Воздушные шлюзы в космосе разгерметизируются так сильно, как в фильмах?

Далее следует стандартная сцена: хорошие парни наконец захватили врагов и держат их в шлюзовой камере на космическом корабле. Нажимается кнопка, и они вылетают, движимые потоком воздуха, движущимся из зоны повышенного давления в зону гораздо меньшего давления (пространство).

Вот мой вопрос: если люди не сразу декомпрессируют , то почему шлюзы делают это в фильмах? Если воздух движется за счет расширения, чтобы уменьшить давление, то почему бы человеческому телу не делать то же самое?

Напомним, что человеческое тело не газообразно. ;-)
Для шлюза это зависит от того, насколько внезапно воздух будет выпущен. Люди состоят из большого количества мышц, жира, костей и т. д., плюс жидкая плазма в достаточно прочных трубках, плюс воздух в легких. Если они не попытаются задержать дыхание, декомпрессировать будет нечего.
@Wouter Газ расширяется в космосе, потому что молекулы отскакивают друг от друга, верно? Чем это будет отличаться от твердого тела? Это просто потому, что газ не скреплен плотно (чтобы он мог двигаться более свободно)?
Атомы в твердом теле связаны друг с другом, так что им нужна энергия, чтобы разъединиться. Атомы в газе могут свободно подпрыгивать, так они и делают.
Атомы в твердых телах связаны, и, поскольку ваше тело в какой-то степени представляет собой твердую оболочку, оно какое-то время может выдерживать градиенты давления. В газе атомы могут свободно перемещаться (и довольно быстро при достаточно высоких температурах). Эмилио действительно возражает против части «жестокого отбрасывания людей»: молекулы воздуха могут расширяться с высокой скоростью, но можно задаться вопросом, обладают ли они достаточным импульсом, чтобы отбрасывать людей вот так. Конечно, если бы вы сначала добавили больше воздуха в шлюзовую камеру, а затем заставили бы ее внезапно открыться, вы, вероятно, смогли бы воспроизвести результаты.

Ответы (2)

Люди не сразу сжимаются, потому что тело в большей или меньшей степени является сосудом под давлением. Это не очень хороший сосуд высокого давления для работы с вакуумом, но хоть что-то. Сопротивление вашего тела давлению позволяет вам делать такие вещи, как распыление телесных жидкостей (изо рта, мочевого пузыря или артерий). Когда моя жена рожала с моим сыном, один из датчиков, следивших за ней, сообщал о внутреннем давлении во время ее схваток в паскалях (хотя вам придется найти акушера, чтобы сказать вам, каково типичное давление при сокращении матки, потому что я в основном обращая внимание на другие вещи в то время).

Газы не имеют этого ограничения. Азот и кислород при комнатной температуре имеют средние молекулярные скорости, следующие

1 2 м в 2 знак равно 3 2 к Т в с знак равно 3 к Т м с 2 ≈ 3 ⋅ 25 м е В 30 грамм е В в ≈ 1,5 × 10 − 6 с ≈ 450 м / с ≈ 1000 м п час
Когда вы сбрасываете давление в объеме газа при комнатной температуре, это средняя скорость газа, который движется в вакууме. Если вы сбрасываете давление в шлюзовой камере, пропуская воздух через 2-метровое 2 дверной проем, у вас есть большой импульс, чтобы нести вещи вместе с вами.

Эмилио Писанти в комментарии приводит хороший пример: если ваш шлюз размером с ванную комнату (~ 20 м 3 ) и быстро разгерметизируется, так что весь воздух "внезапно" удаляется от двери с тепловой скоростью, импульс воздуха сравним с импульсом автомобиля. У вас хорошая интуиция насчет того, что значит быть сбитым машиной (подсказка: это отстой, даже на низкой скорости); быть выброшенным за дверь шлюза — вполне правдоподобный исход, но не бесспорный. Имейте в виду, если вы начнете считать, что доступная кинетическая энергия, п 2 / 2 м , возрастет, если вы возьмете импульс автомобильного столкновения и поместите его в несколько килограммов воздуха.

Обратите внимание, что в настоящем воздушном шлюзе вы будете менять давление медленно . Если бы вы были на космическом корабле, где воздух был ценным ресурсом, вы, вероятно, даже закачивали бы воздух из шлюза в космический корабль, а не выбрасывали его.

Хм. Это сложное сравнение, но воздух в STP имеет около килограмма на кубический метр, поэтому у вас будет всего несколько килограммов вещества, и только небольшая его часть действительно будет придавать импульс вещам и/или людям, попавшим в ловушку. поток. Он движется довольно быстро, но если есть, скажем, 20 кг воздуха, то общий импульс будет примерно таким же, как у 1-тонного автомобиля, движущегося со скоростью 20 миль в час = 30 км в час, что является большим, но не огромным количеством импульса. Отправка кого-то в полет с такой скоростью занимает около 10%, что больше, чем я ожидаю от стремительного воздуха.
Итак, если я правильно понял, в двух словах вы имеете в виду, что они сдуваются огромной силой, исходящей от рассеивающегося воздуха, до того, как давление «утечек» в человеческом теле возымеет какой-либо эффект?
@New_new_newbie Да. Время, необходимое для того, чтобы весь воздух покинул шлюз, будет сравнимо со временем, которое требуется молекуле воздуха, чтобы пройти через шлюз, намного меньше секунды; по-видимому, требуются десятки секунд, чтобы изменения давления действительно повлияли на тело.

Тогда почему шлюзы делают это в фильмах?

Хороший вопрос. Почему у космических кораблей в фильмах есть крылья? Почему в научно-фантастических фильмах продюсеры используют всякую нефизическую чепуху?

Ответ на эти вопросы прост: потому что они создают такие крутые спецэффекты. Не принимайте за реальность то, что вы видите в плохом научно-фантастическом фильме.

Настоящие шлюзы в настоящее время работают очень медленно. Максимально возможное количество воздуха закачивается в резервуар перед открытием внешнего замка. Воздух, по-видимому, по-прежнему будет ценным ресурсом, когда/если космические путешествия станут обычным явлением. Зачем тратить этот ресурс?

Разница давлений внутри и снаружи может заблокировать дверь отсека отсека, препятствуя открытию двери до тех пор, пока хотя бы часть газа не будет удалена из шлюза.

Это как бы обходит стороной вопрос о том, что произойдет, если вы вдруг откроете шлюз космического корабля, что, я думаю, является ключевой частью ОП.
За исключением того, что вы не можете . Вопрос ОП был аэрокосмическим инженерным эквивалентом вопроса типа «Что, по законам физики, произойдет, если законы физики неверны?»
Совсем не то, что я сказал. Я спросил, почему в фильмах воздух вырывается из шлюзов . Я никогда не спрашивал о сценарии о том, как вы можете заставить воздух выходить из шлюза с сумасшедшей скоростью, или о какой-либо подобной чепухе, чтобы предположить, что я спрашивал о лицемерной ситуации.
Что касается «тогда почему шлюзы делают это в фильмах?» Я не спрашивал, какова цель, я искал подтверждение того, что это нереально.
Большинство космических аппаратов в фильмах также летают в атмосфере, так что крылья не так уж нелепы. (Ну, кроме того факта, что аэродинамика многих из этих автомобилей ужасна.)
Воздушные шлюзы в космосе разгерметизируются так сильно, как в фильмах?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v