Какая связь между геодезическими планерами и геодезическими кривыми?

Это, конечно, вопрос новичка, но я нигде не могу найти ответ.

На странице Википедии, посвященной геодезическим , говорится, что это кратчайший путь между двумя точками на геометрическом объекте (поверхность, многообразие,...). В нем также упоминаются геодезические планеры как реальное приложение. Однако связанная страница о геодезических планерах , похоже, не имеет отношения к геодезическим кривым. В основном речь идет о структуре, состоящей из треугольников или других многоугольников. Связанный с этим вопрос , объясняющий, почему геодезические рамки больше не используются, отвечает только с этой точки зрения.

Отсюда мой вопрос: связаны ли геодезические системы координат с геодезическими кривыми? Если да, то каким образом?

Моя интуиция подсказывает, что геодезические кривые используются для проектирования формы «идеальной» системы отсчета (с учетом некоторых ограничений), и что многоугольная структура является аппроксимацией этой идеальной формы.

См. также Фонд Барнса Уоллиса и это объяснение : « Две геодезические дуги пересекаются на искривленной поверхности [фюзеляже] таким образом, что нагрузка на каждую компенсируется » .
GIF из вики Geodesic Dome также состоит из полигонов, поэтому я не использую, если это обязательно приближение.
Я скептически отношусь к тому, что между ними существует какая-либо реальная связь. «Геодезическая» или «геодезическая» в смысле кривой минимальной длины имеет многовековую историю. Слово «геодезические купола» используется Бакминстером Фуллером ок. 1953. Фуллер был саморекламным типом, который любил придумывать захватывающие слова, такие как «димаксион» и «тенсегрити». Он разработал «автомобиль димаксион» и т. д. На сфере геодезическая — это большой круг. Прототип геодезического купола Фуллера представляет собой икосаэдр, в котором нет больших кругов.

Ответы (1)

Прежде чем ответить на вопросы, давайте попробуем понять, насколько просто понятие геодезической. В планарном строительстве мы используем решетки для придания жесткости конструкции, например, ферме:

введите описание изображения здесь

Конструкция состоит из прямых сегментов, которые не деформируются при приложении осевых усилий. Если перейти от плоскости к произвольной криволинейной поверхности, то можно сделать нечто подобное, но место прямых линий займут геодезические (фактически линия является геодезической для плоскости).

Идея геодезической конструкции заключается в том, что ее жесткость достигается за счет сегментов на поверхности фермы, а внутренний объем остается пустым и доступным для других целей.


Какая связь между геодезическими планерами и геодезическими кривыми?

Связаны ли геодезические системы координат с геодезическими кривыми? Если да, то каким образом?


Геодезические планеры действительно представляют собой конструкции, сделанные из геодезических материалов, метод, впервые примененный в авиации Барнсом Уоллисом . Из Фонда Барнса Уоллиса и статьи « Геодезический дизайн самолетов» :

Геодезический (или геодезический) планер использует пространственный каркас, образованный из спирально пересекающихся корзинчатых переплетений несущих элементов. Благодаря тому, что геодезические кривые образуют две спирали под прямым углом друг к другу, элементы стали поддерживать друг друга таким образом, что скручивающая нагрузка на каждый уравновешивает нагрузку на другой. Помимо того, что он был сравнительно легким и прочным, тот факт, что вся геодезическая конструкция находилась во внешней части планера, означал, что центр представлял собой большое пустое пространство, готовое принять полезную нагрузку или топливо.

введите описание изображения здесь
Крупный план геодезической структуры, спроектированной Барнсом Уоллисом ( источник )

введите описание изображения здесь
Vickers Wellington в стадии строительства ( источник )


[ Статья в Википедии ], похоже, не имеет отношения к геодезическим кривым. В основном речь идет о структуре, состоящей из треугольников или других многоугольников.


Геодезические – кривые линии. Использование 2 или 3 геодезических на замкнутой поверхности создает повторяющиеся и симметричные изогнутые многоугольники, например изогнутые треугольники и изогнутые ромбы. При условии, что опорные геодезические расположены под таким углом, что « крутящая нагрузка на каждую компенсирует нагрузку на другую », результирующая геометрия принадлежит к семейству геодезического моделирования.

Является ли фактическая конструкция приближением к идеальной модели — это другая инженерно-стоимостная проблема. Это связано с фактической компенсацией скручивающих нагрузок после аппроксимации и влиянием остаточных нагрузок на конструкцию. Эта остаточная нагрузка потенциально может быть поглощена дополнительным инженерным устройством, если это необходимо. Этот купол состоит только из прямых сегментов, треугольники плоские.

введите описание изображения здесь
Геодезический купол на Южнополярной станции Амундсен-Скотт работы Эрни Мастроянни ( источник )