Другие журналы
научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана
НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ
Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211. ISSN 1994-0408
Исследование влияния движения подъемника на динамику космического лифта
# 05, май 2014
DOI: 10.7463/0514.0710704
Файл статьи:
Pikalov_R.pdf
(865.64Кб)
Pikalov_R.pdf
(865.64Кб)
| УДК 004.3+519.6 | Россия, СГАУ им. С.П. Королева"  |
В работе рассматривается операция вывода груза на орбиту с помощью космического лифта. Космический лифт представляет собой механическую систему, состоящую из тро-са, станции - противовеса и подъемника. Трос соединяет поверхность Земли с располо-женным за геостационарной орбитой противовесом. С помощью подъемника груз подни-мается на требуемую высоту, где отсоединяется и начинает свободное орбитальное дви-жение. Создание космического лифта позволит существенно снизить стоимость доставки груза на орбиту.
Целью работы является исследование динамики космического лифта с учетом движе-ния подъемника. Разработана математическая модель, позволяющая учитывать изгиб тро-са и особенности механизма подъемника. В отличие от существующих работ, подъемник рассматривается не как материальная точка, а как механическая система, состоящая из двух однородных весомых цилиндров скрепленных невесомой перемычкой на которой закреплен полезный груз. Полезный груз и станция-противовес рассматриваются как ма-териальные точки. Трос моделируется парой неупругих весомых стержней переменной длины. Площадь поперечного сечения стержней определяется функцией зависящей от расстояния до конца стержня. Движение происходит в экваториальной плоскости, в гра-витационном поле Земли.
Показано, что движение подъемника вызывает колебания троса в экваториальной плоскости. Этот эффект обусловлен влиянием силы инерции Кориолиса. После остановки подъемника космический лифт совершает колебания около вертикали. Исследовано влияние массы поднимаемого груза на амплитуду колебания космического лифта. Показано, что увеличение массы груза приводит к увеличению амплитуды колебаний космического лифта. Получен график управляющего момента, обеспечивающего равномерный подъем груза. Результаты работы показывают, что практическая реализация космического лифта требует дополнительных мер по демпфированию колебаний.
Список литературы
1. Арцутанов Ю.Н. В космос без ракет // Знание - сила. 1969. № 7. С. 25.
2. Поляков Г.Г. Привязные спутники, космические лифты и кольца. Астрахань: Изд-во Астраханского гос. пед. ун-та, 1999. 579 с.
3. Aslanov V.S., Ledkov A.S. Dynamics of the tethered satellite system. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2012. 331 p.
4. Edwards B.C., Ragan P. Leaving the planet by space elevator. Seattle, USA, Lulu, 2006. 260 p.
5. Van Pelt M. Space tethers and space elevator. Springer New York, 2009. 225 p. DOI: 10.1007/978-0-387-76556-3
6. Pearson J. The orbital tower: a spacecraft launcher using the Earth's potential energy // Acta Astronautica. 2010. Vol. 2, no. 9-10. P. 785-799. DOI: 10.1016/0094-5765(75)90021-1
7. Edwards B.C. The space elevator. NIAC Phase Final Report. 2003. 43 p.
8. Pugno N.M. Towards the Artsutanov's dream of the space elevator: the ultimate design of a 35 GPa strong tether to graphene // Acta Astronautica. 2013. Vol. 82, no. 2. P. 221-224. DOI: 10.1016/j.actaastro.2012.01.008
9. Woo P., Misra A.K. Dynamics of a partial space elevator with multiple climbers // Acta Astronautica. 2010. Vol. 67, no. 7-8. P. 753-763. DOI: 10.1016/j.actaastro.2010.04.023
10. Cohen S.S., Misra A.K. The effect of climber transit on the space elevator dynamics // Acta Astronautica. 2009. Vol. 64, no. 5-6. P. 538-553. DOI: 10.1016/j.actaastro.2008.10.003
11. Williams P., Ockels W. Climber motion optimization for the tethered space elevator // Acta Astronautice. 2010. Vol. 66, no. 9-10. P.1485-1467. DOI: 10.1016/j.actaastro.2009.11.003
12. Aslanov V.S., Ledkov A.S., Misra A.K., Guerman A.D. Dynamics of space elevator after tether rupture // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2013. Vol. 36, no. 4. P. 986-992. DOI: 10.2514/1.59378
13. Маркеев А.П. Теоретическая механика. М.: ЧеРо, 1999. 569 с.
Публикации с ключевыми словами: космический лифт, подъемник, трос, подвижная масса
Публикации со словами: космический лифт, подъемник, трос, подвижная масса
Смотри также:
Тематические рубрики:
Поделиться:
| Авторы |
| Пресс-релизы |
| Библиотека |
| Конференции |
| Выставки |
| О проекте |
| Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00) |
|
 |
|||
| © 2003-2024 «Наука и образование» Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00) | |||||
