Струнные транспортные системы на земле и в космосе

Views:
 
     
 

Presentation Description

"В монографии изложены теория, состояние разработки, перспективы и основ- ные результаты исследований высокоскоростного наземного транспорта, движение которого осуществляется по струнной путевой структуре, и неракетного космиче- ского транспортного средства в виде кольцевой струнной системы, охватывающей планету в плоскости, параллельной экватору. Впервые книга вышла в 1995 г. В настоящем издании она дополнена новым авторским предисловием и вклейкой новых иллюстраций."

Comments

Presentation Transcript

slide 1:

ISBN 978-985-08-2162-1

slide 3:

УДК 629.3+629.78.01 ISBN 978-985-08-2162-1 © Юницкий А. Э. 2017 © Оформление. РУП «Издательский дом «Белорусская наука» 2017 Юницкий А.   Э.   Струнные транспортные системы: на Земле и в космосе / А. Э. Юницкий. – Минск : Беларуская навука 2017. – 379 с. – ISBN 978-985-08-2162-1. В монографии изложены теория состояние разработки перспективы и основ- ные результаты исследований высокоскоростного наземного транспорта движение которого осуществляется по струнной путевой структуре и неракетного космиче- ского транспортного средства в виде кольцевой струнной системы охватывающей планету в плоскости параллельной экватору. Впервые книга вышла в 1995 г. В настоящем издании она дополнена новым авторским предисловием и вклейкой новых иллюстраций. Табл. 14. Ил. 188. Библиогр.: 88 назв.

slide 4:

3 ПРЕДИС ЛОВИЕ   К   ИЗ ДАНИЮ  2017 г о да Первое издание предлагаемой вашему вниманию научной монографии вышло в 1995 г . Тогда струнные транспортные системы были преимуще- ственно теорией и практическое воплощение этой транспортно-инфраструк- турной технологии ограничивалось лишь действующей моделью в масштабе 1 : 10. Вместе с тем уже к тому времени были сформированы полноценные инженерные и научные школы по данному направлению. Работа этих школ подготовила условия для создания полномасштабных тестовых участков эстакадных струнных транспортных систем в 2017 г . представленных в Ре- спублике Беларусь широкому международному научному и инженерному сообществу. Это стало возможным только потому что в 2000 г . в г . Москве в ОАО «Научно-производственная компания Юницкого» автором настоящей монографии была создана еще одна школа – проектно-конструкторская. Сей - час только в ЗАО «Струнные технологии» в г . Минске входящем в междуна - родный холдинг SkyWay имеется 15 конструкторских бюро в которых трудят- ся более 300 ученых инженеров конструкторов архитекторов и дизайнеров. Их профиль работы – рельсо-струнные транспортные эстакады подвижной состав грузовые городские и высокоскоростные междугородные электромо- били на стальных колесах – пассажирские юнибусы юникары и юнибайки а также грузовые юнитраки и юнитрансы и инфраструктура «второго уров - ня» – станции вокзалы грузовые терминалы депо иное а также автомати - зированные системы безопасности управления энергообеспечения и связи. Поэтому струнный транспорт – это не система а сложнейший комплекс в ко - торый входят примерно десяток систем и еще больше подсистем. На территории демонстрационно-сертификационного центра SkyWay в предыдущей терминологии – струнных дорог в г. Марьина Горка что в 60 км от Минска показаны промышленные образцы городского и прогу- лочного пассажирского а также грузового рельсо-струнных комплексов. На участке легкого струнного комплекса с эстакадой протяженностью 800 м уже достигнута скорость превышающая 100 км/ч. Подтверждены все основные инженерные расчеты по надземным рельсо-струнным путевым структурам эстакадного типа представленным в первой части настоящей монографии. Нет никаких сомнений что уже к моменту выхода этой кни- ги будут достигнуты скорости 150 км/ч а в самом ближайшем будущем мы

slide 5:

4 покорим и заявленный рубеж в 500 км/ч – скорости достаточной для того чтобы вывести наземный транспорт на качественно новый уровень. Надеюсь что вы сможете оценить тот огромный труд который был проделан автором публикации а также созданными и возглавляемыми им научной инженерной и проектно-конструкторской школами. Текущий этап развития струнных транспортных комплексов вдохновляет и на практике подтверждает истинность исходной гипотезы. Поэтому в будущее мы смо- трим с уверенностью в том что струнный транспорт – наиболее перспектив- ное направление развития мировой транспортно-инфраструктурной отрасли. Существующие инфраструктурные решения исчерпали себя пере- стали отвечать требованиям времени и не открывают новых возможностей. Действующий транспорт не столько является средством решения проблем сколько их источником. Ежегодно в автомобильных авариях на планете по- гибает около 15 млн человек а более 10 млн получают увечья и становятся инвалидами. «Закатаны» в асфальт и «похоронены» под шпалами плодород- ные почвы по площади равные пяти Великобританиям. А на территории на порядок большей почвы деградированы и загрязнены канцерогенами. Все мы забыли о том что не получили Землю в наследство от наших предков а взяли ее взаймы у наших потомков. Транспорт – автомобили авиация железные дороги вертолеты ко- рабли и ракеты промышленные конвейеры нефте- и газопроводы а также связанные с ними промышленность и инфраструктура являются одними из основных источников загрязнения окружающей среды и представляют наи- большую экологическую опасность. Существующие транспортные артерии перегружены актуальные скорости транспортировки пассажиров и грузов явно неудовлетворительны а строительство новых коммуникаций непосиль- но для целого ряда стран и регионов из-за дороговизны. Все это препятствует поступательному развитию мировой экономи- ки и обусловливает неравномерность распределения социальных и инфра- структурных благ среди населения планеты. Струнный транспорт особенно его транспортно-инфраструктурная составляющая которая будет реализова- на в XXI веке в виде мировой сети Транснет общей протяженностью в де - сятки миллионов километров аналогично его «старшему брату» Интернету обеспечит возможность комплексного решения этих общемировых проблем. Он способен удовлетворить весь спектр коммуникационных потребностей не только транспортных но также энергетических и информационных и при этом является гораздо более экономичным и эффективным чем все существующие альтернативы. К тому же он отличается высоким уровнем безопасности долговечностью и не наносит вреда окружающей среде. В городе юнибусы и юникары смогут перемещаться со скоростью до 150 км/ч они разгрузят существующие дороги снизят уровень шума

slide 6:

5 и эмиссию вредных веществ в атмосферу. В междугородном сообщении для высокоскоростных юнибусов и юнилетов достижимы скорости до 500–600 км/ч а при особой конструкции в форвакуумном тоннеле – и до 1250 км/ч. При этом стоимость строительства всех видов наземного струн- ного транспорта городского грузового высокоскоростного и гиперскорост- ного в несколько раз ниже чем у других транспортных систем на «втором уровне» сопоставимых по скорости и объемам перевозок. Возможность возведения в местностях со сложным рельефом и кли- матом малые площади землеотвода сохранение естественно-природных ландшафтов универсальность и интегрируемость с линиями связи электро- передач – далеко не все преимущества струнных дорог. Учитывая это мож- но с уверенностью утверждать что повсеместное применение таких систем способно обеспечить стремительный и масштабный рост в социально-эко- номической жизни любой страны и всего мира. Струнный транспорт может стать идейной и технической основой сплочения общества. Это также подтверждено на практике. В период с 2014 по 2017 г. – всего за три года с момента анонсирования автором монографии программы по народному финансированию строительства тестовых участ- ков струнного транспорта – проект сумел собрать вокруг себя около милли- она участников из 237 стран и территорий мира больше чем в ООН. Все эти люди так или иначе содействуют развитию технологии более 300 тыс. из них уже стали инвесторами. Это произошло без масштабных рекламных кампаний и поддержки со стороны государства. Поэтому можно только представить те колоссальные возможности для консолидации общества ко- торые заключают в себе струнные транспортные технологии которые не за- мыкаются только на SkyWay если предложить их повсеместное внедрение на уровне государственной или международной программы. В самой сути транспорта лежит объединение людей. Струнный транс- порт может выполнять это предназначение не только на локальном но и на общепланетарном уровнях. Описание соответствующей транспортной си- стемы для индустриального освоения и заселения космоса также струнной представлено во второй части данной научной монографии. Общепланетарное транспортное средство ОТС – это геокосмический транспортно-инфраструктурный комплекс многоразового использования для безракетного освоения ближнего космоса. Он позволит за один рейс вы- водить на орбиту порядка 10 млн т грузов и 1 млн человек которые будут за - действованы в создании и функционировании околоземной космической ин- дустрии в будущем. Для достижения того что способно сделать ОТС за один год современной мировой ракетно-космической отрасли в которую уже вло- жены триллионы долларов потребуется порядка миллиона лет. За один год ОТС сможет выходить в космос до 100 раз. При этом затраты на доставку

slide 7:

каждой тонны полезного груза на заданную орбиту будут в тысячи раз ниже чем современными ракетами-носителями. Создание ОТС откроет перед человечеством безграничные перспекти- вы для освоения космоса куда в короткое время можно будет переместить все вредное производство с нашей родной планеты загрязняющее земную биосферу. Подобные идеи сегодня набирают популярность так как для ин- дустрии космос – это практически неисчерпаемый источник энергии сы- рья пространственных ресурсов и принципиально новых технологических возможностей невесомость глубокий вакуум и др. позволяющих произ- водить продукцию более высокого чем на Земле качества по более низкой цене и без ущерба нашему общему дому – биосфере. В то же время это даст возможность окончательно решить экологические проблемы и обеспечить комфортную среду существования для новых поколений. Проект ОТС разработан автором монографии около 40 лет назад и за это время многократно исследован и проверен расчетными методами. Все инженерные решения применяемые в проекте широко известны апроби- рованы на практике и реализованы в настоящее время в промышленности. Бюджет проекта составит около 2 трлн долларов США при сроке реализа- ции порядка 25 лет. На сегодняшний день на планете практически не осталось места где бы не было проблем связанных с транспортом. Моя инженерная школа предлагает технологии которые позволят решить их преобразить жизнь в лучшую сторону и задать вектор развития цивилизации на многие столе- тия вперед Мы уже достигли существенных результатов перешли от чистой науки к производству и коммерческой реализации струнных транспортных систем. Мы продолжаем работать развиваться расти и готовы прийти в лю- бое место в любую страну для которой не чуждо чувство ответственности за будущее – свое и всей планеты Автор сознательно не стал править свой предыдущий научный труд написанный им около 30 лет назад и изданный в 1995 г. Поэтому первое издание монографии в том числе его предисловие не претерпело никаких изменений. Добавлены лишь новые иллюстрации и фотографии чтобы по- казать как с годами эти теоретические научные изыскания пробивали путь к практической реализации в металле бетоне и композитах. Наука не имеет срока давности и не стоит ее подстраивать или пере- страивать под нынешние конъюнктуры – под реактивные полеты на Луну за гелием-3 или на Марс чтобы построить там колонию и умереть в скафандре не только от собственных испражнений но также из-за отсутствия нашего земного воздуха и нашей земной полноценной еды. С любовью инженер Анатолий Юницкий

slide 8:

Действующая модель струнного транспорта Юницкого СТЮ на Ганноверской промышленной выставке-ярмарке. 1996 г. Ганновер Истор Ия Sky Way

slide 9:

Продувка высокоскоростного юнибуса масштаба 1 : 5 в аэродинамической трубе. 1996 г. Санкт-Петербург Выставка «Спецтранспорт–99». 1999 г. Москва

slide 10:

СТЮ на выставке организованной мэрией города Москвы. 1999 г. Москва Первое испытание бирельсовой трассы и двухкорпусного юнибуса масштаба 1 : 5. 2000 г. аэродром Тушино

slide 11:

Продувка в аэродинамической трубе двухкорпусного юнибуса масштаба 1 : 5. 2000 г. Санкт-Петербург Презентация губернатору Московской области Громову Б.В. действующих моделей СТЮ масштаба 1 : 5 и 1 : 10. 2000 г. Озеры

slide 12:

Презентация действующих моделей СТЮ на всемирном форуме ООН по городской экологии. 2000 г. Кейптаун Демонстрация действующей модели СТЮ масштаба 1:5 администрации и жителям Озерского р-на. 2001 г. Озеры

slide 13:

Ходовые испытания мобильной лаборатории на базе модифицированного ЗИЛ-131. 2001 г. Озеры Испытания тестового участка грузопассажирского СТЮ первого поколения модифицированным автомобилем на стальных колесах ЗИЛ-131 весом до 15 т. 2001 г. Озеры

slide 14:

Презентация СТЮ послу Малайзии. 2001 г. Москва Продувка модели высокоскоростного юнибуса в аэродинамической трубе. 2001 г. Санкт-Петербург

slide 15:

Работа над обводами высокоскоростного юнибуса масштаба 1 : 1. 2001 г. Москва Действующая модель СТЮ на выставке «Технологии из России–2001». 2001 г. Москва

slide 16:

5-й Российский международный автомобильный салон «Автосалон–2001». 2001 г. Москва Презентация действующей модели СТЮ масштаба 1 : 5 губернатору Красноярского края Лебедю А. И. 2001 г. Москва

slide 17:

Презентация СТЮ губернатору Московской области Громову Б.В. и представителям Госстроя и Государственной Думы России. 2001 г. Озеры Международная специализированная выставка городского транспорта «СитиТрансЭкспо–2002». 2002 г. Москва

slide 18:

Заезд испытательного модуля СТЮ по обледенелому рельсу вверх с уклоном 1 : 10. 2002 г. Озеры 2002 г. Москва Презентация действующей модели подвесного СТЮ заместителю мэра г. Хабаровска Новицкому В. А. и директору Центра ООН-Хабитат в г. Москве Сторчевусу В. К. 2006 г. Хабаровск

slide 19:

Презентация СТЮ губернатору и правительству Ханты-Мансийского автономного округа – Югра. 2006 г. Ханты-Мансийск СТЮ на выставке инвестиционных проектов «ЮграИнвест–2007». 2007 г. Ханты-Мансийск

slide 20:

Визуализация. Высокоскоростной SkyWay вариант. 2008 г. Визуализация. Городской подвесной юнибус U-382. 2008 г.

slide 21:

Визуализация. Пассажирская станция SkyWay для подвесных юнибусов. 2009 г. Визуализация. Высокоскоростная трасса «Москва – Санкт-Петербург». 2009 г.

slide 22:

Визуализация. Грузовой навесной SkyWay. 2010 г. Визуализация. Грузовая трасса SkyWay c канатным приводом в Австралии. 2010 г.

slide 23:

Визуализация. Грузовая трасса SkyWay в Австралии для навесных юнитраков с пониженным центром тяжести. 2010 г. Визуализация. Высокоскоростной SkyWay. 2011 г.

slide 24:

Визуализация. Городской навесной юнибус большой вместимости. 2011 г. Визуализация. Грузовой навесной поезд SkyWay на двухколейной эстакаде. 2011 г.

slide 25:

Визуализация. Грузовой навесной SkyWay на двухколейной струнно-ферменной эстакаде. 2011 г. Визуализация. Городской навесной SkyWay. 2012 г.

slide 26:

Визуализация. Станция пересадки с высокоскоростного междугороднего на городской SkyWay. 2012 г. Грузовой подвесной SkyWay в Австралии. 2012 г.

slide 27:

Грузовой порт SkyWay на шельфе моря. 2012 г. Визуализация. Городской навесной SkyWay в линейном городе на шельфе моря. 2014 г.

slide 28:

Визуализация. Городской подвесной SkyWay со станцией в высотном здании. 2014 г. Визуализация. Грузовой морской порт SkyWay на берегу моря. 2014 г.

slide 29:

Визуализация. Линейный город SkyWay. 2014 г. Визуализация. Морской участок трассы SkyWay с провисающей путевой структурой. 2015 г.

slide 30:

Демонстрация действующей модели подвесного городского SkyWay в будущем ЭкоТехноПарке. 2015 г. Марьина Горка Нулевой километр SkyWay. Генеральный конструктор Анатолий Юницкий потер на счастье и для здоровья Республику Беларусь на бронзовой карте мира. Октябрь 2015 г. Марьина Горка

slide 31:

Строительство транспортно-логистического узла совмещенного с анкерной опорой. 2016 г. Марьина Горка Установка анкерных опор легкой городской трассы SkyWay. 2016 г. Марьина Горка

slide 32:

Установка ферм эстакады «2 в 1» для высокоскоростного навесного и скоростного подвесного подвижного состава SkyWay. 2016 г. Марьина Горка Сборка юнибайка. Июль 2016 г. Минск

slide 33:

Юнибус и юнибайк SkyWay на международной выставке «InnoTrans 2016». Сентябрь 2016 г. Берлин Подвижной состав SkyWay на выставке Energy Expo. 2016 г. Минск

slide 34:

Интерьер 14-местного городского юнибуса SkyWay. 2016 г. Минск Генеральный конструктор SkyWay Анатолий Юницкий с семьей на выставке «Energy Expo 2016». 2016 г. Минск

slide 35:

Юнибус и юнибайк SkyWay готовятся к отправке на испытания в ЭкоТехноПарк. 2016 г. Минск Генеральный конструктор Анатолий Юницкий перед началом ходовых испытаний юнибайка. 2016 г. ЭкоТехноПарк

slide 36:

Юнибайк SkyWay. Первые ходовые испытания. Ноябрь 2016 г. ЭкоТехноПарк Ходовые испытания городского подвесного юнибуса. Май 2017 г. ЭкоТехноПарк

slide 37:

Ходовые испытания юнибайка. Май 2017 г. ЭкоТехноПарк

slide 38:

7

slide 39:

8

slide 40:

9

slide 41:

появился как результат работы над эстакадой ОТС создание которой является наиболее трудоемкой частью этого проекта т.к. эстакада бу- дет иметь протяженность в десятки тысяч километров и должна опоя - сывать Землю по одной из широт. Принципиальная схема ОТС по дан- ной причине подвергалась критике со стороны многочисленных оппо- нентов. Стремление упростить и удешевить конструкцию эстакады привело к созданию линейной струнной системы которую предлагает- ся использовать в качестве путевой структуры наземного скоростного транспорта. Серьезные исследования по проектам описанным в настоящей монографии в мире не проводятся. Об этом свидетельствуют ре- зультаты патентного поиска на мировую новизну по международным заяв кам на струнные транспортные системы и анализ научных публи- каций. Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность к.ф.-м.н. Вярьвильской О.Н. к.ф.-м.н. Савенкову В.А. к.ф.-м.н. Сав- чук В.П. и к.ф.-м.н. Козловскому Н.И. Белорусский государственный университет в подготовке главы 4 часть 1 к.т.н. Шилько С.В. и к.т.н. Чижику С.А. Институт механики металлополимерных систем АН Беларуси в подготовке глав 3 и 4 часть 1 к.ф.-м.н. Казбану A.M. Воронежский политехнический институт и к.т.н. Лизареву А.Д. в подготовке глав 1—5 часть 2 д.т.н. Петроковцу М.И. — за рецензи- рование части 2 книги.

slide 42:

11

slide 43:

12

slide 44:

13

slide 45:

14

slide 46:

Рис. 1.4.  Ск оро сть  т ранспор т а  НТ Л  –  к ак у с амо лёт а Рис. 1.5. Т расс а  НТ Л на  высоких опорах ок о ло 100 м

slide 47:

Рис. 1.6.   Т расс а   НТ Л   в   пустыне Рис. 1.7.   Т расс а   НТ Л   в   г орах

slide 48:

Рис. 1.8.   Вок за л Рис. 1.9.   По с адк а   в   т ранспор тный   мо ду ль

slide 49:

Рис. 1.10.   Т расс а   НТ Л   в   г оро де Рис. 1.1 1.   Т расс а   НТ Л   на   шельфе   ок е ана   в   к а че ств е   опор   –  небо скрёбы

slide 50:

Рис. 1.12.   В х о д   т рассы   НТ Л   в   морск ой   участ ок Рис. 1.13.   М орск ой   участ ок   трассы   НТ Л   тр у ба-т оннель   раз мещена   на   г лу бине   50   м

slide 51:

15

slide 52:

16

slide 53:

17

slide 55:

19

slide 56:

20

slide 57:

21

slide 58:

22

slide 59:

23

slide 60:

24

slide 61:

Рис. 2.25.   Дв ухпутная   т расс а Рис. 2.26.   На т яж ение   ст р уны   на   анк ерную   опор у

slide 62:

Рис. 2.27.   У ст ановк а   про межут о чной   опоры Рис. 2.28.   Т е хно логиче ск ая   пла тфор м а   для   монт ажа   ст р унной   путев ой   ст р ук т уры

slide 63:

25

slide 64:

26

slide 65:

27

slide 66:

28

slide 67:

29

slide 68:

30

slide 69:

31

slide 70:

32

slide 71:

33

slide 72:

34

slide 73:

35

slide 74:

36

slide 75:

37

slide 76:

38

slide 77:

39

slide 78:

40

slide 79:

41

slide 80:

42

slide 81:

43

slide 82:

44

slide 83:

Рис. 2.25.   Дв ухпутная   т расс а Рис. 2.26.   На т яж ение   ст р уны   на   анк ерную   опор у

slide 84:

Рис. 2.27.   У ст ановк а   про межут о чной   опоры Рис. 2.28.   Т е хно логиче ск ая   пла тфор м а   для   монт ажа   ст р унной   путев ой   ст р ук т уры

slide 85:

45

slide 86:

46

slide 87:

47

slide 88:

48

slide 89:

49

slide 90:

50

slide 91:

51

slide 92:

52

slide 93:

53

slide 94:

54

slide 95:

55

slide 96:

56

slide 98:

58

slide 99:

59

slide 100:

60

slide 101:

61

slide 102:

62

slide 103:

63

slide 104:

64

slide 105:

65

slide 106:

66

slide 107:

67

slide 108:

68

slide 109:

69

slide 111:

71

slide 112:

72

slide 113:

73 эффициентом v а скорости изменения длины пружины. Расстояние меж-

slide 114:

74

slide 115:

75 E z I z u u t u t T u z fz t s ∂ ∂ ∂ ∂ + ′ ∂ ∂               + ∂ ∂ − ∂ ∂ 2 2 2 2 2 2 1 2 2 μρ ++ Rg s 2 ρ

slide 116:

76

slide 117:

77

slide 118:

78 cv d dt a +       cv d dt a +      

slide 119:

79 С учетом равенств 4.18 запишем уравнения 4.17 в виде С учетом равенств 4.18 запишем уравнения 4.17 в виде С учетом равенств 4.18 запишем уравнения 4.17 в виде С учетом равенств 4.18 запишем уравнения 4.17 в виде С учетом равенств 4.18 запишем уравнения 4.17 в виде С учетом равенств 4.18 запишем уравнения 4.17 в виде

slide 120:

80

slide 121:

81

slide 122:

82

slide 123:

83

slide 124:

84 + ++          ∑ mm g cv d dt a i i 12 1 2 2 0

slide 125:

85

slide 126:

86

slide 127:

87

slide 128:

88

slide 129:

89

slide 130:

90

slide 131:

91

slide 132:

92

slide 133:

93

slide 134:

94

slide 135:

95

slide 136:

96

slide 137:

97

slide 138:

98

slide 139:

99

slide 140:

100

slide 141:

101

slide 142:

102

slide 143:

103

slide 144:

104

slide 145:

105

slide 146:

106

slide 147:

107

slide 148:

108

slide 149:

109

slide 150:

110

slide 151:

111

slide 152:

112

slide 153:

113

slide 154:

114

slide 155:

115

slide 156:

116 10 4 10 6

slide 157:

117

slide 158:

118

slide 159:

119

slide 160:

120

slide 161:

121

slide 162:

122

slide 163:

123

slide 164:

124

slide 165:

125

slide 166:

126

slide 167:

127

slide 168:

128

slide 169:

129

slide 170:

130

slide 171:

131

slide 172:

132

slide 173:

133

slide 174:

134

slide 175:

135

slide 176:

136

slide 177:

137

slide 178:

138

slide 179:

139

slide 180:

140

slide 181:

141

slide 182:

142

slide 183:

143

slide 184:

144

slide 185:

145

slide 186:

146

slide 187:

147

slide 188:

148

slide 190:

150 c v a

slide 191:

151

slide 192:

152

slide 193:

153

slide 195:

155

slide 196:

156

slide 197:

157

slide 198:

158

slide 199:

159

slide 200:

160

slide 201:

161

slide 202:

162

slide 203:

163

slide 204:

164

slide 205:

165

slide 206:

166

slide 207:

167

slide 208:

168

slide 209:

169

slide 210:

170

slide 211:

171

slide 212:

172

slide 213:

173

slide 214:

174

slide 215:

175

slide 216:

176

slide 217:

177

slide 218:

178

slide 219:

179

slide 221:

181

slide 222:

182

slide 223:

183

slide 224:

184

slide 225:

185 на высоте H a ≥ 100 км можно пренебречь.

slide 226:

186 где ω p0 — начальная угловая скорость ротора V 0 — стартовая ско- рость ротора.

slide 227:

187

slide 228:

188

slide 229:

189

slide 230:

190

slide 231:

191

slide 232:

192

slide 233:

193

slide 234:

194

slide 235:

195

slide 236:

196 Итак при свободном расширении ротор проходит положение по- стоянной орбиты x k b 1 с отличной от нуля радиальной скоростью. Характер движения зависит от соотношения величины b к значению b кр 2 называемому в дальнейшем критическим параметром b. Относительная орбита x 2k отстоит от x k на величину D x 2k – x k β β − − 1 2 x k . Если x k b 15 то x 2k 3 D 15 или в размерных

slide 237:

197

slide 238:

198

slide 239:

199

slide 240:

200

slide 241:

201 уравнение вращательного движения 1.2 и интеграл 1.6 не изме-

slide 242:

202

slide 243:

203

slide 244:

204

slide 245:

205

slide 246:

206

slide 247:

207

slide 248:

208

slide 249:

209

slide 250:

210 a n R H a 995736 — показатель степени экспоненты в формуле

slide 251:

211

slide 252:

212

slide 253:

213

slide 254:

214

slide 256:

216

slide 257:

217

slide 258:

218

slide 259:

219

slide 260:

220

slide 261:

221

slide 262:

222

slide 263:

223

slide 264:

224

slide 265:

225

slide 266:

226

slide 267:

227

slide 268:

228

slide 269:

229

slide 270:

230

slide 271:

231

slide 272:

232

slide 273:

233

slide 274:

234 Из сопоставления правых частей 2.28 и 2.8 вытекает

slide 275:

235 хранения моментов масс сосредоточенных в точках x 0 и x n аналогич- ное правилу равновесия рычага с опорой в центре Земли. О рычаге таких масштабов мечтал еще Архимед.

slide 276:

236

slide 277:

237

slide 278:

238

slide 279:

239

slide 280:

240

slide 281:

241

slide 282:

242

slide 283:

243

slide 284:

244

slide 285:

245

slide 286:

246

slide 287:

247

slide 288:

248

slide 290:

250

slide 291:

251

slide 292:

252

slide 293:

253

slide 294:

254

slide 295:

255

slide 296:

256

slide 297:

257

slide 298:

258 0 sin. p x f x ψ     

slide 299:

259

slide 300:

260

slide 301:

261

slide 302:

262

slide 303:

263

slide 304:

264

slide 305:

265

slide 306:

266

slide 307:

267

slide 308:

268

slide 309:

269

slide 310:

270

slide 311:

271

slide 312:

272

slide 313:

273

slide 314:

274

slide 315:

275

slide 316:

276

slide 318:

278

slide 319:

279

slide 320:

280

slide 321:

281

slide 322:

282

slide 323:

283

slide 324:

284

slide 325:

285

slide 326:

286

slide 327:

287 VV V 0 2 1 2 1 2 − Четвертый период — промежуточный между этапами разгона и движения ротора в открытом космосе. Основная его особенность — дви- жение ротора в вакуумной оболочке через атмосферув режиме упругого расширения. От момента отделения от эстакады и до выхода из плотных слоев атмосферы примерно на высоте 100 км зазор между ротором и оболочкой поддерживается автономной системой электродинамического подвеса без поступления электроэнергии от внешних источников. Леви- тационное усилие должно быть достаточным для преодоления инерци- онности оболочки при ее радиальном движении а также сил тяготения сопротивления атмосферы и упругости при растяжении оболочки.

slide 328:

288

slide 329:

289

slide 330:

290

slide 331:

291

slide 332:

292

slide 333:

293

slide 334:

294

slide 335:

295 L n

slide 336:

296

slide 337:

297

slide 338:

298

slide 339:

299 Уравнение возмущенного движения для упруго-вязкой дискрет- ной модели ротора имеет вид 4.11 в правую часть здесь следует по- ставить возмущающую силу ±mq sin a меняющую знак в точке C 1 . Возмущенное движение как и в предыдущем случае представляет со- бой продольные затухающие колебания или апериодическое движение типа одиночной волны. В проекции на нормаль к траектории совпадающей с направле- нием местного радиуса кривизны получим формулу левитационного усилия N: где V g r k cos a 1/2 — абсолютная скорость при которой N обраща- ется в нуль. В интервале изменения скорости V ≤ V a ≤ V 0 усилие N меняет направление и определяется формулой

slide 340:

300

slide 341:

301 Особо опасны в период разгона ротора сейсмические воздействия которые могут привести к искривлениям и изломам эстакады поэтому большое значение приобретает разработка конструкции эстакады с высокой степенью сейсмостойкости. Для предотвращения совпадения во времени процесса разгона ротора ОТС с сейсмической активностью Земли в районах прилегающих к трассе важную роль будут играть надежные методы прогнозирования землетрясений. Силовые и энергетические характеристики ТЛС для ОТС со сверхпроводящей обмоткой возбуждения при изменении скорости ротора до значений V 0 V 1 погонной массе 100 кг/м размером попе- речного сечения 03 м и потребляемой мощностью 10 кВт/м вычис- ленные в III приводит к выводу о возможности такого технического решения. Однако реальностью оно может стать только при условии со- здания сверхпроводников которые по электрофизическим весовым и стоимостным показателям находились бы на уровне современных низ- ко-температурных сверхпроводников. Но и в этом случае возникают многие проблемы реализации ТЛС: повышение КПД двигателя надежность и устойчивость энергообеспе- чения ОТС при разгоне его ротора устойчивость инфраструктуры си-

slide 343:

303

slide 344:

304

slide 345:

305

slide 346:

306

slide 347:

307

slide 348:

308

slide 349:

309

slide 350:

310

slide 351:

311

slide 352:

312

slide 353:

313

slide 354:

314

slide 355:

315

slide 356:

316

slide 357:

317

slide 358:

318

slide 359:

319

slide 360:

320

slide 361:

321

slide 362:

322 B AA AA 14 75 4 5 4 1 + −    

slide 363:

323

slide 365:

325

slide 366:

326

slide 367:

327

slide 368:

328

slide 369:

329

slide 370:

330

slide 371:

331

slide 372:

332

slide 373:

333

slide 375:

335

slide 378:

338 ОГ ЛАВ ЛЕНИЕ Предисловие к изданию 2017 г. .................................. 3 ЧАСТЬ 1. СТРУННАЯ ТР АНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ............... 7 Предисловие .................................................. 7 ГЛАВА 1. Общая концепция СТС как альтернативы существующим видам транспорта ............................... 11 ГЛАВА 2. Конструктивные варианты СТС ........................ 19 2.1. Принципиальная схема СТС ........................... 19 2.2. Струнная путевая структура ........................... 24 2.3. Опоры ............................................. 33 2.4. Транспортный модуль ................................ 39 2.5. Технология строительства СТС......................... 43 2.6. Технико-экономическое сравнение транспортных систем.................................................. 45 ГЛАВА 3. Задачи механики высокоскоростного транспорта . . . . . . . . . 58 3.1. Динамика движения транспортных модулей по струнной направляющей................................ 58 3.2. Прочность модулей и струнной направляющей ........... 59 3.3. Трибология контакта колесо – струна .................... 65 ГЛАВА 4. Динамическая модель и расчетные оценки параметров движения транспортных модулей по струнной транспортной линии СТЛ ..................................... 71 4.1. Вывод уравнений движения струнной транспортной системы .................................... 71 4.2. Исследование колебаний гибкой струны первое приближение СТЛ ...................................... 87 4.3. Колебания струнной транспортной системы с упругим корпусом ..................................... 108 4.4. Численное исследование динамического прогиба пролета СТЛ ........................................... 134 Условные обозначения ....................................... 150 Литература ................................................. 152

slide 379:

339 ЧАСТЬ 2. ОБЩЕПЛАНЕТНОЕ ТР АНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ОТС .......................................... 155 ВВЕДЕНИЕ ................................................ 155 1. Необходимость индустриализации космоса .............. 155 2. Выбор критериев индустриализации космоса ............. 158 3. Законы сохранения применительно к геокосмическому транспорту ............................ 163 3.1. Закон сохранения энергии ........................ 163 3.2. Законы сохранения импульса и момента импульса ... 164 3.3. Закон сохранения движения центра масс ........... 166 3.4. Анализ законов сохранения применительно к ГКТ ............................................. 166 4. Общепланетное транспортное средство .................. 175 ГЛАВА 1. Динамика выхода ОТС в космическое пространство в экваториальной плоскости Земли ................. 181 1.1. Постановка задачи .................................. 182 1.2. Дифференциальные уравнения движения элемента системы ротор – оболочка в атмосфере ............. 183 1.3. Анализ уравнений движения системы в атмосфере ....... 186 1.4. Динамика системы ротор – оболочка при движении в атмосфере ............................... 187 1.5. Динамика ротора на участке упругого растяжения в открытом космосе ..................................... 190 1.6. Динамика колебательного движения ротора ............. 193 1.7. Уравнения движения ротора на участке фрикционного расширения ............................... 198 1.8. Выбор участков упругого и фрикционного расширения. Динамика управляемого радиального движения ротора ........................................ 202 1.9. Движение ротора на заключительном этапе ............. 206 1.10. Задача о выводе ротора ОТС на орбиту. Пример......... 210 ГЛАВА 2. Динамика выхода ОТС на орбиту с диссипацией энергии за счет подъема оболочки .............................. 216 2.1. Управление движением элемента ротора – оболочки в атмосфере с учетом вращения оболочки .............................................. 217 2.2. Динамика радиального движения системы в атмосфере ............................................ 221 2.3. Радиальное движение системы с остановкой в положении х х....................................... 223

slide 380:

340 2.4. Движение ротора и оболочки на последующих этапах .... 226 2.5. Движение системы на последнем этапе ................. 231 2.6. Зависимость между параметрами системы на начальном и конечном этапах движения .................. 234 2.7. Динамика системы при выходе на постоянную орбиту................................................. 239 2.8. Задача о выводе системы на промежуточную орбиту................................................. 244 2.9. Изменение радиального ускорения системы ............. 246 ГЛАВА 3. Маневрирование ротора с целью обхода объектов движущихся в экваториальной плоскости ....................... 250 3.1. Постановка задачи о маневрировании ротора ОТС........ 252 3.2. Дифференциальные уравнения движения ротора ОТС вне экваториальной плоскости ........................ 254 3.3. Методика решения задачи ............................ 259 3.4. Динамика свободного движения ротора. Решение задачи о выводе ротора из зоны притяжения планеты ......... 261 3.5. Динамика ротора на этапе гашения углового движения .............................................. 266 3.6. Движение ротора на этапе гашения радиального движения .............................................. 270 3.7. Задачи о маневрировании ротора в условиях Урана и Сатурна ....................................... 272 ГЛАВА 4. Проблемы создания ускорителя для разгона ротора ОТС ................................................. 278 4.1. Система подъема ротора в центр оболочки .............. 278 4.2. Проблемы создания линейного электродвигателя для разгона ротора до космических скоростей .............. 282 4.3. Проект комбинированной системы разгона и левитации ротора ...................................... 285 4.4. Задача о разгоне ротора ОТС.......................... 289 4.5. Динамика возмущенного движения ротора при нарушениях работы системы разгона ................... 292 4.6. Другие возможные возмущения движения ротора при разгоне ........................................... 297 ГЛАВА 5. Оценка параметров процесса аэродинамического разогрева ротора ОТС при отсутствии защитной оболочки ......... 303 5.1. Результаты исследований разогрева аэродинамической техники. Обзор ......................... 303 5.2. Постановка задачи .................................. 306

slide 381:

5.3. Приближенный расчет параметров течения воздуха в окрестности поверхности ротора .................. 309 5.4. Приближенный расчет температурного поля в окрестности поверхности ротора при отсутствии процесса сублимации защитного покрытия.................. 312 5.5. Квазистационарный расчет температуры поверхности ротора при отсутствии процесса сублимации ............................................ 318 5.6. Квазистационарный расчет динамики испарения сублимирующего покрытия тепловой защиты ротора ......... 319 5.7. Некоторые выводы .................................. 323 Заключение ................................................. 325 Условные обозначения ....................................... 331 Литература ................................................. 335 Оглавление ................................................. 338

slide 382:

Научное издание Юницкий Анатолий Эдуардович СТР УННЫЕ   ТР АНСПОР ТНЫЕ   СИСТЕМЫ:   НА  ЗЕМЛЕ   И   В   К О СМО СЕ Ответственный за выпуск Г. К. Киселёв Художественный редактор И. Т. Мохнач Технический редактор О. А. Толстая Компьютерная вёрстка А. В. Новик Дизайн обложки ЗАО «Струнные технологии» Подписано в печать 20.07.2017. Формат 60 ç 84 1 / 16 . Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1988 + 221 вкл. Уч.-изд. л. 213. Тираж 1000 экз. Заказ 131. Издатель и полиграфическое исполнение: Республиканское унитарное предприятие «Издательский дом «Беларуская навука». Свидетельства о государственной регистрации издателя изготовителя распространителя печатных изданий № 1/18 от 02.08.2013 № 2/196 от 05.04.2017 Ул. Ф. Скорины 40. 220141 г. Минск

authorStream Live Help