В космосе всё иначе. Вот даже бензопила работает по-другому. Внезапно, не так ли?...Сам процесс интересен с физической точки зрения, а потому полезен для формирования технического мышления. Давайте разберём проблему на винтики.
Если вы даже сможете завести бензопилу в космосе, то вас ждёт интересный сюрприз. Она расплавится...
Условия в открытом космосе не то, чтобы очень хорошие. Это практически полный вакуум и отсутствие воздуха. Критические температуры (от -150°C до +120°C и зависят от освещённости). Нет кислорода для горения. Ну и почти нулевая гравитация с отсутствием сопротивления воздуха
Бензопила работает на двигателе внутреннего сгорания, которому требуется: топливо, искра и воздух для окисления при горении топлива (точнее кислород). Без кислорода топливо не загорится, а значит - двигатель не запустится. Атмосфера Земли содержит около 21% кислорода, и именно он поддерживает горение в цилиндрах любого современного двигателя стандартного типа. Но теоретически можно представить себе ситуацию, что двигатель модифицировали, чтобы он мог работать и в вакууме.
Если изготовить бензопилу, у которой будет внутренний запас кислорода (например, как у космического двигателя с жидким топливом, где везут с собой ещё и окислитель), то агрегат можно заставить работать на короткое время и в космосе. Почему короткое время?
На Земле любой работающий двигатель с воздушным охлаждением (как у бензопилы) охлаждается за счёт теплообмена с обдувающим его воздухом. Тепло уходит в окружающий воздух и передаётся частицам этого воздуха. Ну и излучения - часть тепла испускается в виде инфракрасных волн. В открытом космосе конвекция невозможна поскольку нет воздуха и нет среды для отвода тепла, которой можно передать энергию. Остаётся только тепловое излучение, но это крайне медленный способ охлаждения и такого отвода энергии просто недостаточно для полноценной работы радиатора. Это значит, что даже если пила не сломается сразу, её температура будет расти с каждой секундой работы.
Масло в цепи и двигателе не сможет нормально циркулировать, потому что вязкость меняется, а в вакууме жидкость может вскипеть при низкой температуре. Смазка на цепи быстро испарится, но гораздо хуже, что так будет и с остальными деталями. Подшипники, трущиеся части - всё работает с высоким трением, без нормального отвода тепла и в условиях недостаточной смазки.
Алюминиевые детали начнут быстро разрушаться. Поршень заклинит в цилиндре. Цепь может деформироваться или лопнуть из-за термонагрузки даже без непосредственного пиления. Прокладки и сальники расплавятся или вылетят, пила потеряет герметичность.
То время, которое пила будет работать, она начнёт вибрировать и вращать цепь. Тут всё довольно интересно с точки зрения физики процесса.
В космосе, где нет сопротивления воздуха, цепь будет двигаться чуть "плавнее", без охлаждения. Но из-за закона сохранения импульса пила начнёт толкать себя назад. Ты держишь пилу, запускаешь её, цепь крутится вперёд, а вся пила начинает отталкиваться в противоположную сторону, как миниатюрная ракета. Вместе с самим космонавтом. В итоге на бензопиле можно бороздить космические пространства. Если, конечно, заставить её долго работать.
Но тут есть разные интересны специфические особенности движения.
Во-первых, если цепь сбалансирована и движение уравновешено, то пила не полетит, а будет вибрировать на месте. Ведь если упростить схему движения агрегата, то получится, что цепь сначала движется вперёд, а затем столько же времени назад. Значит всю установку вместе с космонавтом будет колбасить на месте. Однако, если агрегат всё же заклинит, то сохранится момент импульса, полученный перед остановкой системы и всё это правда полетит.
Во-вторых, есть выхлопные газы. Если полагать, что наша модифицированная пила работает в замкнутой системе, то отвода газов не будет. Но если он есть, то опять появляется реактивная сила. Вот только если он есть, то система уже имеет связь с вакуумом космоса, а значит через отверстие при малейшем промедлении в отводе продукта сгорания, может вытянуть и всё нужное для работы двигателя пилы.
Вот и получается, что простого ответа тут нет и вывода однозначного тоже.
Собственно, наверняка вам теперь ясно, почему космические аппараты не используют двигатели внутреннего сгорания, потому что в космосе нет воздуха. Применяются реактивные установки, где окислитель и топливо подаются в камеру сгорания в строго рассчитанных пропорциях. Ну а бензопила для космоса - это уже почти научная фантастика.
Не забывайте ставить лайки 👍 и подписываться на канал ✔️, если материал понравился! Так вы увидите больше интересных статей, а моему каналу это поможет развиваться.