Электромагнит Купера из фильма "Супер 8" для сборки корабля - можно ли его собрать в реальности?
Купер — второстепенный антагонист научно-фантастического приключенческого триллера 2011 года «Супер 8».
Купер — гуманоидный инопланетянин с неизвестной планеты. Он намного более развит и умён по сравнению с людьми, использует передовые технологии для построения собственного корабля, который позволяет перемещаться в космосе. super8.fandom.com
Некоторые характеристики Купера:
Рост — до 12 футов.
Шесть конечностей.
Серая кожа с белыми полосами.
Вторичные мембраноподобные веки, которые прикрывают настоящие глаза.
Предыстория: в 1958 году Купер совершил аварийную посадку на Земле и был схвачен военными. Его поместили в камеру предварительного заключения для наблюдения и под опеку доктора Томаса Вудворда. В 1979 году Купера перевезли на другую военную базу под командованием полковника Нелека, расположенную недалеко от Лиллиан, штат Огайо. Однако по пути на базу поезд потерпел крушение, что позволило Куперу сбежать и устроить временное логово под городом. В логове Купер собрал огромный электромагнит используя электрические и механические устройства для получения энергии созданные человеком - ДВС. генераторы, аккумуляторы, микроволновки , а также много проводов чтобы всё это соединить - для того чтобы создать огромный и мощный электромагнит который позволит соединить воедино все его элементы корабля ( кубики),на котором он покинет Землю.
Для упрощения расчётов и прочих технических нюансов будем считать что Купер создал обычный классический электромагнит состоящий из сердечника,катушки, проводов и источника тока.
Всё об электромагнитах и касаемо их расчёта силы притяжения электромагнита можно узнать на ресурсе - https://radioskot.ru/publ/spravochnik/elektromagnity-ustrojs...
Формула подъёмной силы электромагнита здесь - https://radioskot.ru/calc/kalkulyator-podemnoj-sily-elektrom...
По фильму нам известна его подъёмная сила - электромагнит Купера сумел поднять автомобиль кажется это был Олдсмобиль - Кутласс F-85 весом F=1700кг.
Длина автомобиля около 5100мм.
Та самая Сабля из Vice City
Sabre — двухдверный маслкар из игр Grand Theft Auto: Vice City, Grand Theft Auto: San Andreas, Grand Theft Auto: Vice City Stories, Grand Theft Auto IV и её дополнений.
Некоторые характеристики автомобиля Sabre в GTA Vice City:
максимальная скорость — 160 км/ч;
тип двигателя — бензиновый, переднее расположение;
масса — 1700 кг; трансмиссия — задний привод, 4 передачи.
Дизайн Sabre в GTA Vice City напоминает реальный автомобиль Oldsmobile Cutlass 1970 года, но без разделённой пополам радиаторной решётки, с большим багажником и меньшим задним стеклом.
А ещё по фильму можно примерно узнать величину магнитного зазора g - то есть расстояние от башни до автомобиля на парковке который начал примагничиватся.
Расстояние от автомобиля до вершины башни найдём из следующих предпосылок
Сначала найдём горизонтальное расстояние
- расстояние от автомобиля до Джо Лэмба
Найдём его методом пропорции - на экране монитора 24 дюйма при развёрнутом режиме окна длина автомобиля в кадре 15см при расстоянии от монитора 1м. Зная длину авто в реальности методом пропорции можно узнать расстояние от авто до Джо Лэмба.
если 15см это 1м . то 510см это (510см)/15см*1м= 34м.
- далее герои стоят по диагонали от водонапорной башни
ГГ стоят почти на перерсечении Фергюсон-авеню и Мэйн-стрит
Расстояние трудно точно определить. НО! Я нашёл место съёмок! А всё благодаря вывеске аптеки инфе о фильме!
Фильм был снят в городе Уиртон штата Западная Виргиния.Обратите внимание на вывеску аптеки слева! "Pennway pharmacy"
«Penn-Way Pharmacy» — аптека в городе Уиртон (Западная Виргиния, США).
Адрес: 3159 Main St, Уиртон, WV 26062. directmap.usnpino.com
Тоже место только в натуре)))
Аптека рядом с башней по фильму и она же по факту
А место где была Водонапорная башня пустое!!!!!!
От Фергюсон -авеню до места где была башня примерно - 230 футов = 70м.
Башня современных поколений имеет высоту около 155футов или 155*0,3048м =47,24м
Итого расстояние на котором электрмоагнит в водонапорной башне притянул автомобиль : это 34+70=104м по горизонтали и 47м по вертикали, расстояние по диагонали будет около 110м.
По итогу - g=110м
Площадь полюса А тоже примерно известна. Купер использовал сферическую ёмкость на башне как поверхность с большой площадью.
Водонапорка в Кноксвилле
Диаметр ёмкости можно узнать в сравнении с шириной стремянки - масштабируя размер. Стремянка по наружной части имеет размер около 700мм. Тогда ёмкость ориентировочно имеет диаметр около 12м. Площадь покрытия её будет - А=π х (12м)*2 = 452,4м2
Остаётся неизвестным сила тока I и число витков N.
Купер использовал скорей всего алюминиевые провода, поскольку тырил он их исключительно в районах ИЖС. Чтобы не сгорели провода необходимо соблюдать определённую токовую нагрузку на них. которая зависит от сечения провода. По моему предположению мощность запитки в каждый дом была скорей всего около 12кВт. А значит ток был около 55А с сечением кабеля в 16мм2. Предельная токовая нагрузка на кабель такого сечения - 65А.
Купер скорей всего не мог знать ПУЭ но скорей всего понимал физическую суть процесса - что от силы тока увеличивается и выделение тепла что чревато перегревом материала провода.
Поэтому сделал ставку на большое количество витков при соблюдении предельной величины тока в нём.
Итак что известно об электромагните Купера
Подъёмная сила - F= 1700 кг=17000H
Воздушный зазор - g=110м
Площадь полюса - А=452,4м2
Сила тока - I=55А
Найдём количество витков обмотки -
Как видим на скрине под башней Купер установил источники тока, провода ведут наверх через центральную трубу с лестницей , а саму обмотку катушки он скорей всего намотал уже внутри водонапорной башни.Диаметр бака башни как раз 12м что довольно свободно.
Из 12м диаметра бака башни оставим центральную шахту которая визуально около 1м диаметром, вокруг неё наматывал провода Купер.
Ему для этого понадобилось около -1м * π * 15446 витков = 48525 м провода или 48,525км
масса примерно - 115кг/м*48,525=5580кг.
Вот почему поисчезали провода в городке в таких количествах.
Сколько нужно было энергии Куперу чтобы создать электромагнит ?
Допустим Купер наматывал катушку индуктивности на трубу центральной шахты с лестнице диаметром около 1м.
Высота катушки внутри бака башни диаметром 12м пусть будет 6м на половину высоты бака , количество витков - 15446 витков, материал сердечника - сталь конструкционная.
Кол-во слоёв намотки при диаметре провода 4,5мм - 15446/(6000мм/4,5мм) = 11,6 почти 12.
Подсчитаем индуктивность магнитного поля
Энергия магнитного поля будет - W = (1/2) × L × I², где:
W — энергия магнитного поля (в джоулях, Дж);
L — индуктивность катушки (в генри, Гн);
I — сила тока катушки индуктивности (в амперах, А).
W = (1/2) × L × I²=0,5*14636Гн*(55А)*2= 22 136 950 Дж = 22,14МДж
Учитывая что Купер питал поле неэффективными источниками энергии например ДВС, имеющими КПД около 25%, то энергия подаваемая должна быть около
W = 22,14МДж / 0,25= 88,56 Мдж ,или по другому говоря ...
Мощность потребляемая электромагнитом составляет - 88,56 мегаватт!
Сколько движков от машин похитил Купер для электромагнита ???
88,56 мегаватт - это 120408 лошадиных сил.
По данным журнала - https://quto.ru/journal/articles/kak-menyalas-srednyaya-mosh...
С 1970 по 1980 год среднее падение мощности составило около 22%, в результате чего средняя мощность автомобиля 1970-х годов составляла около 96 л.с.
Тогда получаем Купер украл в среднем - 120408лс/96лс = 1254 двигателя!
При этом колоссальное напряжение в сети было бы около 88 560 000 Вт/55А = 1610181= 1610кВ
Итого что получается -
для создания электромагнита который смог бы собрать космический корабль, и который мог бы поднять в воздух и примагнитить легковой автомобиль массой 1700кг на расстоянии 110метров нужно :
- 48525 метров алюминиевых проводов сечением 16мм2
- 88,56 мВт энергии или 1254 двигателя мощностью около 96 лс.
- водонапорная башня с диаметром бака 12м
- стальной сердечник из трубы диаметром 1м и длиной 6м
