가장 가벼운 온천은 무엇입니까?


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밀폐 된 멤브레인을 팽창시켜 표준 온도 및 압력에서 부유하도록 충분히 강력하고 가벼운 스프링이 있는지 궁금합니다.

예를 들어, 10cm 실린더는 1 그램의 공기 아래에서 변위되지만 원통형 스프링은 해당 구성에서 162kg의 대 기력에 대항해야합니다. 무게가 1 그램 미만인 162kg 10cm 원통형 스프링 같은 것이 있습니까?

그러나 그것은 단지 하나의 스프링 디자인입니다. 더 일반적으로, 어떤 스프링 설계가 가장 높은 비율 / 무게 비율을 제공합니까? 스프링 속도 대 스프링 질량에 대한 현재의 실제 한계는 무엇이며 어떤 재료를 사용합니까?


귀하의 질문을 완전히 이해하지 못했습니다. 당신은 "10cm 실린더"와 그것이 얼마나 많은 양의 공기를 말하지만, 모든 치수가 제공되는 것은 아닙니다. 그리고 162kg은 어디에서 왔습니까? 그림을 추가 할 수 있다면 많은 도움이 될 것입니다.
블라디미르 Cravero

OP가 막에 힘을 가하는 스프링 (진공 상태)에 대해 이야기하고 있다고 생각합니다. 따라서 스프링 막 시스템의 부피가 증가하여 전체 시스템 부력이 공중에 떠 다닐 수 있습니다.
March Ho

@ VladimirCravero : 10cm 실린더는 10cm 직경과 10cm 높이입니다. 162kg는 설명 된 시스템에서 압축 가능한 치수 인 실린더의 상단 및 하단 표면에 ~ 1.033kg / cm2의 표준 기압에서 비롯됩니다. MarchHo : 정확히 맞습니다!
feetwet

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헬륨 가스가 이것에 다소 효과적이라는 것이 명백하지 않습니까? 그 외에는 질문을 이해하지 못합니다. "실린더"는 어떤 단단하고 무중력 소재로 만들어 졌습니까?
Dave Tweed 님이

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글쎄요, 최소한 오늘날의 엔지니어링 관점에서이 질문에 대한 답이 있습니다 : 아니요. 그러나 자세한 것은 그 이유를 설명해야합니다. k가 가장 높은 가장 가벼운 봄인 하위 질문은 괜찮습니다.
John HK

답변:


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나는 당신의 질문이 스프링에 관한 것이라는 것을 알고 있지만 스프링이 원하는 응용에 대한 대답이라고 생각하지 않습니다.

언급했듯이 기압의 내력은 매우 커서 강한 스프링이 필요할뿐만 아니라 가벼우면서도 이러한 힘을 가할 수있는 판넬 용 재료가 필요합니다. 또한 분자 수준에서 재료를 통해 들어오는 공기를 비워야합니다. 항공기보다 가벼운 항공기가 풍선 내부에 저밀도 가스를 사용하는 데는 여러 가지 이유가 있습니다.

  1. 매우 강하고 가벼운 재료는 필요하지 않습니다.
  2. 내부와 외부 사이의 압력 차가 없거나 매우 낮으므로 가스가 빠져 나가거나 대기가 스며 들지 않습니다.

진공 비행선 에 관한 Wikipedia 기사 , 특히 재료 제한 에 관한 섹션 을 읽으십시오 . 이것은 다이아몬드로 만들어진 강한 모양 (중공 구)을 사용하더라도 부력이 될 정도로 가벼워 지도록 얇아지면 구조물이 견딜 수 없을 정도로 압력이 크다는 증거를 보여줍니다.

비행정

이러한 이상적인 조건에서는 불가능하기 때문에 풍선의 스프링이 가능하지 않을 것 같습니다. 그러나 Wikipedia 기사는 구의 벽이 예를 들어 허니 콤 구조로 만들어져 있지 않다면 여전히 가능할 가능성을 열어두고 있습니다.

업데이트 : 이론적으로 이것이 가능하다는 것을 보여주기 위해 수학이 수행 되었지만 성공적으로 구현되었는지는 분명하지 않습니다.


공동 저자와 함께 허니컴이있는 샌드위치 구에 대해 수학 (유한 요소 분석)을 수행했습니다. 현재 사용 가능한 재료로 진공 풍선을 만들 수 있습니다. Wikipedia 기사에서 특허 출원에 대한 참조를 참조하십시오.
akhmeteli

@akhmeteli 오 와우, 정말 멋지다! "누구도 수학을했는지 모르겠다"라는 질문을 편집하여 수학을 마친 것으로 자신과 자신의 결론이 무엇인지 인용 해 주시겠습니까? 기사의 의견을 말할 있는 한 여전히 가능합니다. 아직 가능하지는 않습니까? 수정 사항이 승인되어야하며 이에 대한 답변을받습니다. 아, 그리고 Engineering.SE에 오신 것을 환영합니다. :)
jhabbott

친절한 말 감사합니다. 나는 아무것도 편집하는 것을 좋아하지 않지만 질문이 있으면 대답하려고 노력할 것입니다.
akhmeteli
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