Атмосфера для космических станций и кораблей.

Автор pignus, 03.06.2021 14:22:13

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Какой газовый состав атмосферы для космических станций и кораблей лучше?

21% кислород 78% азот, давление 1 атм
9 (33.3%)
21% кислород 78% азот, давление ≈ 0,8 атм
11 (40.7%)
100% кислород, давление ≈ 0,3 атм
0 (0%)
74% кислород 26% азот, давление ≈ 0,3 атм ( станция Скайлеб)
5 (18.5%)
Другой вариант ( пояснить в комментариях )
2 (7.4%)

Проголосовало пользователей: 27

pignus

Цитата: Старый от 03.06.2021 16:56:09Дело в том что если давление низкое то дальше понижать его уже некуда, кровь вскипает практически сразу же при его дальнейшем понижении. Поэтому при разгерметизации никакого запаса времени нет.

Да не "вскипает кровь", а начинает испаряться влага со слизистых оболочек. Но не в этом дело, вот предположим у нас есть давление 1 атм, при разгерметизации давление упало до 0,17 атм. Или второй вариант - есть изначально 0,33 атм чистого кислорода и давление упало до 0,055 атм, тоесть тоже ровно в 6 раз. Как раз чтобы температура кипения воды стала 37 градусов.
Вопрос что произойдет быстрее в случае одинакового отверстия в корпусе, падение с 1 атм до 0,17 или с 0,33 до 0,055? И будет ли какая нибудь разница для экипажа в достижении давлении 0,17 атм "земного" или 0,055 кислорода если сознание теряется раньше.

Старый

Цитата: Veganin от 03.06.2021 17:02:14В модуле Квест перед ВКД какое атмосферное давление и процентное содержание азота?
А хрен его знает...
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Veganin

Цитата: Старый от 03.06.2021 17:18:37
Цитата: Veganin от 03.06.2021 17:02:14В модуле Квест перед ВКД какое атмосферное давление и процентное содержание азота?
А хрен его знает...
В ночь перед ВКД, если не ошибаюсь, астронавты проводят время в Квестеи азот естественным образом вымывается из крови. Если данная атмосфера не несет угрозы человеку, то почему бы не установить ее во всем объеме станции, на лунной базе? Атмосфера чистого кислорода даде с пониж. давлением все же не то, к чему привык человек как вид.
"А тем кто прочит SpaceX/Tesla/etc технологический провал и разорение, хочется сказать -- ребята, вам пора уже повзрослеть.
Надеяться на то, что у «соседа» ничего не получится, не делая при этом ничего самому -- это несусветная глупость." (C)
voyager-1

pignus

Цитата: Veganin от 03.06.2021 17:22:37Если данная атмосфера не несет угрозы человеку, то почему бы не установить ее во всем объеме станции, на лунной базе
Точно, как именно меняется состав атмосферы в Квесте не знаю, но возможно там будет что-то типа атмосферы Скайлеба, с 74% кислорода. Она давала возможность ВКД сразу без десатурации, оставшиеся 26% азота вроде ни как не вредили в последствии.

DiZed

Цитата: pignus от 03.06.2021 16:55:56Только вот весить он будет совсем неприлично.
насколько я представляю, там главная проблема даже не вес, а гибкость сочленений, которые "подпружиниваются" внутренним давленим, поскольку  создать изохорные сочленения с приемлемой амплитудой движений практически невозможно. прежде всего это усложняет-утяжеляет движения кисти-пальцев
ради компактности, читаемости и содержательности форума в настройках аккаунта отключено отображение всего, что можно отключить; я не вижу ваши (и свои) юзерпики, подписи, посты персонажей из блеклиста  ("леорнер", "старый", "бендер") и т.п. бесполезности

oby1

тут ещё не надо забывать, что азот теряется только при шлюзовании, при дыхании не расходуется. то есть кислорода с собой нужно возить больше чем азота.

DiZed

03.06.2021 17:52:04 #26 Последнее редактирование: 03.06.2021 17:57:20 от DiZed
Цитата: pignus от 03.06.2021 17:16:33Вопрос что произойдет быстрее в случае одинакового отверстия в корпусе, падение с 1 атм до 0,17 или с 0,33 до 0,055?
при одинаковом отверстии и вязкости газовой среды это в первом приближении д.б. отрезки единой экспоненты, и время одинаково
ради компактности, читаемости и содержательности форума в настройках аккаунта отключено отображение всего, что можно отключить; я не вижу ваши (и свои) юзерпики, подписи, посты персонажей из блеклиста  ("леорнер", "старый", "бендер") и т.п. бесполезности

oby1

азот так же используется для наддува баков и продувок магистралей - по любому он нужен.

telekast

Цитата: pignus от 03.06.2021 17:16:33
Цитата: Старый от 03.06.2021 16:56:09Дело в том что если давление низкое то дальше понижать его уже некуда, кровь вскипает практически сразу же при его дальнейшем понижении. Поэтому при разгерметизации никакого запаса времени нет.

Да не "вскипает кровь", а начинает испаряться влага со слизистых оболочек. Но не в этом дело, вот предположим у нас есть давление 1 атм, при разгерметизации давление упало до 0,17 атм. Или второй вариант - есть изначально 0,33 атм чистого кислорода и давление упало до 0,055 атм, тоесть тоже ровно в 6 раз. Как раз чтобы температура кипения воды стала 37 градусов.
Вопрос что произойдет быстрее в случае одинакового отверстия в корпусе, падение с 1 атм до 0,17 или с 0,33 до 0,055? И будет ли какая нибудь разница для экипажа в достижении давлении 0,17 атм "земного" или 0,055 кислорода если сознание теряется раньше.
КМК, разницы никакой. Поскольку истечение происходит в вакуум, то перепад давления будет всегда критический, т.е. истечение будет всегда критическим, равным местной скорости звука. Т.е. скорость пвдения давления будет определяться не давлением внутри КА, а размерами дыры.
ИМХУ

pignus

Цитата: DiZed от 03.06.2021 17:52:04
Цитата: pignus от 03.06.2021 17:16:33Вопрос что произойдет быстрее в случае одинакового отверстия в корпусе, падение с 1 атм до 0,17 или с 0,33 до 0,055?
при одинаковом отверстии и вязкости газовой среды это в первом приближении д.б. отрезки единой экспоненты, и время одинаково
Вроде должно пропорционально зависеть от давления. То есть в данном случае - падение давления в 6 раз, если изначальное в этих примерах отличается в 3 раза, должно быть тоже в 3 раза медленнее. То есть в атмосфере чистого кислорода, при одинаковом отверстии в корпусе, давление должно падать в 3 раза медленнее чем в азотно-кислородном варианте.

pignus

Цитата: telekast от 03.06.2021 18:04:15КМК, разницы никакой. Поскольку истечение происходит в вакуум, то перепад давления будет всегда критический, т.е. истечение будет всегда критическим, равным местной скорости звука.
Я тоже не знаю, не спец в газодинамике. Но если взять  что "истечение равномерное не зависит от давления", то чисто интуитивно мне не вериться что из некоего объема при давлении в 300 атм из дырки будет выходить 1 грамм в секунду газа и при давлении 0.1 атм тоже 1 грамм в секунду.

oby1

нужна формула давления в зависимости от площади дыры и времени - и не надо спорить

telekast

03.06.2021 18:31:45 #32 Последнее редактирование: 03.06.2021 18:37:11 от telekast
Цитата: pignus от 03.06.2021 18:11:51
Цитата: telekast от 03.06.2021 18:04:15КМК, разницы никакой. Поскольку истечение происходит в вакуум, то перепад давления будет всегда критический, т.е. истечение будет всегда критическим, равным местной скорости звука.
Я тоже не знаю, не спец в газодинамике. Но если взять  что "истечение равномерное не зависит от давления", то чисто интуитивно мне не вериться что из некоего объема при давлении в 300 атм из дырки будет выходить 1 грамм в секунду газа и при давлении 0.1 атм тоже 1 грамм в секунду.
Если перепад давления (отношение давления перед соплом к давлению на его срезе) критический, то скорость истечения будет максимальной/критической/местной звуковой. Критический перепад для воздуха примерно 1,8 атм. При наружном давлении равном бесконечно малому значению(т.к. на ноль делить нельзя ;) перепад будет критическим всегда. Расход газа при критическом течении постоянен. Из того же обьема с 300 атм давления газ будет истекать  с расходом 0,001 кг/сек пока перепад не станет меньше критического, т.е и при 300 атм в обьеме, и при 200 атм, и при 10 атм, хотя в последнем случае давление упадет уже в 30 раз!
Пофиг давление, критичен его перепад.
ИМХУ

telekast

Цитата: oby1 от 03.06.2021 18:30:40нужна формула давления в зависимости от площади дыры и времени - и не надо спорить
Быстренько нагуглил(сам не помню, да еще и не знаю) ;)
Удельный расход чеез единицу площади сопла:

Скорость при истечении в вакуум(P = 0):

Отсюда: http://ispu.ru/files/u2/book2/TD2_19-06/4.html

oby1

мне вот что там понравилось:
расход газа через сопло ограничивается пропускной способностью его самого узкого сечения 

telekast

Цитата: oby1 от 03.06.2021 18:50:13мне вот что там понравилось:
расход газа через сопло ограничивается пропускной способностью его самого узкого сечения
Ну, собсно, это известно. Ну, тем кто интересуется. Это место обычно и называется критическим сечением сопла.

pignus

03.06.2021 18:57:31 #36 Последнее редактирование: 03.06.2021 19:17:57 от pignus
Цитата: telekast от 03.06.2021 18:31:45Из того же обьема с 300 атм давления газ будет истекать  с расходом 0,001 кг/сек пока перепад не станет меньше критического, т.е и при 300 атм в обьеме, и при 200 атм, и при 10 атм, хотя в последнем случае давление упадет уже в 30 раз
Да, я ошибался когда говорил что в случае давления в 3 раза меньше газ уйдет в 3 раза медленнее. В обоих случаях давление упадет в 6 раз с одинаковой скоростью. Зависимость тут не пропорция от начального давления, а натуральный логарифм разницы начального и конечного давления. Вот формула по которой это все считается

Вобщем формула такая t = 0.005 (V/A) Ln[pi/pf]
t - время
V - объем гермоотсека
A - площадь дырки
pi - начальное давление
pf - конечное давление

 - http://www.geoffreylandis.com/higgins.html

pignus

Цитата: Старый от 03.06.2021 16:56:09Дело в том что если давление низкое то дальше понижать его уже некуда, кровь вскипает практически сразу же при его дальнейшем понижении.
Вот кстати, для тех кто до сих пор считает что "кровь закипит в вакууме" там же где я нашел формулу времени истечения воздуха из гермоотсека в вакуум есть про это тоже.


Would Your Blood Boil?
No.
Your blood is at a higher pressure than the outside environment. A typical blood pressure might be 75/120. The "75" part of this means that between heartbeats, the blood is at a pressure of 75 Torr (equal to about 100 mbar) above the external pressure. If the external pressure drops to zero, at a blood pressure of 75 Torr the boiling point of water is 46 degrees Celsius (115 F). This is well above body temperature of 37 C (98.6 F). Blood won't boil, because the elastic pressure of the blood vessels keeps it it a pressure high enough that the body temperature is below the boiling point-- at least, until the heart stops beating (at which point you have other things to worry about!). (To be more pedantic, blood pressure varies depending on where in the body it is measured, so the above statement should be understood as a generalization. However, the effect of small pockets of localized vapor is to increase the pressure. In places where the blood pressure is lowest, the vapor pressure will rise until equilibrium is reached. The net result is the same.)


http://www.geoffreylandis.com/vacuum.html

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 19:12:38Вот кстати, для тех кто до сих пор считает что "кровь закипит в вакууме"
Для предотвращения спецэффектов в авиации применяются высотно-компенсирующие костюмы которые обжимают кожу и гермошлемы. Без них кранты. Кислородная маска с избыточным давлением притянутая к лицу не спасает.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

pignus

Цитата: Старый от 03.06.2021 19:23:53Для предотвращения спецэффектов в авиации применяются высотно-компенсирующие костюмы которые обжимают кожу и гермошлемы.
Ну это понятно. Но неприятный эффект от внутреннего давления, превышающего наружное ни как не связан с кипением крови.