Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ГЛАВА 5 а Справка Физ вел Воздух.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.19 Mб
Скачать

* Эквивалентная ширина – ширина соседнего с линией участка непрерывного спектра, энергия которого равна энергии, поглощенной в линии.

Таблица 38. Энергетические коэффициенты диффузного отражения в видимом диапазоне спектра

Материал

Коэффициент

Материал

Коэффициент

Снег

0,93

Черное сукно

0,01 – 0,02

Белая бумага

0,7 – 0,8

Черный бархат

0,004 – 0,01

Песок

0,25

Трава

0,1 – 0,15

Таблица 39. Фотообъектвы

Объектив

Фокусное расстояние, мм

Светосила

Угол поля зрения, градусы

Предел фокусировки

Гелиос-44

58

1:2

Гелиос-40

85

1:1,5

28

1,15 - 

Таир-11

133

1:2,8

18

1,5 - 

Таир-3

300

1:4,5

8

3 - 

Юпитер-6

180

1:2,8

14

2 - 

Юпитер-9

85

1:2

280 50/

0,8 - 

Юпитер-11

133

1:4

180 30/

1,5 - 

Телемар-22

200

1:5,6

120 30/

2,5 - 

Индукстар-50

52,5

1:1,5

45

0,65 - 

Мир-1

37

1:2,8

60

0,7 - 

МТО-500

500

1:8

5

4 - 

МТО-1000

1000

1:10

20 30/

10 - 

Некоторые характеристики гражданских спутников данных дистанционного зондирования (спутников-шпионов)

Система

Разрешение оптики, м

Год ввода

Примечания

Digital Glob

0,5

 зеркала 0,6 м

1,8

1967

Регистрация на фотопленку и спуск ее с орбиты в контейнере

0,15

1976

Передача данных по радиоканалу (основа телескопа Space Hubble)

КН-13, США

0,04 (соврем. спутник-шпион)

 зеркала 4 м, стоимость более 1 млрд USD

World View

0,5 м в диапазоне 0,45 – 0,9 мкм и 2 м в мультиспектральном

Телескоп трехзеркальный, 4-ое зеркало поворотное,  зеркала 0,6 м, фокусн. расст. 8,8 м, светосила – 14,7, поле зрения – 20,12, (полоса 17,6 км).

Мощность солн. батарей 3,2 кВт, емкость аккумулятора 100 А.ч. Масса -2,5 т., инструментов – 380 кг Высота орбиты 496 км Габариты спутника h = 3,6 м,  = 2,5 м. Передача команд. информ. υ = 2 -4 ГГц, v = 2 или 64 кбит/с. Телеметрия 7 – 12,5 ГГц, со скоростями 4, 16 и 32 кбит/с. Сброс данных 524 кбит/с. Передача изображений на Землю – 800 Мбит/с. Хранение снимков на спутнике – 2.2 Тбит

Накопители энергии. 50т пружины дают энергию авто на 100 км пути. Точно то же обеспечивают 900 кг резины. Гидрогазовый аккумулятор, конденсаторы, электромагниты,

Электрохимическик: серебряно-цинковые, литий-ионные - 540; свинцово-кислотные – 64; щелочные – 110 кДж/кг.

Маховики из стали – 30-50 кДж/кг, Стальная лента при скорости обода 500 м/с - 100 кДж/кг. Потери энергии ~ 2% в вакууме на магнитных подшипниках. Кевлар – 4х100, углеволокно (20-30)х100, алмазное волокно 15 мДж/кг, наноуглеродное волокно 2500-3500 мДж/кг если он имеет массу 150 кг, то легковой автомобиль пробежит более 2 млн.км. ПМ, 2008, №12(74), с62.

Пневматические; 90 м3 воздуха сжимают до 300 атм., что позволяет проехать 100 км на 4-х цилиндровом пневмодвигателе фирмы MDI (Люксембург)

Таблица 40. Источники энергии. Горючее

Условн. топ

ливо

Дрова воздуш

но- сухие

Уголь (антра

цит)

Нефть

Бен

зин

Спирт (мета

нол)

Газ (про

пан)

Е0

ккал/кг

7000

2500

8000

11000

11000

5400

1000

Вт-ч/кг

8500

3000

9600

13000

13000

6500

13000

Е0 – удельная энергоемкость

Энерговыделение Солнца – 1,9.10-4 Вт/кг

Энерговыделение живого организма при метаболизме – 2.10-2 Вт/кг

Энерговыделение реакции синтеза d + t (17,6 МэВ/5 а.е.м.) – 33,44. 10 13 Вт/кг

Энерговыделение реакции деления (n0 + U235) (200 МэВ/236 а.е.м.) – 1,61. 10 13 Вт/кг

Энерговыделение водородной бомбы (США, атолл Эневетак 01.11.1952 г, 10,4 Мт, масса устройства 62 т.) – 0,7.1012 Дж/кг

Энерговыделение водородной бомбы (СССР, архипелаг Новая Земля, 30.10.1961 г, 50 – 58 Мт, масса устройства 26 т.) – 8,1.1012 Дж/кг

Аккумуляторы

Свинцо

вый (кислот

ный)

Железони

келевый (щелочной)

Серебряно-цинковый

Натрий

серный

Литий-серный

Е0

ккал/кг

30-35

25-30

85-100

180

170

Вт-ч/кг

35-40

35-40

100-120

220

200

Р0

Вт/кг

max

100

100

600

200

200

min

4

4

10-30

50

50

N

300

2000

100

1000

500

Е0 - удельная энергоёмкость, Р0 - удельная мощность, N - количество циклов «заряд-разряд»

Тепловые аккумуляторы. Из Li, Na, K, Mg/F, Cl, Br, SO4 удается создать 3- и 4-компонентные эвтектические системы, которые плавятся в интервале температур 500 – 600 0С, наиболее интересном для использования в солнечных электростанциях. Все они имеют высокую теплоту плавления /затвердевания на уровне 500 кДж/кг. Как альтернатива применяется NaCl (tпл = 801 0С, Q пл = 28,2 кДж/моль. 482 кДж/кг ).

Термогенератор на редкоземельном полупроводнике SmS: рабочие температуры +130 - +500 0С; средний кпд в рабочем интервале температур – 40%; генерируемое напряжение – 0,5 – 1,5 В; внутреннее сопротивление – 0,1 – 1 Ом, масса – 10 г.

Маховик для железнодорожных локомотивов (катушка с лентой из углепластика) – высота 120 см , диаметр 1,5 м. Вращается в вакууме на магнитной подвеске с частотой 50 тыс. об./мин. с линейной скоростью на ободе 1,4 км/с. Накапливает энергию 133 кВт-ч (это в 3 раза больше, чем электроаккумулятор такой же массы)

Ионистор (суперконденсатор, молекулярный накопитель) m = 0,2 кг. С = 1600 Фарад, U = 2, 85 В (не рекордные характеристики) - 3,25 кДж/ кг С = 5 000 Ф

Таблица 41. Гальванические элементы

Характеристика

Единица измере

ния

Марганцево-цинковый с солевым электролитом

Марганцево-цинковый со щелочным электролитом

Литие

вый

Удельная энергоёмкость

ккал/кг

17-50

50-80

260-400

Вт-ч/кг

20-60

60-90

300-450

Удельная мощность

Вт/кг

max

20

20

50-100

min

5

5

10-20

Таблица 42. Источники энергии

Источник энергии

Плотность энергии, Дж/см3

Плотность мощности Вт/см3

Электрический конденсатор

10-2

Электрический разряд

10-4

108 - 109

Химическое взрывчатое вещество

104

109

Сильноточный электронный пучок

106

1013 - 1014

Ядерное взрывчатое вещество

1010 - 1011

1016 - 1018

Сфокусированный мощный лазерный пучок

1010 - 1012

1020 - 1022

Аннигиляция вещества (плотность 10 г/см3)

1015

Лазеры

Плотность энергии в неодимовом стержне при хорошей накачке 0,5 Дж/см3

Поток, приводящий к повреждению оптических элементов 1 – 2 Дж/см2

Поток, который необходим для того, чтобы неодимовый стержень отдал всю накопленную в нем энергию – 6 Дж/см2

Поток приводящий к самофокусировке луча в неодимовом стекле 5 ГВт/см2 (при длительности импульса 0,1 нс это обеспечивается потоком в 0,5 Дж/см2)

Мощный непрерывный лазер ЛТ -1 (λ = 10600 нм) с прокачкой на смеси СО2 : N2 : Не = 1 : 20 : 20 с поперечной ее циркуляцией 2 – 3 м3/с отбирает 50 кВт тепловой мощности и создает лазерное излучение мощностью 5 кВт.

Газодинамический лазер с сильно нагретой смесью N2 : СО2 : Н2О под высоким давлением проходит сопло и имеет непрерывную мощность излучения 100 кВт при КПД 1 – 2% . При этом расход газа составляет 1 кг на 10 – 20 кДж энергии лазерного излучения

Химический лазер с возбуждением в результате реакции фтора с водородом (λ = 2700 нм) или дейтерием (λ = 3600 нм) и мощностью до 10 кВт.

Высокой мощностью и энергией обладают импульсно-периодические лазеры на парах меди (Т = 1800 К) или на парах солей меди (Т = 700 К). Накачка осуществляется от электронов, движущихся в газовом разряде. Лазерное излучение содержит две близкие (зеленые) линии 510,6 и 578,2 нм. При прокачке через трубу диаметром 5 см и длиной 1 м получена мощность в импульсе 40 кВт при длительности импульсов 15 – 20 нс и частоте следования 10 – 100 кГц. Средняя мощность - несколько десятков ватт при КПД ~ 1 % (возможно повышение до 1 кВт).

Созданы мощные лазеры на красителях с перестройкой частоты, а также лазеры на эксимерных молекулах, которые могут находиться только в возбужденном состоянии. Энергия накачки затрачивается на то, чтобы объединить разрозненные атомы в молекулы, которая распадается с испусканием света (возбуждение жидкого ксенона мощным пучком электронов, λ = 176 нм ) Энергия излучения достигает 200 Дж при КПД 10 %.

Сфокусированный мощный лазерный пучок создает плотность энергии 1010 - 1012 Дж/см3 и плотность мощности 1020 - 1022 Вт/см3.

Петаваттные фемтосекундные лазеры (всего 5 установок в мире) генерируют поля с интенсивностью 1019 Вт/см2. при фокусировке их излучения. Пиковая мощность лазера 0,56 ПВт, длительность импульса – 43 фс. Имеются возможности повышения мощности до 10 ПВт. Используется параметрическое усиление света нелинейный кристалл дидейтерофосфат калия.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]