bugorwiki.info
на главную

Опускная труба

Для аттракциона см. Башня падения.

В физике и материаловедении капельная колонна или капельная труба - это структура, используемая для создания контролируемого периода невесомости для исследуемого объекта. Подушки безопасности, полистирольные шарики и магнитные или механические тормоза иногда используются, чтобы остановить падение экспериментальной нагрузки. В других случаях высокоскоростное воздействие с подложкой на дне башни является преднамеренной частью экспериментального протокола.

Не все такие сооружения являются башнями - НАСА Гленна в Центре исследований невесомости основана на вертикальной шахте, простирающейся на 510 футов (155 м) ниже уровня земли.

Типичная операция

Вид вниз по трубе НАСА Гленна 5-секундная установка невесомости.
Вид вниз по стволу второй спадающей башни НАСА Гленна. Большая (спущенная) подушка безопасности находится внизу.

Для типичного эксперимента в области материаловедения образец исследуемого материала загружается в верхнюю часть капельной трубки, которая заполнена инертным газом или откачана для создания среды низкого давления. После любой желаемой предварительной обработки (например, индукционного нагрева для расплавления металлического сплава) образец выпускается для падения на дно трубки. Во время полета или при ударе образец может быть охарактеризован такими приборами, как камеры и пирометры.

Башни сброса также обычно используются в исследованиях горения. Для этой работы должен присутствовать кислород, и полезная нагрузка может быть заключена в защитный экран, чтобы изолировать его от высокоскоростного «ветра», когда аппарат ускоряется к нижней части башни. Посмотрите видео эксперимента по сжиганию микрогравитации в пятисекундной установке НАСА им. Гленна в.

Эксперименты по физике флюидов, а также разработка и испытания космического оборудования также могут проводиться с использованием опускной башни. Иногда наземные исследования, проводимые с помощью опускной башни, служат прелюдией к более амбициозному расследованию в полете; гораздо более длительные периоды невесомости могут быть достигнуты с помощью самолета с параболической траекторией полета или с помощью космических лабораторий на борту космического корабля "Шаттл" или Международной космической станции.

Продолжительность свободного падения, создаваемого в капельной трубке, зависит от длины трубки и степени ее внутренней эвакуации. 105-метровая капельная труба в Центре космических полетов им. Маршалла производит 4,6 секунды невесомости, когда она полностью эвакуирована. В капельнице Фаллтурм в Бременском университете можно использовать катапульту, чтобы бросить эксперимент вверх, чтобы продлить невесомость с 4,74 до почти 9,3 секунды. Отрицая физическое пространство, необходимое для начального ускорения, эта техника удваивает эффективный период невесомости. Исследовательский центр НАСА им. Гленна имеет 5-секундную опускающуюся башню (The Zero Gravity Facility) и 2,2-секундную опускающуюся башню (The 2.2 Second Drop Drop Tower)

Большая часть эксплуатационных расходов на опускную колонну обусловлена ​​необходимостью вакуумирования опускной трубы, чтобы исключить эффект аэродинамического сопротивления. В качестве альтернативы эксперимент помещается во внешнюю коробку (щит сопротивления), для которого из-за его веса во время падения уменьшение ускорения из-за сопротивления воздуха меньше.

Историческое использование

Хотя эта история может быть апокрифической, считается, что Галилей использовал Пизанскую башню в качестве падающей башни, чтобы продемонстрировать, что падающие тела ускоряются с одинаковой постоянной скоростью независимо от их массы.

Башни сброса, названные выстрелами, были когда-то полезны для того, чтобы сделать свинцовый выстрел. Короткий период невесомости позволяет расплавленному свинцу затвердеть в квази-совершенную сферу к тому времени, когда он достигает пола башни.

Капельные трубки используются для ручной загрузки черного порошка; капля позволяет порошку осесть в футляре, улучшая сжатие порошковых зарядов.

Список опускных башен

  • Вакуумно-динамический стенд в Государственном ракетном центре имени академика В.П. Макеева
  • Исследовательский центр НАСА им. Гленна 2.2 Вторая башня падения
  • Исследовательский центр НАСА Гленна Zero-G Исследовательский центр
  • Микрогравитационная лаборатория Японии (MGLAB) (Закрыто в июне 2010 г.)
  • Fallturm Бремен
  • Падение башни Applied Dynamics Laboratories для вращающегося космического корабля
  • Экспериментальная капельная труба металлургического отдела Гренобля
  • Центр космических полетов НАСА им. Маршалла в настоящее время находится на стадии консервации
  • Dryden Drop Tower, Портлендский государственный университет, Маси колледж инженерных и компьютерных наук
  • Национальная микрогравитационная лаборатория (Китай)
  • Пагода в Королевском ботаническом саду Кью использовалась во время Второй мировой войны в качестве опускной башни для испытания конструкций бомб.
У Wikimedia Commons есть СМИ, связанные с Башнями Падения .

просмотров: 3