Aérogel cube ... !
Bonjour, voilà j'avais eu une idée que je voulais breveter mais ça me semble hors de portée d'un garagiste !
Voilà mon idée : Pourquoi ne pas construire un cube d'aérogel avec une épaisseur permettant de supporter du vide poussé, un tel cube s'élèverait dans l'atmosphère par poussée d’Archimède ... et qu'en pensez-vous ?
Un plus léger que l'air en somme !
@ +
Bonjour,
Je demande une part du brevet : si vous avez un matériau assez robuste pour résister à la pression atmosphérique, il vaut mieux construire une sphère, elle sera plus fine qu'un cube.
Au fait, quel est ce matériau ayant une résistance suffisante pour un poids très faible ?
Comprendre c'est être capable de faire.
La fibre de carbone qui a remplacé les lourdes bonbonne en acier mais c'est peut être pas suffisant
Voilà j'en ai parlé : l'aérogelEnvoyé par phys4
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Bonosir
Extrait de votre lien
L'aérogel en carbone est un bon isolant de radiations, car le carbone absorbe les rayonnements infrarouges qui transfèrent la chaleur. L'aérogel le plus isolant est celui en silice, avec du carbone ajouté. Il est possible d'améliorer encore les capacités isolantes des aérogels en les vidant partiellement de leur air (moins de 0,01 atm).
Les auteurs de l'aérogel préconisent son utilisation comme isolant.
C'est un remarquable concurrent des polystyrènes, meilleur isolement, résistance au feu et légèreté.
Par contre pour la résistance mécanique, 2000 fois son poids ne représente une grande résistance pour une matière aussi légère. Nous ne ferons pas une sphère résistant à la pression atmosphérique avec cela.
L'étanchéité n'est pas encore certaine, car il est très adsorbant et divers gaz peuvent diffuser à l'intérieur.
Comprendre c'est être capable de faire.
Tout dépend de l'épaisseur d'aérogel !
L'étanchéité n'est pas encore certaine, car il est très adsorbant et divers gaz peuvent diffuser à l'intérieur.
Ce que j'imaginais faire : Construire une sphère (ou un cube, plus facile) en aérogel de 2 cm d'épaisseur, mettre un film plastique (genre cellophane en plus résistant) qui entourerait le volume, mettre une valve genre ballon de foot et faire le vide. Le plastique moulerait alors parfaitement l'aérogel qui deviendrait ainsi étanche aux gaz !
Bon sinon y'a ça : http://forums.futura-sciences.com/co...etre-cube.html !
@ +
Bonjour,
Je me suis déja fait cette reflexion.
Malheureusement, je pense qu'il n'est pas concevable que la materiaux soit assez résistant.
Par contre, une idée qui me vient suite à cette proposition, serait d'utiliser deux types de ballons pour permettre à "ceux-ci" de monter le plus haut possible.
Un ballon classique à helium qui emmènerait à une bonne hauteur (là où il éclate) un autre en aerogel qui serait lui, "vide".
Celui en aérogel pourrait peut-être reprendre sa forme en altitude, sous l'effet des forces de sa structure et donc monter un peu plus haut.
En bas il serait sous tension.
Il reste donc à voir comment se comporte le materiaux.
Si il ne supporte pas le vide en bas, une pompe a vide, son énergie et son parachuteporté par le 1er ballon augmente progressivement le vide dans la sphère en aérogel à mesure qu'elle monte et que la pression atmosphérique diminue, à la limite de la résistance de l'aérogel.
une fusée low coast à 2 étages
On est pas obligé de faire de l'ultravide, seule la portance compte !
Salut,
Donc, si je comprend bien, tu veux remplacer la paroi d'un ballon (ou de tout autre objet de ce type) par de l'aérogel (et éventuellement ne pas le remplir avec un gaz léger mais faire le vide).
Mais pourquoi de l'aérogel ???? Pourquoi pas un matériau à la fois léger et résistant (composite, fibres de carbones,...) ? Après-tout, ce qui compte pour la paroi c'est le rapport résistance/densité. As-tu une raison particulière pour choisir l'aérogel ???
Mais je ne suis pas sûr qu'un tel matériau existe pour fabriquer un "ballon" de grande taille. La pression atmosphérique c'est quand même 1 kilogramme par centimètre carré !
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Donc selon toi, et éventuellement les autres la résistances n'est pas au rendez-vous ?
Je ne sais pas. Je me pose la question.
Je ne suis pas vraiment expert (ni théorique ni pratique) en les matériaux comme les composites, les fibres de carbones, les aérogel et consort.
Une autre idée : si le matériau n'est pas assez résistant, il pourrait être renforcé par de très fines tiges d'un alliage léger mais résistant (tiges placée comme des diamètres dans une sphère ou des tiges courbes dans la paroi elle-même).
Mais est-ce suffisant ? Je ne sais pas.
Il faut aussi des matériaux résistants aux conditions pénibles là haut (température dans la thermosphère et rayonnements dans l'ionosphère).
L'idée de Xoxopixo et Eaupure de larguer un tel objet lorsque l'on est en haute altitude avec une pression plus faible me semble très bonne. Plus besoin d'une grande résistance (mais il faudrait faire le vide dedans quand on serait à cette altitude). Mais, bon, si c'est juste pour gagner un peu d'altitude (les ballons sondes vont déjà très haut) pour un coût exorbitant.... le jeu n'en vaut peut-être pas la chandelle.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
avec un composite , 2 parois en fibre de charbonne séparé par de l'aérogel ça fait voute et c'est léger
Oui et non, je pensais plutôt à faire le vide avant lancement.
On est d'accord que du coup le "ballon" ou toute autre structure serait "ratatinée" en bas à 1 atmosphère, mais il pourrait se déplier lorsque l'atmosphère exterieur diminue, donc à haute altitude.
Si la structure etait passive lors du dépliement celà n'aurait pas d'interet, mais si la structure "sous tension", compressée en bas exercerait une force permettant donc un petit volume suplémentaire.
Ce qui équivaut à "faire le vide" en altitude, on pourrait je pense gagner un peu en hauteur.
Mais pas beaucoup je pense.
Effectivement, c'est une idée.
Mais qui coûte cher au niveau poids, le ballon devrait être très grand pour rendre ce poids suplémentaire négligeable, ce qui pose le problème de la flexion de ces tiges.
Le problème de fond du ballon c'est d'arriver à produire une force permettant d'étendre un volume avec le minimum de matière.
Si on fait le vide très poussé, comment produire la force interne qui contrebalance la pression exterieur sans gaz ?
Ce n'est pas possible avec très peu de molecules de gaz.
La méthode pour que le gaz produise une force (une pression) est de le chauffer.
Chauffer le vide est assez inutile.
Avec la même quantité de matière (poids) on produit une pression par l'effet cinétique des molécules de gaz sur la paroi du ballon.
Un ballon rigide (dont la force de resistance augmente avec l'étirement) n'est, selon cette méthode, pas une bonne chose, puisque sa paroi, par les forces de cohésion du materiaux, contre la force de pression interne.
L'ideal à mon avis, c'est d'avoir un ballon n'opposant aucune resistance à la pression interne (capable de se gonfler sans resistance), resistant à la "chaleur", qui est "gonflé" par une certaine quantité de molécules en mouvement sous l'agitation thermique.
Concernant ce "ballon idéal", le choix du contenu, léger ou lourd, n'est pas trivial, doit être calculé selon le point de vue de l'énergie cinétique amenant au "gonflement" du ballon sous l'effet des chocs.
Pv=nRt certes, donc on peut en déduire qu'un gaz doit être le plus léger possible.
D'où l'interet de l'helium.
Mais ceci n'est valable que pour l'état gazeux de la matière.
Qu'en serait-il d'un plasma ?
Comme la foudre en boule (composées de nanoparticules, "nuages" très légers).
(Chaud le ballon)
On est 2 mais ton idée, je vais y venir et l'idée d'eaupure et de Cocopico sont intéressantes !
Et pourquoi ne pas faire l'expérience avec d'abord seulement l'aérogel ? A ma connaissance rien n'a jamais été sustenté par du vide ... non ?Une autre idée : si le matériau n'est pas assez résistant, il pourrait être renforcé par de très fines tiges d'un alliage léger mais résistant (tiges placée comme des diamètres dans une sphère ou des tiges courbes dans la paroi elle-même).
Moua non plusMais est-ce suffisant ? Je ne sais pas.hum voyons ...
ça c'est brûler les étapes et ne concerne que l'optimisation, faisons l'expérience et voyons si ça vole !Il faut aussi des matériaux résistants aux conditions pénibles là haut (température dans la thermosphère et rayonnements dans l'ionosphère).
Le but dans un premier temps est de savoir si ça vole et combien ça soulève !L'idée de Xoxopixo et Eaupure de larguer un tel objet lorsque l'on est en haute altitude avec une pression plus faible me semble très bonne. Plus besoin d'une grande résistance (mais il faudrait faire le vide dedans quand on serait à cette altitude). Mais, bon, si c'est juste pour gagner un peu d'altitude (les ballons sondes vont déjà très haut) pour un coût exorbitant.... le jeu n'en vaut peut-être pas la chandelle.
Bonjour,
Le problème c'est que plus la sphère est grande et plus la voute est faible donc il faut augmenter son épaisseur ce qui augmente le poids, il faudrait savoir quel est le rapport entre le rayon de la sphère et l'épaisseur du matériaux composite aérogel/fibre de carbone.
L'aérogel travaillant en compression et les fibre de carbone en traction comme dans le béton armé
Je tente :
Volume sphère creuse :
épaisseur :
On remplace :
<=>
<=>
<=>
<=>
Donc c'est impossible ai-je fait une erreur ?
Il n'y a pas d'erreur, mais que voulez vous calculer : vous avez écrit le volume de matière d'épaisseur e entre le rayon intérieur et le rayon extérieur.
Volume sphère creuse :
épaisseur :
<=>
Donc c'est impossible ai-je fait une erreur ?
Si vous égalez cette quantité à zéro ? vous obtiendrez comme seule solution évidente e = 0
Il est normal qu'il n'y a pas d'autre racine réelles.
Comprendre c'est être capable de faire.
Merci Phys4 mais c'est bien ce que je voulais calculer : à savoir le volume de matière contenue dans l'épaisseur !? C'est trop vague il faut que je refasse un calcul rénal et puis après tout ne nous en privons pas tout cela est du vide ....
Alors, salut à tous, est-ce que cette inéquation vaut son pesant d'or :
@ +
Bonjour et bravo arxiv
Mais argent car pour l'or il faut trouver l'équation e=....
et pour le platine ec1+e+ec2 = avec ecn= fibre de carbone sur les 2 faces de l'aérogel
Re,
Est-ce que ça se simplifie ?
j'aime bien cette discussion de louf, je me suis toujours demandé pourquoi il n'y en avait pas plus sur futura. Bon un truc qui m'est passé par la tête pour ce type de problème:
Si un matériau cède, il cède en fait sous la différence de pression entre un côté de la paroi et l'autre, ma "solution" serait de mettre des parois en mille feuille de matériau résistant et de gaz à diverses pressions réglables par un système type ressort (semblable à ce qui se passe avec un détendeur).
Par exemple j'ai du vide, une fine couche de métal, du gaz à 10^-1 atm, du métal, du gaz à 2*10^-1 atm, du métal, du gaz à 3*10^-1 atm etc etc.
Merci kalish de t'intéresser !
J'ai effectué un petit calcul en prenant R = 10 cm
e = 1 cm
J'obtiens : -986.836 mg < 0 donc avec un vide primaire pour éviter les contraintes et une sphère d'aérogel d'environ 1 dm3 de 1 cm d'épaisseur ça devrait le faire, on soulève 1 g !
@ +
Salut, quelques petits problèmes d'équation : un coefficient " a sauté :
Est-ce que ça se simplifie ?
Une bonne simplification serait de poser
Un vide primaire ne diminue pas de façon significative la pression sur la paroi : 1 atmosphère ou 999/1000 d'atmosphère ???
Je trouve 1621 mg, je néglige la densité du (vide) ce qui ne change rien au résultat. Soit 5026 - 3405 mg
J'ai effectué un petit calcul en prenant R = 10 cm
e = 1 cm
J'obtiens : -986.836 mg < 0 donc avec un vide primaire pour éviter les contraintes et une sphère d'aérogel d'environ 1 dm3 de 1 cm d'épaisseur ça devrait le faire, on soulève 1 g !
A bientôt.
Comprendre c'est être capable de faire.
Merci phys4 effectivement il y a un 3 qui à sauter ! Mais même en prenant
Allons y doucement sans formule compliquée :Merci phys4 effectivement il y a un 3 qui à sauter ! Mais même en prenant
Poussée d'Archimède :
4 . pi. 103 .1.2/3 = 5026 mg
Masse de la cavité sphérique entre les sphères de 10cm et 9 cm
4 . pi . (103 - 93) 3/3 = 3405 mg
Vu ? où est l'erreur?
Comprendre c'est être capable de faire.
L'erreur est un peu la mienne, mais je pense que tu ne prends pas en compte le volume de vide, même si c'est du vide, ça a toute son importance dans le dispositif !
