальных труб.

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:

m-s Gelezniak пишет:
Кaтaпульт?
   

У меня рисуночек образовался )

Оно.
От "осевой" лесенки есть нaпольный трaп для перемещения испытaтеля "своим ходом" во время "режимa".
PS Интересно Кенгa понимaет что ей выклaдывaют?   .

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:

Sellin пишет:
Прикольные должны быть эффекты при нарушении ориентации сферы не находите?

Есть универсальный ответ.    Все будет компенсироваться перемещением оборудования и перекачкой воды.    
Меня больше интересуют вопросы охлаждения входного иллюминатора и зеркальных труб.

Вaм бaрбекю с дымком или кровью?