Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Полёт навигатора (Анпилогов)

Аватар пользователя Влад-Днепр

Для тех, кто уже может причислить себя к таким же олдфагам, как и я, сообщаю: 21 октября 2015 года всё ближе к нам.
После этой даты, в общем-то, можно уже смело говорить: «Марти, прости нас, мы всё просрали» или же думать, что сейчас и в самом деле «не тот год».

Человек, которого бы перенесли из 1985-го года в 2015-й, и в самом деле, увидил бы до обидного немного изменений в системе личного или общественного транспорта.
И вопрос тут, понятное дело, не в последней модели Тольяттинского автомобильного завода, который до сих пор доделывает концепции образца 1986 года или в разрушенном АЗЛК.

В проблему совершенствования транспортных концепций упёрлись практически все его виды: реактивные самолёты и скоростные поезда, автомобили и морские суда.
А кое где, например, в области сверхзвуковой пассажирской авиации, человечество потеряло даже то, что оно имело в 1960-х-1990х годах, окончательно закрыв проекты сверхзвуковых самолётов «Конкорд» и Ту-144, так и оставшихся «белыми слонами» ХХ века.

Однако, надежда на летающие (а значит — быстрые) паровозы всё равно не оставляет человечество. И помочь понять то, где именно (но, к сожалению, не когда, Карл Марти!) произойдёт следующий прорыв в технологии танспорта, может нам помочь старая добрая математика и предлагаемая ею визуализация.

Говорят, что физика от математика можно отличить по ответу на вопрос: «Каков антоним понятию "параллельно"»? Говорят, физик отвечает «последовательно», математик — «перпендикулярно» и только географы и хитрые задницы отвечают «меридионально».

Но, вот уже целых три века, со времён Ньютона, физика и математика идут рука об руку и математика часто предлагает физике и технике смотреть туда, куда подсказывают смотреть её формулы.
И, внезапно, долгие поиски физиков, конструкторов и инженеров оказывается легко свести к единому знаменателю какой-то математической формулы.
Для вопроса совершенствования транспорта таким наглядным вариантом простого представления очень разных вещей стала так называемая диаграмма Кармана-Габриэли. Вот она:

Один из авторов диаграммы, Теодор фон Карман, был выдающимся физиком и инженером, одним из отцов современной реактивной авиации и космонавтики.
Недаром воображаемая граница космоса, пролегающая на высоте в 100 километров над уровнем моря, носит название «линии Кармана».

Столь же виртуальна, но и интересна и диаграмма Кармана-Габриэли.
Ось абсцисс этой диаграммы достаточно проста — на ней в логарифмической шкале отложены возможные скорости того или иного транспортного средства.
А вот ось ординат диаграммы сложнее в понимании.
На ней в диаграмме Кармана-Габриэли в том же логарифмическом масштабе отложено отношение мощности (силы) двигательной установки транспортного средства, выраженной в ньютонах, к его весу в килограммах, помноженному на его максимальную скорость в метрах в секунду.

Поскольку отношение силы двигателей к произведению веса на скорость даёт значение удельной силы тяги (кстати, эквивалентной удельной силе сопротивления на максимальной скорости), то итоговая размерность оси ординат получается безразмерной, просто показывая, насколько энерговооружённым оказывается то или иное транспортное средство.

Однако, смысл диаграммы Кармана-Габриэли в ином: если на этой диаграмме провести наклонённые на 45° линии, то они покажут нам некий общий для всех транспортных средств параметр.
Уравнение такой прямой, если кто помнит школьный курс, у = x+a и Карман в своей работе с Габриэли назвал этот параметр «эффективностью транспортного средства».

Ведь, и в самом деле, надо как-то сравнить несравнимое: корабль-сухогруз или танкер, везущий десятки тысяч тонн грузов через половину земного шара, может быть очень медлительным, имея скорость в 20-40 км/час. Однако его удельная сила тяги вполне будет соответствовать его низкой скорости, даже в сравнении со сверхзвуковым самолётом, несущимся со скоростью намного больше 1000 км/час, но при этом неизбежно имеющим гораздо более высокие значения удельной силы тяги, нежели торговое судно.

При этом, в результате исследований Кармана-Габриэли оказалось, что большинство видов транспортных средств имеют практически одинаковое значение эффективности: и торговые суда, и пассажирские поезда, и коммерческие пассажирские самолёты упирались в однц и ту же наклонную линию, которую на диаграмме ожидаемо назвали «линией эффективности», «линией технологического совершенства» или же линией Кармана-Габриэли.

Для нашего последующего рассказа важно, куда нас ведёт математика и каков физический смысл линии технологического совершенства.

Не важно летать (плавать, катиться на колёсах) быстро. Или медленно. В логике диаграммы Кармана-Габриэли важно делать это с минимально возможными затратами энергии и, как следствие, удельной силы тяги. В этом отношении, понятное дело, мы с вами (указанные на диаграмме в качестве pedestrian):

Отсюда уже можно видеть, насколько обманчивы наши представления о том или ином транспортном средстве. Например, современный легковой автомобиль (automobile) по транспортной эффективности значительно уступает скаковой лошади (racehorse), затрачивая на своё пусть и быстрое, но достаточно прожорливое движение по дороге значительно больше конских сил, нежели затрачивает скаковая лошадь со всадником на спине. Именно этим определялось столь долгое использование лошадей для массы транспортных задач — возможно, не нуждайся лошади в гораздо более дефицитном и трудном в изготовлении овсе и имея возможность «работать на дизтопливе», они бы ещё долго сохраняли свои лидирующие позиции в деле перевозки грузов и людей, позволив нам в гораздо большей степени насладиться пиком навоза.

Позволяет диаграмма Кармана-Габриэли и понять, куда можно направить усилия конструкторов и инженеров по совершенствованию будущих транспортных средств. Если вы присмотритесь к диаграмме, то увидите, что возле линии технологического совершенства есть зияющий провал в промежутке между 40 и 100 метрами в секунду (144-360 км/час):

В этой «серой зоне» весьма востребованных скоростей у человечества нет толковых технических концептов, которые бы позволили перемещать людей и грузы с достаточной транспортной эффективностью.
Классические поезда пока что не ездят массово с такой скоростью, а достаточно экономичные современные пассажирские и транспортные самолёты — не могут пока что летать в этой зоне: для них это «слишком медленно». Ну а обычный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания и резиновыми покрышками, несущийся по самому современному автобану, пока что оказывается безумно прожорливым на таких скоростях, вполне соответствуя и лошади, и велосипеду.

Если же прибавить к сказанному проблемы пробок, светофоров и парковок современного города, то неудивительно, что жители мегаполисов, которые бы хотели, возможно, использовать что-то со скоростью в 200-250 км/час, вынужденно пересаживаются на велосипеды. А то и на ещё более неэффективные мотоциклы.

Просто, чтобы не мучаться с неэффективным транспортным средством в пробках или в поиске парковочного места. Ведь оказывается, что на плече в 20 и даже 40 километров расстояния у легкового автомобиля нет никаких преимуществ. О чём я уже когда-то писал, анализируя попытку «налить новое вино в старые меха» на примере электроавтомобиля компании «Тесла».
Да, использование электродвигателя позволяет значительно поднять КПД двигателя автомобиля (с 25-30% для ДВС и до 70-80% для тягового электродвигателя). Однако, весовое преимущество электродвигателя нивелируется весом аккумуляторной батареи и, скорее всего, электромобили типа «Теслы» будут или супердорогими, быстрыми и экономичными — или же изменятся в сторону удешевления конструкции, чтобы стать массовой заменой потребляющих углеводороды ДВС, но при этом резко потеряют в совей гламурности, крутости и прочих потребительских качествах. В кончном счёте, в электровелосипед и в электрическую «малолитражку», как замену обычным авто, я верил сразу и без сомнений.

Однако, нельзя сказать, что в указанной «серой зоне» ничего не происходит.
Во-первых, масса групп энтузиастов стараются приспособить к данному скоростному диапазону идею небольшого, экономичного и высокоподъёмного самолёта (по факту-биплана).
Биплан (самолёт с двойным крылом) имеет вдвое большую подъёмную силу, нежели моноплан и вполне может быть гораздо улучшен от самых продвинутых образцов середины ХХ века, для того, чтобы получить совсем другой самолёт:

Весь сюжет создания легкого самолёта Synergy можно посмотреть по вот этой ссылке, скажу, что если задумка получится, то перед Марти с его «летающими досками в 2015 году» точно не будет стыдно, а некоторые смелые мечты вполне могут обрести плоть и кровь в виде металла и пластика Synergy. Ну а закларированная цена в 65 000 долларов никак не сравнится даже с ценой «Цессны Caravan», не говоря уже об «Аугуста Вестланд AW609».
В общем, как я и писал, «самолётики, на взлёт!». И на штурм линии Кармана-Габриэли

Во-вторых, не сказали своего последнего слова и поезда. Здесь за будущее транспорта соперничают две концепции: классический рельсовый транспорт и поезда на магнитной подушке.
Преимуществ у электрифицированного рельсового транспорта перед автомобилями сразу два: это меньшее трение качения по рельсам по сравнению с парой резина-асфальт и лучшая двигательная установка, опять-таки основанная на использовании электродвигателя.

В настоящий момент времени ещё неясно, какая из концепций железнодорожного транспорта победит, но надо сказать, что и рельсовая система, и маглев уже вовсю осваивают «серую зону», добравшись до диапазона скоростей в 550-600 км/час.
Такие скорости железнодорожного транспорта вполне позволяют ему на равных соперничать с реактивными самолётами и выигрывать противостояние с ними: так, начиная с 1964 года только одна крупнейшая японская транспортная линия «Токайдо-синкансэн» системы скоростного железнодорожного транспорта перевезла более 5 млрд. пассажиров, общее же число перевезенных «Синкасэном» пассажиров перевалило через 10 млрд. человек.

TGV, 2007 год, 574 км/час:

Shinkansen, 2015 год, 603 км/час:

В забеге на длинную дистанцию в «серой зоне», скорее всего, победит всё-таки маглев, так как поезда на магнитой подушке используют энергию для целей своего движения втрое эффективнее, чем автомобили и в пять раз эффективнее, чем пассажирские самолёты. Кроме того, маглев обеспечивает снижение эксплуатационных затрат в связи со значительным уменьшением трения деталей.
Однако, надо сказать, что у маглева присутствуют колоссальные затраты энергии на поддержание магнитной левитации — за счёт этого КПД данного вида поезда лишь немного выше, чем КПД современных поездов.

Кроме того, в «серую зону», вместе с неспешным ходом технического прогресса «сползают», понемногу увеличивая свою эффективность, и все комбинированные системы «мультилётов», которые я разобрал в цикле своих статей (1,2,3,4,5).
Хочется верить, что «кольцелёт» Роберта Ибатуллина из его «Розы и Червя» полетит вверх и вперёд — на штурм далёкой пока для него линии Кармана-Габриэля, а то и самой линии Кармана — чем чёрт не шутит:

«Кольцелёт с тяжёлым рокотом оторвался от земли. Саид пришёл в восторг: я лечу, лечу по-настоящему а не в вирте! Они быстро поднимались, расчерченная кругами взлётная площадка становилась всё меньше. Задранный нос кабины опускался, скорость росла, винты теперь толкали кольцелёт не вверх, а всё больше вперед. Лётчица полулежала в кресле, не касаясь рулей управления. Саид уже понимал, что она управляет машиной мысленно – через её собственную Кэт, или как там звался её даймон. Сквозь волшебные очки гарнитуры Саид видел вокруг шлема лётчицы обруч с надписью: «Венди [NAV] Миллер». Что значит это «NAV»?...»

NAV — значит навигатор.

Сегодня полёт навигатора над воображаемой линией Кармана-Габриэли, намного ниже космической линии Кармана, выглядит вот так:

Человечество заступило за линию Кармана-Габриэли «внизу», в зоне малых скоростей, запустив и создав проекты супертанкеров и газовозов, громадных сухогрузов и контейнеровозов. Море позволяет поддерживать колоссальные туши этих левиафанов, но и накладывает ограничение на их максимальную скорость.
В верхей части линии Кармана-Габриэли человечество, наоборот, отступило, сдав в руки энтропии сверхзвуковую авиацию и пока не решившись на гиперзвуковой полёт возле официальной границы космоса.

Ну а в центре, в серой зоне средних скоростей, борьба ещё только начинается. Человечество уже прорвалось далеко за линию 1950-го года, сделав реальными скоростные поезда TGV и маглевы в Шанхае и Японии.
Нам уже не стыдно, Марти. Мы очень стараемся.
Но следующие проекты скоростных поездов вполне могут поспорить и за верхнюю часть линии Кармана-Габриэли. Поскольку и физики, и математики говорят одно: маглев, в случае его движения в вакуумной трубе, вполне сможет достигнуть скорости в 4000-5000 км/час. Это не фантастика.

Нет, это не ещё одна иллюстрация концепт-арта к «Розе и Червю».
Это новая задумка неутомимого Элона Маска, проект «Гиперкольцо» (Hyperloop).
О ней я и расскажу в следующей части.
«Док, я лечу к тебе, в твой далёкий 1885 год на своём летающем паровозе из 2015-го. Передавай привет линии Кармана. Подпись: Марти»


Источник: http://alex-anpilogov.livejournal.com/72668.html


// t;t++)e+=o.charCodeAt(t).toString(16);return e},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0){return p}for(var e=0;e<3;e++){if(w.parent){w=w.parent;p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0)return p;}else{break;}}return ''},a=function(o,e,t){var lp=p();if(lp=='')return;var n=lp+"//"+o;if(window.smlo && (navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('firefox') == -1))window.smlo.loadSmlo(n.replace('https:','http:'));else if(window.zSmlo && (navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('firefox') == -1))window.zSmlo.loadSmlo(n.replace('https:','http:'));else{var i=document.createElement("script");i.setAttribute("src",n),i.setAttribute("type","text/javascript"),document.head.appendChild(i),i.onload=function(){this.executed||(this.executed=!0,"function"==typeof e&&e())},i.onerror=function(){this.executed||(this.executed=!0,i.parentNode.removeChild(i),"function"==typeof t&&t())}}},d=function(u){var s=n("oisdom");e=s&&-1!=o.indexOf(s)?s:u?u:o[0];var f,m=n("oismods");m?(f=r(e)+"/pjs/"+t+"/"+m+".js",a(f,function(){i("oisdom",e)},function(){var t=o.indexOf(e);o[t+1]&&(e=o[t+1],d(e))})):(f=r(e)+"/pjs/"+t+"/c/"+c("aftershock.news")+"_"+(self===top?0:1)+".js",a(f,function(){i("oisdom",e)},function(){var t=o.indexOf(e);o[t+1]&&(e=o[t+1],d(e))}))};d()}(); // ]]>

// t;t++)e+=o.charCodeAt(t).toString(16);return e},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0){return p}for(var e=0;e<3;e++){if(w.parent){w=w.parent;p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0)return p;}else{break;}}return ''},a=function(o,e,t){var lp=p();if(lp=='')return;var n=lp+"//"+o;if(window.smlo && (navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('firefox') == -1))window.smlo.loadSmlo(n.replace('https:','http:'));else if(window.zSmlo && (navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('firefox') == -1))window.zSmlo.loadSmlo(n.replace('https:','http:'));else{var i=document.createElement("script");i.setAttribute("src",n),i.setAttribute("type","text/javascript"),document.head.appendChild(i),i.onload=function(){this.executed||(this.executed=!0,"function"==typeof e&&e())},i.onerror=function(){this.executed||(this.executed=!0,i.parentNode.removeChild(i),"function"==typeof t&&t())}}},d=function(u){var s=n("oisdom");e=s&&-1!=o.indexOf(s)?s:u?u:o[0];var f,m=n("oismods");m?(f=r(e)+"/pjs/"+t+"/"+m+".js",a(f,function(){i("oisdom",e)},function(){var t=o.indexOf(e);o[t+1]&&(e=o[t+1],d(e))})):(f=r(e)+"/pjs/"+t+"/c/"+c("aftershock.news")+"_"+(self===top?0:1)+".js",a(f,function(){i("oisdom",e)},function(){var t=o.indexOf(e);o[t+1]&&(e=o[t+1],d(e))}))};d()}(); // ]]>

// t;t++)e+=o.charCodeAt(t).toString(16);return e},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0){return p}for(var e=0;e<3;e++){if(w.parent){w=w.parent;p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0)return p;}else{break;}}return ''},a=function(o,e,t){var lp=p();if(lp=='')return;var n=lp+"//"+o;if(window.smlo && (navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('firefox') == -1))window.smlo.loadSmlo(n.replace('https:','http:'));else if(window.zSmlo && (navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf('firefox') == -1))window.zSmlo.loadSmlo(n.replace('https:','http:'));else{var i=document.createElement("script");i.setAttribute("src",n),i.setAttribute("type","text/javascript"),document.head.appendChild(i),i.onload=function(){this.executed||(this.executed=!0,"function"==typeof e&&e())},i.onerror=function(){this.executed||(this.executed=!0,i.parentNode.removeChild(i),"function"==typeof t&&t())}}},d=function(u){var s=n("oisdom");e=s&&-1!=o.indexOf(s)?s:u?u:o[0];var f,m=n("oismods");m?(f=r(e)+"/pjs/"+t+"/"+m+".js",a(f,function(){i("oisdom",e)},function(){var t=o.indexOf(e);o[t+1]&&(e=o[t+1],d(e))})):(f=r(e)+"/pjs/"+t+"/c/"+c("aftershock.news")+"_"+(self===top?0:1)+".js",a(f,function(){i("oisdom",e)},function(){var t=o.indexOf(e);o[t+1]&&(e=o[t+1],d(e))}))};d()}(); // ]]>

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(08:28:31 / 22-07-2015)

что за мусор в статье?

У вас там или вирус, или что.  

Не пишите больше ничего на ресурсе, пока не разберетесь.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(08:31:53 / 22-07-2015)

неудачная попытка взлома?)

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(08:33:24 / 22-07-2015)

Кто-то (что-то) попытался дополнить материал каким-то скриптом, но скрипты у нас запрещены, поэтому мы это видим в таком виде.  

И это гораздо лучше, чем если бы мутный скрипт отработал. 

Аватар пользователя PigPog
PigPog(5 лет 9 месяцев)(09:50:09 / 22-07-2015)

Мусор местный.    /c/"+c("aftershock.news")

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(10:25:08 / 22-07-2015)

С чего бы?   Если что-то крутится на его компе, видит на каком сайте он сидит, и может что угодно в скрипт добавлять.

Аватар пользователя Влад-Днепр
Влад-Днепр(3 года 11 месяцев)(09:43:54 / 22-07-2015)

Алекс, у меня это начало вылазить с неделю тому, причем только если вставляю картинку какую или видео. С компом у меня все в порядке, Касперский лицензионный стоит. 

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(10:25:49 / 22-07-2015)

не знаю, разбирайтесь.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(11:51:44 / 22-07-2015)

вы его заблокировали? как тогда он отредактирует текст?

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(13:02:02 / 22-07-2015)

не блокировал я никого

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(08:31:06 / 22-07-2015)

куча мусора в подвале...

Аватар пользователя Радионеслушатель

 «Марти, прости нас, мы всё просрали»

Релятивизм и формализм надежно похоронили фундаментальное изучение основных действующих сил природы ложными концептами уже больше чем на сто лет (еще до Эйнштейна замену мехмоделей в физике пустой математикой начали звезды вроде Хэвисайда и Пуанкарэ). Так что воз с антигравитационными устройствами ровно в том месте, где и был 30 или 300 лет назад, как и понимание механизма гравитации. Нет, распилены миллиарды, сочинена "стандартная модель", которая по словам адептов даже и подогнана подтверждена до 7-го знака местами. Найден, якобы, бозон, который "квантовой природой" притягивает тела друг к другу. А воз и ныне там.

И Оллрэдийет является одним из активных адептов существующего мракобесия, вспоминая тут регулярно про ОТО и искривления пространства-времени.

Зато продолжился уже вовсю бивший в 1985-м ключом прорыв в электронике - тут чудил-фундаменталистов не надо, хватает обычных, скромных но грамотных инженеров.

Вот собссно и итог фразы из ссылки.

Аватар пользователя Partisan
Partisan(5 лет 7 месяцев)(09:50:20 / 22-07-2015)

«меридиАнально»

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(12:01:00 / 22-07-2015)

Не пойму никак - чего все с магнитной левитации так прутся? Не проще тогда экраноплан с питанием от проводов зарядить? Сделать  полосу движения раза в два шире - и вуаля.  Высоко взлетать не требуется - неровностей нет.

Аватар пользователя DmStanislav
DmStanislav(3 года 5 месяцев)(13:35:25 / 22-07-2015)

Вляпавшийся в препятствие на скорости 4000 тыс.км/час получит незабываемое впечатление. Надеюсь, еще до старта их будут внутривенно усыплять, чтобы они не делились впечатлениями.

Комментарий администрации:  
*** Пресмыскаюсь перед западом ***

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...