11 подписчиков
Воздушный шар Солнечный. Версия 8мая2023
Часть шара, обращённая к Солнцу, прозрачная, а другая, большая, способная нагреваться солнечным светом и греть воздух внутри шара, черная внутри шара. Для уменьшения тепло потерь оболочки могут быть пузырьковыми, как у пеноизоляции, или многослойными, типа шар надутый внутри другого шара. Это снизит утечку газа. Не стоит опасаться того, что прозрачность нескольких слоев будет меньше, чем одного слоя, так как свет поглотится внутренними слоями и нагреет воздух. Можно к части шара, обращаемой с помощью солнечных батарей на гондоле и пропеллеров в сторону Солнца, пристроить пленку чтобы уменьшать тепло потери. Остальные части шара должны быть теплоизолированы и блестящими снаружи. Известно, что зеркала излучают меньше тепла, уносимого инфракрасным светом, чем черные поверхности (по закону Кирхгофа).
Думаю, что если внутри шара будет такое количество воды, что она сможет вся испариться и уменьшить плотность нагретого в шаре воздуха, то шар сможет поднять больший груз. Почему после испарения воды окружающий воздух становится легче, чем без молекул воды, и как это зависит от температуры вы можете прочесть в https://aboutdc.ru/page/1760.php
Впридачу к подогреву воздуха в шаре солнечным светом можно использовать горелки для нагрева газа в шаре до температуры выше 100С, если оболочка выдерживает. Я читал, что в горелках используется пропан-бутановая смесь, но в продуктах сгорания больше СО2, чем в продуктах горения метана. Метан сложнее брать в полет в прочных и тяжёлых баллонах, но при первоначальной заправке шара горячим воздухом возможно использовать трубопроводный метан, который даст больше лёгкого водяного пара и меньше тяжёлого углекислого газа при одинаковом нагреве воздуха.
Еще лучше греть воздух для шара в металлических трубах и добавлять к нему пар воды. Тогда внутри шара при взлёте будет столько же СО2, сколько есть в атмосфере и подъемная сила возрастёт. Но только если не появятся частицы из 2 и более молекул воды. А ещё лучше греть в трубах азот с молекулярной массой 28, который получают как побочный продукт при выделении кислорода из воздуха, и добавлять к нему водяной пар и водород до 10%. Смесь азота с водородом до 10-12% взрывобезопасна. Можно в большой шар с азотом поместить меньшие шары или трубы из двойного полиэтилена 2*1,5 м с заваренными концами с гелием и/или водородом. Это снизит потерю гелия при спуске и в окружении азота шар или труба с водородом не взорвется. Водород из внутреннего шара или труб можно использовать для горелок под шаром. Тогда не понадобится хранить пропан в тяжёлых баллонах. В горелку снизу будет поступать воздух, а сверху водород. Водород будет гореть внизу, там где поступит регулируемое количество более тяжёлого воздуха. Нагретый в пламени внизу водород поднимется и через стенки своего шара или трубы нагреет азот во внешнем шаре. Или образовавшаяся при сгорании вода в виде пара может поступать в азот. Конденсирующуюся на стенках воду можно собрать внизу и снова испарить.
Тепловые воздушные шары делают чтобы не использовать дефицитный гелий, который добывается из природного газа. Хотя Россия добывает его много, жаль тратить его на десятки тысяч воздушных шаров для защиты от чужих тепловых шаров.
Оцениваю стоимость 10000 шаров в стоимость одного-двух современных высоко летающих истребителей. Постоянное дежурство 10000 шаров на высотах до 40 км обойдется во много раз дешевле, чем охота на тысячи чужих шаров с использованием высотных самолётов и ракет. В любую погоду будет возможно видеонаблюдение выше облаков шаров, не обнаруживаемых радарами.
Наши шары можно оборудовать двигателями и крючками так, что они смогут брать на абордаж чужие шары, снижать свою подъемную силу и совершать посадку в выбранном месте. Чужой шар можно "перевоспитать" и использовать для охраны наших небес.
Когда наш шар приблизится к границам, можно его посадить, дождаться подходящего ветра и отправить на патрулирование небес внутри страны. Шары дроны будут летать на высотах, где не летают гражданские самолёты. Там нет облаков и могут быть использованы преимущества нагрева в
3 минуты
3 февраля 2023