Die Hydrolock - Wie baut man ein Tiefsee-Andocksystem?

Wie baut man ein Andocksystem bei Tiefseedruck? Beispiel eine Challenger Deep Sea Base bei 10.000 Metern Meerwasser oder etwa 1.000 Atmosphären?

Wie halten Sie die Menschen in dieser Tiefe am Leben? Dies hat einen ziemlich großen Einfluss darauf, wie eine Verbindung funktionieren kann.
Siehe meinen Kommentar zu Nosajimikis Kommentar unten. Eine mehrstufige Schlosskette reduziert den Engineering-Aufwand ganz erheblich.

Antworten (2)

Ich habe an diesem Gedankenproblem gearbeitet, wie man ein Andocksystem für Tiefseebasen erstellt. Es ist nicht so einfach, wie man ursprünglich denken könnte, denn das System muss:

  1. Behalten Sie die Rumpfintegrität die ganze Zeit bei.
  2. Übertragung zwischen extremen Druckunterschieden, während:
  3. - keine Pumpen haben, die dazu in der Lage sind.
  4. Die maximale Pumptiefe beträgt derzeit 5.500 Meter. Und das stößt an die Grenzen von 100 Jahren Entwicklung.

Unterm Strich können Sie sich also nicht einfach aus dem Problem herauspumpen wie in einer normalen Luftschleuse, die Gas von einem Druck auf einen anderen Druck überträgt, normalerweise zwischen 0 atm und 0,3 atm (oder 0 psi bis etwa 5 psi). Und Sie können das Gas daher nicht unter Druck setzen, sodass die Luftschleuse kein geschlossenes System mit Drucktanks sein kann.

Nachdem wir also die Hürden erwähnt haben, hier ist der grundlegende Denkprozess bisher.

  1. Haben Sie zwei Druckkörper, die in der Lage sind, 1 atm bei 1000 atm (10.000 Meter Meerwasser) aufrechtzuerhalten.
  2. Lassen Sie einen dieser Rümpfe Wasser enthalten.
  3. Übertragen Sie Wasser zwischen diesen Hüllen, um ein relativ inkompressibles Material von einer Hülle auf die andere zu übertragen.
  4. Gleichen Sie den Druck zwischen dem Wasser enthaltenden Rumpf und dem Umgebungsdruck aus, damit die Luke entfernt werden kann.
  5. Docken Sie einen weiteren Druckkörper an die entfernte Luke an.
  6. Gleichen Sie die Drücke erneut aus, zurück auf 1 atm.
  7. Entfernen Sie das Wasser vom Andockrumpf zum Wassertank.

Ich nenne das einen "Hydrolock". Im Prinzip funktioniert es ähnlich wie ein Torpedorohr. Die Druckkörper werden an den Nähten (wo die Kugeln aufeinander treffen) massiv beansprucht. Ich bin mir nicht sicher, ob diese Nähte reißen oder undicht werden würden.

Versiegelungen werden durch Metall-auf-Metall-Kontakt gebildet, daher glaube ich, dass die größere exponierte Oberfläche eine starke Metall-auf-Metall-Versiegelung an den Nähten aufrechterhalten wird, da die Nähte eine sehr kleine Menge der Gesamtoberfläche darstellen.

Grundlagen von Hydrolock

Wirtschaftsingenieure verwendeten häufig abgestufte Pumpsysteme, um hohe Druckgrenzen zu überwinden. Das Pumpen von 100 atm auf 200 atm hat ungefähr den gleichen Widerstand wie das Steigen von 1 atm auf 100 atm. Wenn Sie also ein inkrementelles System von 10-15 Lufttanks entwerfen, die mit Kompressoren zwischen jedem Tank verkettet sind, können Sie diese Drücke gut erreichen ... zumindest aus Pumpperspektive. Ein 1000-atm-Lufttank ist möglicherweise schwieriger zu bekommen
@ Nosajimikis Gedanken sind hier gut. Ich denke, dass die Verwendung einer Kette von Schlössern das Problem des extremen Drucks lösen könnte. Es wäre ein langsameres Ergebnis, aber viel einfacher, eine Katastrophe abzuwenden. In vielerlei Hinsicht ähnlich wie beim Anheben und Absenken von Passagen über Berge für Kanalschleusen: Verwenden Sie viele, nicht eine. Ich würde mich viel wohler fühlen, wenn ich in einer mehrstufigen abgeschlossenen Umgebung lebe!

Moonpool.

Moonpool

https://en.wikipedia.org/wiki/Moon_pool

Ein Mondbecken ist ein Merkmal von Meeresbohrplattformen, Bohrschiffen und Tauchunterstützungsschiffen, einigen Meeresforschungs- und Unterwassererkundungs- oder Forschungsschiffen sowie Unterwasserlebensräumen, in denen es auch als nasse Veranda bekannt ist. Es ist eine Öffnung im Boden oder der Basis des Rumpfes, der Plattform oder der Kammer, die Zugang zum darunter liegenden Wasser bietet und es Technikern oder Forschern ermöglicht, Werkzeuge und Instrumente ins Meer zu senken ... Ein Mondbecken ermöglicht es auch Tauchern oder kleinen Tauchbooten das Wasser leicht und in einer geschützteren Umgebung betreten oder verlassen.

Keine beweglichen Teile. Moonpools funktionieren. Die einzige knifflige Sache ist, dass der atmosphärische Druck des Gases über dem Wasser gleich dem des Wassers sein muss, oder das Wasser wird durch das Mondbecken aufsteigen und das Gas komprimieren. Hochdruckgas in einem Habitat zu haben, ist auch einfacher für das Habitat, weil es es bruchfester macht.
1000 Atmosphären ist ziemlich hoch. Möglicherweise müssen Sie Ihren Moon-Pool-Raum unter Druck setzen, eintreten, die Luke schließen und dann den Moon-Pool-Raum drucklos machen, um Ihre Atmosphäre zurück in Kanister zu pumpen.

Wenn Ihr Fahrzeug zu groß ist, um durch das Mondbecken zu passen, stecken Sie einen Teil davon durch das Mondbecken und steigen Sie aus.

Wenn es sich um einen Science-Fiction-Horror handelt, können auch Monster durch den Mondpool auftauchen. Gut, dass du eine Luke hast. Hast du die Luke geschlossen?

Dies funktioniert nur, wenn der Luftdruck gleich dem Wasserdruck ist, und Menschen können bei diesem Druck keine Luft atmen.
@ John Danke John, einverstanden. Wenn jemand mehr Ausarbeitung wünscht, lautet die grundlegende Faustregel, dass eine Person nicht mehr als ~ 2 atm Sauerstoffpartialdruck atmen kann. Du wirst einen Anfall bekommen. Sauerstofftoxizität genannt. Es gibt noch ein weiteres Problem mit Moonpools. Sie sind nicht einmal effektiv, wenn Sie Gasmischungen benötigen, da die Gasaustauschrate durch einen Mondpool SEHR HOCH ist. Das heißt, wenn Sie eine Heliummischung hätten, würden Sie in kurzer Zeit fast Ihr gesamtes Helium verlieren.
@IDNeon, John, alle anderen: Das Willk-Habitat hat eine Luke über dem Mondbecken. Monster, weißt du. Verlieren Sie auch Ihr Helium. Passen Sie auch den atmosphärischen Druck im Inneren an, nachdem das Tauchboot durchgekrochen ist. Jetzt, da wir das geklärt haben, lassen Sie die Upvotes fließen!