Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
2

Целесообразно ли делать многослойное стекло в глубоководном судне?

RegistraciyaDostala [3.4K] 2 года назад

Целесообразно ли делать многослойное стекло в иллюминаторах в глубоководном судне с разными давлениями между слоями?

Я просто никак не могу представить распределение напряжения на стёкол, сыграет ли какую-то полезную роль плавная смена давления?

Вот представьте судно с несколькими слоями стёкол в иллюминаторе, между каждым слоем различное давление. Чем ближе слой ко внешней стороне корпуса подлодки, тем давление в нём больше, и чем слой ближе к каюте, тем давление меньше, таким образом давления будут распределяться плавнее, соответственно прочность судна возрастёт... или нет? =D

Плавная смена давление между слоями стекла

2

Допустим, Ваше глубоководное судно (батискаф) предназначено для работы на глубине 2000 м, значит давление снаружи будет 200 атмосфер (20 МПа). Допустим, Вы решили сделать 10 слоёв стекла (9 межстёкольных камер и внутреннее пространство батискафа). Если снижение давления сделать равномерным, то в каждой камере давление будет на 2 МПа ниже, чем в соседней, и внутри батискафа 0,1 МПа. Казалось бы, что можно установить менее прочные стёкла, каждое из которых выдерживает перепад в 2 МПа. Тогда на глубине 2000 м так и будет снаружи 20 МПа, в следующей камере 18 МПа и так далее. Но как быть, когда батискаф всплывёт? Снаружи 0,1 МПа, а в первой камере 18 МПа, только давление будет с другой стороны. А стёкла рассчитаны на перепад 2 МПа. Значит наружное стекло не выдержит и разрушится. Тогда в следующей камере с наружной средой окажется перепад давлений 16 МПа, и следующее стекло тоже разрушится. Ну в общем понятно.

А если сделать регулируемое давление в каждой камере, то представляете что за агрегат получится? И как это устроить? То ли регулировать давления в каждом иллюминаторе индивидуально, тогда сколько нужно регуляторов. Если сделать один регулятор на все иллюминаторы, то как обеспечить, чтобы оно было одинаковым на каждом иллюминаторе?

И, скажем так, чисто технические вопросы. Жидкости практически несжимаемы, значит между стёклами должен быть воздух (или иной газ). Нужен компрессор, способный создавать нужное давление 20 МПа. А как сделать другие давления (18, 16 Мпа и т.д)? Отдельные компрессора или многоступенчатый компрессор? Или давление 20 МПа редуцировать до нужных значений?. А сколько места займут регуляторы, компрессор и другие элементы? На мой взгляд, гораздо проще изготовить одно сплошное прочное стекло, тем более есть стёкла, выдерживающие перепад давлений в сотни МПа.

Теперь Вам понятно, что "овчинка выделки не стоит".

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Registraci­yaDostala [3.4K]
Спасибо, вы мне всё прояснили.
Только не понял в чём проблема с компрессорами, можно взять один на 20 МПа и не ждать пока он накачает эти 20МПа, так сказать не докачивать =)
А что если не делать столько слоёв что бы была прочность только на 2 МПа, а взять предложенные вами стёкла, скажем на 2-3 слоя, со значениями безопасными на поверхности. Получится тройная защита: Защита давлением, защита количеством стёкол, защита толщиной. И кстати, а что если стекло ещё и закалить?
А может мы хотим подводную станцию делать, без нужды поднимать на поверхность, тогда можно и закачать на максимум внешний слой.
Тут дело вот в чём, я просто не понимал давит ли внешнее давление на самое внутреннее стекло. Оказалось я прав был на счёт механики =)
Но конечно же теперь я понимаю что это неудобно.
 2 года назад
комментировать
2

Не думаю что это целесообразно. Наружное стекло в этом случае может не испытывать большой нагрузки от давления, но ударная стойкость у него будет всё равно низкая. При выгрузке на воду любая волна разнесёт тонкое наружное стекло, а за ним и все остальные по очереди. Также удары возможны при подъёме, швартовке и там на глубине мало ли что можно задеть.

Впрочем если слои стекла будут чередоваться с армирующими плёнками, то возможен и положительный результат. По крайней мере именно так делаются автомобильные и бронированные стёкла. На сколько это дело подойдёт в глубоководном случае - вопрос специальных исследований.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID