Космический лифт
Полезная модель относится к средствам для перемещения объектов в космическом пространстве. Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства. Полезная модель реализуется следующим образом. В космическом пространстве размещают космический лифт. Размещают, по крайней мере, два средства для поддержания пространственного положения (станции) 12 и закрепляют концы троса 5 на станциях. Концы троса 5 закрепляют первыми средствами крепления 4 расположенными на каждой станции. Далее приводят в действие средство для поддержания пространственного положения (станцию) 12. Для приведения в действие средства для поддержания пространственного положения (станции) 12 на блок управления поступает сигнал от спутника (или пользователь сам приводит в движение устройство, например нажатием соответствующих кнопок на блоке управления) на включение двигателей 8. При включении двигателей 8 происходит забор рабочего тела из резервуара для рабочего тела 7. Далее рабочее тело 7 сгорает в двигателе 8. Рабочее тело 7 сгорает, образуя отработанный газ, который выходит из двигателя 8 с большой скоростью, создавая реактивную струю. Средство для поддержания пространственного положения (станция) 12 перемещается в космическом пространстве. Средство для поддержания пространственного положения (станция) 12, перемещаясь в космическом пространстве, натягивает трос 5.
Область техники
Полезная модель относится к средствам для перемещения объектов в космическом пространстве.
Уровень техники
Известно устройство космический лифт для выведения грузов на планетарную орбиту или за ее пределы http:// ru.wikipedia.org/wiki/Космический_лифт.
В состав известного устройства входят трос, подъемники, противовес. Трос должен быть изготовлен из материала с чрезвычайно высоким отношением растяжимости (предела прочности на разрыв) к плотности. Могут использоваться подъемники на плоских тросах, с движущимися спицами с крючками на пластинах, роликами с выдвижными крючками. В качестве противовеса используется тяжелый объект (например, астероид) или продолжения самого троса на значительное расстояние за геостационарную орбиту.
Недостатками известного технического решения является недостаточная надежность устройства.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства.
Поставленная цель достигается за счет того, что в космическом лифте, содержащем трос, не менее двух устройств для поддержания пространственного положения, первые средства крепления, второе средство крепления, причем каждое устройство для поддержания пространственного положения закреплено на тросе посредством соответствующего первого средства крепления, по крайней мере два устройства для поддержания пространственного положения закреплены на соответствующих концах троса, второе средство крепления закреплено на тросе.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами (фиг.1-7), где изображены космический лифт и его отдельные элементы. На фиг.1 изображена принципиальная схема одной секции средства передвижения в космическом пространстве, фиг.2 - общая схема, фиг.3 - точка - однолинейная четырехнитевая с подвижной нитью, фиг.4 - точка - многолинейная многонитевая, фиг.5 - устройство реализующее способ перемещения методом упругого толчка, фиг.6 - вариант космической станции, фиг.7 - средство натяжения.
Раскрытие полезной модели
На чертеже обозначены: корпус 1, третье средство крепления 2, источник электропитания (энергии) 3, первое средство крепления 4, трос 5, второе средство крепления 6, резервуар для рабочего тела 7, двигатель 8, блок управления 9,, область вероятного нахождения точки (станции) 10, средства ориентации станций и натяжения линий 11, средство для поддержания пространственного положения 12, тянущее устройство 13, перемещаемая эллиптическая система 14, груз 15, первая линия 16, вторая линия 17, третья линия 18, четвертая линия 19, узлы крепления 20 параллельные нити линии 21, затвор 22, переход 23, кладовка 24, штанга 25, центр конструкции 26, жилой отсек 27, Земля 28, средство натяжения 29, Луна 30.
Основными элементами устройства являются средство для поддержания пространственного положения (станция) 12, трос 5 и второе средство крепления 6 (фиг.1).
Средство для поддержания пространственного положения (станция) 12 представляет собой устройство, состоящее из корпуса 1, источника электропитания (энергии) 3, резервуара для рабочего тела 7, блока управления 9 и двигателя 8.
Корпус 1 может быть выполнен различной формы. Корпус 1 может состоять из дна, стенок и крышки. На схеме устройства корпус 1 изображен прямоугольной формы.
Источник электропитания (энергии) 3 представляет собой преобразователь энергии в виде одного или нескольких элементов питания, не имеющий движущихся частей. В качестве источника электропитания 3 могут применяться химические источники тока, солнечные батареи или ядерные источники тока.
Резервуар для рабочего тела 7 (в качестве рабочего тела может использоваться газ, газо-воздушная смесь, сжиженный газ или любое другое вещество, являющееся источником энергии или служащее для ее преобразования) представляет собой емкость для хранения рабочего тела. Резервуар для рабочего тела 7 может быть выполнен цилиндрическим, призматическим или сферическим. Резервуар для рабочего тела 7 может быть оборудован предохранительными клапанами, арматурой или приемо-раздаточными устройствами. Арматура и приемо-раздаточное устройство предназначены для подвода рабочего тела в двигатель.
Блок управления 9 может представлять собой микросхему или процессор с ячейками памяти, в которые записана программа управления элементами средства для поддержания пространственного положения 12. Блок управления 9 включает в себя систему для поддержания постоянства пространственного положения 12, в которую могут входить приемники системы навигации, датчик своевременного срабатывания двигателя, исполнительное устройство. Приемники системы навигации могут принимать навигационные сигналы спутников. Датчик своевременного срабатывания двигателя обеспечивает своевременную подачу сигнала о смещении станции от заданного положения к средству для поддержания пространственного положения (станции).
Двигатель 8 выполнен в виде ракетного двигателя, используемого в космическом пространстве. В частном случае, на устройстве установлено несколько двигателей 8.
Элементы в средстве для поддержания пространственного положения (станции) 12 могут быть соединены в корпусе 1 следующим образом, источник электропитания (энергии) 3 соединен с блоком управления 9. Блок управления 9 соединен с двигателем 8. Резервуар для рабочего тела 7 соединен с двигателем 8.
К корпусу 1 устройства для поддержания пространственного положения 12 присоединены первое средство крепления 4 и третье средство крепления 2. Третье средство крепления 2 предназначено для закрепления средства поддержания пространственного положения (станции) 12 на какой-либо поверхности (например, на поверхности Земли 28). Третье средство крепления 2 может представлять собой буровое устройство или якорь, который закрепляется за грунт на поверхности небесного тела. Первое средство крепления 4 предназначено для крепления троса 5 к корпусу 1. Первое средство крепления 4 может представлять собой металлический крюк, к которому может быть привязан трос 5, либо при выполнении троса 5 металлическим, трос 5 может быть приварен к корпусу 1.
На тросе 5 могут быть закреплены вторые средства крепления 6. Вторые средства крепления 6 могут представлять собой магниты или карабины. Магниты или карабины закрепляются на тросе 5 с возможностью обеспечения перемещения вдоль троса 5.
Трос 5 представляет собой витое или крученое канатно-веревочное изделие, выполненное из натуральных или искусственных материалов, также трос может быть выполнен из металла.
В частном случае (фиг.2) устройство может состоять из устройств для поддержания пространственного положения 12, троса 5, средства ориентации станции 11. Устройства для поддержания пространственного положения 12 соединены тросами 5. Конструкция может быть выполнена в виде сетки. Устройства для поддержания пространственного положения 12 могут находиться в области вероятного нахождения. Область вероятного нахождения показывает предел смещения (отклонения от заданной траектории) устройства для поддержания пространственного положения 12, в какую либо сторону. Между устройствами для поддержания пространственного положения 12 могут находиться средства ориентации станции 11 и натяжения троса 5. Средства ориентации станции 11 и натяжения троса 5 могут находиться как на тросе 5, так и на устройстве для поддержания пространственного положения (станции) 12.
На фиг.3 изображены четыре троса 5, которые расположены параллельно друг другу. На каждом тросе расположено по одному тянущему устройству 13. Каждое тянущее устройство 13 соединено с другим тянущим устройством 13 двумя тросами 5, которые расположены перпендикулярно четырем тросам 5. Вся конструкция тянущих устройств 13 и тросов 5 в поперечном сечении выполнена в виде квадрата. Груз 15 может быть установлен на двух тросах 5 из четырех, которые расположены параллельно друг другу. Груз 15 установлен на двух противоположно расположенных тросах 5 на определенном расстоянии от тянущего устройства 13. В состав всей конструкции может входить перемещаемая эллиптическая система 14, которая представляет собой геометрическую фигуру в виде эллипса. Перемещаемая эллиптическая система 14 может быть установлена на двух других противоположно расположенных тросах 5 рядом с грузом 15. Груз 15 и перемещаемая эллиптическая система 14 установлены на четырех тросах 5 таким образом, чтобы при перемещении не создавать помехи друг другу.
В одном из случаев построения космического лифта (фиг.4) в нем могут быть четыре линии (первая линия 16, вторая линия 17, третья линия 18, четвертая линия 19). Каждую из линий образуют три троса 5. Три троса 5 каждой линии соединены одним своим концом с одним узлом крепления 20. Каждый узел крепления 20 соединен с другими узлами крепления 20 двумя другими тросами 5. Узлы крепления 20 и соединяющие их тросы 5 образуют ромб.
На фиг.5 изображены два параллельно расположенных троса 5, между которыми установлена система. Система представляет собой два троса 5, к концу одного из которых присоединен груз 15, а к концу другого присоединен затвор 22. Затвор 22 удерживает груз 15.
Космическая станция (фиг.6) представляет собой летающую конструкцию, в состав которой входит переход 23 в виде кольца. На переходе 23 жестко закреплены две кладовки 24 и жилой отсек 27. Две кладовки 24 и жилой отсек 27 установлены на одинаковом расстоянии друг от друга. Переход 23 обеспечивает перемещение людей из кладовки 24 в жилой отсек 27 и из жилого отсека 27 в другую кладовку 24. В центре всей конструкции расположен реактивный двигатель 8. К реактивному двигателю 8 жестко присоединены три одинаковых штанги 25. Одна из штанг 25 одним концом присоединена к двигателю 8, а другим концом к жилому отсеку 27. Две другие штанги 25 присоединены одним концом к двигателю 8, а другим к каждой из кладовок 24. Вся конструкция вращается по направлению стрелки.
На фиг.7 показаны два средства для поддержания пространственного положения 12. Одно расположено на Луне 30, а другое у Земли 28. К каждому средству для поддержания пространственного положения 12 прикреплено по тросу 5. Один конец троса 5 прикреплен к средству для поддержания пространственного положения 12, а другой конец троса 5 к узлу крепления 20. Узлы крепления 20 прикреплены к двум другим узлам крепления 20 с помощью тросов 5 одинаковых по размеру. К другим узлам крепления 20 прикреплено еще по одному тросу 5. Четыре узла крепления 20 и соединяющие их тросы 5 одинакового размера образуют фигуру в виде ромба.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом. В космическом пространстве размещают космический лифт. Размещают, по крайней мере, два средства для поддержания пространственного положения (станции) 12 и закрепляют концы троса 5 на станциях. Концы троса 5 закрепляют первыми средствами крепления 4 расположенными на каждой станции. Далее приводят в действие средство для поддержания пространственного положения (станцию) 12. Для приведения в действие средства для поддержания пространственного положения (станции) 12 на блок управления поступает сигнал от спутника (или пользователь сам приводит в движение устройство, например нажатием соответствующих кнопок на блоке управления) на включение двигателей 8. При включении двигателей 8 происходит забор рабочего тела из резервуара для рабочего тела 7. Далее рабочее тело 7 сгорает в двигателе 8. Рабочее тело 7 сгорает, образуя отработанный газ, который выходит из двигателя 8 с большой скоростью, создавая реактивную струю. Средство для поддержания пространственного положения (станция) 12 перемещается в космическом пространстве. Средство для поддержания пространственного положения (станция) 12, перемещаясь в космическом пространстве, натягивает трос 5.
В случае смещения из заданной области расположения средства для поддержания пространственного положения (станции) 12 прилагается воздействие для его возвращения. При смещении от заданного направления средства для поддержания пространственного положения (станции) 12 блок управления подает сигнал на включение соответствующего двигателя 5, который создает импульс, достаточный для восстановления пространственного положения устройства.
В процессе эксплуатации может возникнуть потребность поддержания троса 5 в натянутом состоянии. Для натяжения блок управления 9 подает сигнал на включение соответствующего двигателя 8, который позволяет натянуть трос 5.
После ориентации устройства в космическом пространстве и натяжения троса 5 пользователь перемещается по тросу 5 в необходимом ему направлении. Перемещение осуществляется посредством вторых средств крепления 6. В случае выполнения вторых средств крепления 6 в виде магнитных устройств пользователь перемещается за счет притягивания ко вторым средствам крепления 6 металлических устройств, например, закрепленных на снаряжении (на перчатках или ботинках) пользователя.
В частном случае, когда устройство может состоять из устройств для поддержания пространственного положения 12, соединенных тросами 5, и быть выполнено в виде сетки (фиг.2), то космонавт может последовательно передвигаться по тросу 5 с помощью магнитных устройств на другую станцию. Космонавт передвигается по тросу 5, доходит до станции и перемещается на любой другой трос 5, который соединен с этой станцией и соединен с другой станцией, на которую ему нужно попасть.
В частном случае, устройство может быть выполнено в виде четырех тросов 5 расположенных параллельно друг другу. На каждом тросе расположено по тянущему устройству 13 (фиг.3). Груз 15, расположенный на двух противоположных тросах 5 из четырех тросов 5 и перемещаемая эллиптическая система 14, расположенная на двух других тросах 5 из четырех, могут перемещаться по тросам 5 на определенное расстояние. Груз 15 может перемещаться по двум тросам 5 сквозь перемещаемую эллиптическую систему 14. Груз 15 и перемещаемая эллиптическая система 14 перемещаются, не создавая помех друг другу.
В случае построения космического лифта (фиг.4) состоящего из четырех линий каждую из которых образуют три троса 5, груз 15 может перемещаться по тросам 5 линии. Три троса 5 каждой линии соединены с узлом крепления 20. Груз 15 перемещается по трем тросам 5 линии до узла крепления 20 и перемещается на два любых других троса 5, которые соединены с этим узлом крепления 20. Груз 15 от узла крепления 20 линии, перемещается по двум тросам 5 на узел крепления 20 другой линии, так как узлы крепления 20 соединены между собой тросами 5. От узла крепления 20 другой линии груз 15 перемещается по трем тросам 5 этой линии на нужное место.
На фиг.5 показаны два троса 5, груз 15 и затвор 22. На одном конце одного троса 5 расположен груз 15. На конце другого троса 5 закреплен затвор 22. Затвор 22 удерживает груз 15, потому что трос 5, на котором установлен груз 15, находиться в натянутом положении. Во время открывания затвора 22 груз 15 с сильной скоростью вылетает из затвора 22 в нужном направлении и устанавливается на нужном месте.
Космическая станция (фиг.6) предназначена для расположения людей и груза 15 в космосе. На космической станции расположены две кладовки 24 и жилой отсек 27. Две кладовки 24 и жилой отсек 27 удерживаются с помощью средства для поддержания пространственного положения 12. Космонавт может перемещаться из жилого отсека 27 в одну из кладовок 24 и из кладовки 24 в жилой отсек 27 по специальному переходу (тросу) 23, так как переход (трос) 23 жестко соединен с кладовками 24 и жилым отсеком 27.
В частном случае трос 5 может натягиваться с помощью двух других тросов 5 со средствами натяжения 29 (фиг.7). Когда каждое средство натяжения 29 натягивает трос 5, на конце которого средство натяжения 29 расположено, тогда узел крепления 20 находящийся на другом конце каждого из этих тросов 5 натягивает другой узел крепления 20, к которому подсоединен трос 5 от станции. Так как четыре узла крепления 20 соединены тросом 5 и образуют фигуру - ромб, то во время смещения двух противоположно расположенных узла крепления 20 с помощью средств натяжения 29 происходит смещение двух других узлов крепления 20. При этом происходит натяжение или ослабление троса 5 каждой станции.
Космический лифт, содержащий трос, не менее двух устройств для поддержания пространственного положения, первые средства крепления, второе средство крепления, причем каждое устройство для поддержания пространственного положения закреплено на тросе посредством соответствующего первого средства крепления, по крайней мере два устройства для поддержания пространственного положения закреплены на соответствующих концах троса, второе средство крепления закреплено на тросе.
