useless_faq | Тренажеры МКС

Сдаётся мне, солнечные батареи там на порядки больше энергии выработают.)

Да, по википедии мощность солнечных батарей только американского сегмента - 32 киловатта. На велосипеде среднечасовая мощность даже в 300 ватт - это уровень нормально так тренирующегося любителя, который вряд ли выдаст при многодневной невесомости непрофильный, такскть, специалист. Копейки...

Википедики невнимательно прочли. 32.8 кВт - мощность, снимаемая с "крыла" солнечных батарей. А там 4 пары "крыльев", то есть в 8 раз больше.
Что до съёма - реально существующий "солдат-мотор" ПЗУ-5М отдаёт до 30 Вт электроэнергии. 300 Вт это на кратковременном рывке, а не на длительной работе, ну и К.П.Д. учесть стоит.

По грубой прикидке (ниже) - на 4 порядка больше максимально возможной выработки данного прибора.

усложнение, лишний вес...
Солнечные батареи эффективнее

Это спорный вопрос. Отведение лишнего тепла - тоже проблема.

Усложнение чего, тренажера?
Там все равно должен быть тормозящий элемент, переводящий движение в тепло. И он весит не меньше генератора, только еще и помещение нагревает, а тепло в космосе отводить сложно.

Основное тепловыделение - не от "тормозящего элемента", а от тела космонавта.

Это понятно, но и элемент тоже его вырабатывает. И если от тела избежать нельзя, то он элемента можно.

Генератор (сюрприз! сюрприз!) тоже. Чуть поменее. Но поскольку К.П.Д. не неединичный - вырабатывает.

нет конечно, это только усложнит и утяжелит!
на космических станциях есть для этого солнечные батареи и буферные аккумуляторы.

Я в свое время подумывала, не задать ли вопрос - хватит ли энергии, выделяемой при работе на тренажерах, для работы беговых дорожек.

Более-менее нормальные идут от киловатта по мощности.
Выше вон написали, человек, дай бог, 300 ватт генерить будет

Маловато... В принципе, можно посчитать примерно. Допустим, тягают в среднем блок 50 кг, вертикально. Амплитуда поднятия блока - примерно 1 м. 10 станков, 50% времени каждый пустует. За 15 мин. делают 3 подхода по 12 повторов, т.е. 36 поднятий. За час тогда 72 поднятия. Но я формулы забыла...

Вертикально? :))))))) А где в космосе вертикаль и горизонталь?

Я вообще-то не про космос. В космосе не только вертикали-горизонтали, но и веса нет. Интересно, как работают тренажеры без веса?

Отлично работают.
Вот экскурсия по МКС (на англицком, но все показано)

Спасибо. Велосипед понятно, там еще вроде бы электропривод есть?

Зачем там электропривод??
Там только тормозящий элемент.

Интересно, что все тренажеры не закреплены, чтобы не раскачивать станцию.

т.е. работают исключительно за счет преодоления силы трения?

А как можно раскачать станцию изнутри? Я думала, это как себя за волосы из болота вытянуть.

Сдвинуть с орбиты нельзя, а развернуть относительно центра масс - без проблем.

Вокруг своей оси?

И оси тоже. Центра масс.

Ну это вопрос лишь эффективности "извлечения" мощности из человека.
А так-то она известна и среднестатистически неизменна - 500 ватт максимум, ещё умножить на КПД извлечения

Edited 2012-12-17 19:59 (UTC)

Имхо, не прокатит. Человек может выкладываться по максимуму, а может вполсилы работать.

Чтобы вычислить энергию, нужно знать работу. Работа равна произведению силы на расстояние (если не путаю), сила равна mg. Чтобы определить мощность, нужно еще время взять. Плюс учесть трение. Точные формулы не помню, надо гуглить, времени нет. Если есть физики, посчитайте, кому интересно.)

Там же любая энергия пригодится...

Почему вы так решили? Думаю, для работы станции имеющихся источников электроэнергии хватает вполне. Наверняка и резервные имеются. А дополнительную ... на что её тратить? Ёлочную гирлянду снаружи станции повесить и наслаждаться зрелищем?

Экономика должна быть экономной!

Кроме всего - ощущение для космонавта, что он делает полезное для всех дело, а не только для себя!

Ну разве что в российском модуле поставить, в ленинском уголке, и никому из иностранцев не показывать..

Кстати, а советских станициях типа "Салют" или "Мир" были ленинские уголки?
Еще один вопрос для юзлесс... :D

Общее замечание - нет ничего расточительнее непродуманой экономии.
Частный расчёт - масса преобразователей и аккумуляторов оказывает существенно выше массы дополнительных солнечных батарей на ту же энергию.

Вы намекаете на то, что на МКС нет аккумов? И когда МКС залетает в тень Земли, то у них все выключаются и они сидят мерзнут до следующего витка что ли?

А в тренажерах есть фрикционный элемент, который превращает движение в тепло. Он 10 грамм не весит, вместо него вполне можно генератор воткнуть. И тепла будет меньше вырабатываться, тепло в космосе утилизировать сложно.

Есть, безусловно. Никель-водородные, держащие электропитание "тёмную" половину витка. Но речь не об их отсутствии, а о том, что такой генератор напрямую включать в сеть нецелесообразно. Вариант с работой на зарядку малого аккумулятора, подключаемого при надобности к сети, разумеется, не единственный. В принципе, возможна схема с усложнённым преобразователем, согласующим напряжение на выходе генератора, усилие нагрузки на педалях (у нас всё же главная цель - дозированная физическая нагрузка, а никак не энерговыработка), напряжение в сети питания МКС и энергопотребление, и он, вполне вероятно, окажется легче буферной батареи - но невесомым не будет (или, если уж придираться к терминам - не будет иметь нулевую массы).
Такое решение имеет третью степень невозможности (первая - "невозможно в принципе", как вечный двигатель; вторая - "нереализуемо технически", как башня в 10 км высотой; третья - "нецелесообразно экономически").
Попробуем подтвердить расчётом. Основная затратная часть будет - доставка грузов на МКС, и стоимостью самой аппаратуры пренебрежём. Это позволит сравнивать массу в расчёте на выход энергии для разных вариантов, неглижируя стоимостью вывода 1 кг на орбиту, она выносится за скобки, как общий множитель.
Такие генераторы существуют. Это, например, "солдат-мотор" ПЗУ-5М (или его гражданский вариант Э-348М). Он давал до 30 ватт при массе в 3 кг (только генератор, без сиденья для солдата и аккумулятора, на который он работал. Положим, что выработка может быть увеличена до 50 ватт, а в "космическом исполнении" масса генераторной части (включая преобразователь и, при необходимости, буферную батарею) сократится до 1 кг.
Полагая экипаж МКС в 6 человек, причём вырабатывать энергию они могут по часу в сутки каждый, получим в сутки 300 ватт-час. Для получения такой энергии понадобится вывести 1 килограмм.
В то же время солнечные батареи включают в себя 4 пары "крыльев", каждое из которых отдаёт до 32.8 кВт (т.е. всего в 548 раз большая мощность, а с учётом того, что "космонавт-мотор" работает 1/4 часть времени суток, а солнечные батареи примерно 1/2, получает, что его вклад в дучшем случае составить 0.01% общего потребления). Масса "крыла", по сообщению NASA, 2400 фунтов (1087 кг), то есть с килограмма выведенном массы съём энергии составляет (также принимая 50% "светлого времени") 360 ватт-час. То есть экономически это на 20% выгоднее.
Более тщательный расчёт, без сделанных в пользу "космонавт-мотора" допущений, вероятно, сделает экономическое превосходство традиционной схемы не 20%-ным, а двух- или трёхкратным.

Вы посчитали вес космического "солдат-мотора", но не учли, что он не на пустом месте ставится - он ставится на месте фрикционного элемента, который тоже что-то весит, потому как пару сотен ватт должен рассеивать.

Поэтому разница в весе будет мала.

Другой вопрос - фрикционный элемент наверняка имеет настройки на разное усилие, что необходимо для тренировок.
В случае с солдат-мотором это либо редуктор добавлять, либо несколько обмоток, которых можно подключать-отключать. А это все может стать проблемой - именно это, а не сложность подключения к бортовой сети.

В своем время на станции "МИР" выбило всю электросеть. На всякий случай такой мотор-генератор должен был бы быть. И тут неважно превосходство традиционной схемы.

Полагаете трубка с прижимом весит столько же, сколько система из двух обмоток и магнитопроводов?

Нет, конечно.
Но она все равно что-то весит и разница в массе между торсионным элементом и генератором не будет больше пол-кило.

Повторяю. Реальный генератор на 30 Вт весит 3 килограмма. В "космическом исполнении" будет легче, но вряд ли удастся снизить хотя бы до 1 кг.
Что до полукилограммового "торсионного элемента" - я ни разу не разбирал тренажёр, и даже с чертежами не ознакомился, но торсион - это стержень, работающий на кручение. Полукилограммовый стальной стержень длиной 10 см имеет диаметр 2.8 см, и на его кручение понадобится усилие в несколько тонн.
Вы уверены, что там именно такой?

Я опечатался - фрикционный (в других местах писал правильно, а тут задумался видно).

И скорее всего тормозить будет турбинкой в жидкости. То есть с полкило этот элемент весит, и заменять его на 1 кг - это всего дополнительные 500 гр в космос вывести. И получаем аварийно-резервный источник питания, пусть и слабенький.

Ну, если турбинка - то тоже не фрикционный. А гидродинамический. Фрикционный трение использует. Вот, скажем, в велосипеде тормоз в задней втулке - фрикционный. И не полкило. Ну и если мы минимизируем массу под космос, так что мотор втрое облегчили - может, и этот элемент облегчат?
А что до аварийного источника - 30-ваттный мотор даст за час работы 30 ватт-час. При этом ёмкость на килограмм у литий-полимерных аккумуляторов до 150 ватт-час, для одноразовых до 500 ватт-час (литиевых с тионил-хлоридом), для воздушно-литиевых до 1800 ватт-час. Так что этот килограмм лучше потратить на батарейку, она заменит 16 часов работы космонавта (а в сломавшейся станции у него занятие найдётся, помимо крутить педали), или даже 60 часов (ценой расхода кислорода и при некоторых проблемах с подключением нагрузки).

Я знаю, что такое фрикционный. Но я не знаю, что именно ставят в тренажеры, и предложил пару вариантов.

А генератор - он в любом случае совсем не то, что аккум. Тут именно "на всякий случай". И никакого саморазряда или деградации. И разница в массе будет не кило (я ж уже не раз писал) - а дай бог, чтобы пол-кило вышло.

Ну, конкретный прибор я предложил. Три килограмма. То, что в "космическом исполнении" он будет в килограмм - это допущение в Вашу пользу, в действительности на Вас лежит обязанность предъявить такой генератор. Равно и полукилограммовый тормозящий элемент.
Что до "случаев" - то на случай выхода из строя части батарей надо их рассредотачивать, на случай восстановления "замороженной" станции лучше привезти батареи с собой, а на случай погасшего Солнца закладываться излишне.
Вообще, это пример расточительной экономии. Наподобие идеи об экономии топлива посредством полётов на дирижаблях.

Тренажеры МКС

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject