Космический комплекс с наружным гравитационным приводом

 

Изобретение относится к сооружению в космосе объектов с созданием в них искусственной гравитации при помощи расположенных снаружи гравитационных приводов. Согласно изобретению комплекс содержит цилиндрическое ограждение и связанный с ним посредством кольцевых и радиальных полых элементов жесткости центральный туннель. На выступающих за ограждение концах туннеля установлены круговые линейные электродвигатели с балансирами для приведения во вращение комплекса при сохранении неподвижности статоров электродвигателей. На этих же концах размещены камеры, стыкуемые с космическими кораблями и снабженные механизмами развязки от вращения. Ограждение и туннель собраны из облегченных космических строительных блоков с гибкой деформируемой оболочкой, с установленной на них сборной защитной облицовкой. Изобретение направлено на снижение трудо- и ресурсозатрат при возведении в космосе крупномасштабных конструкций, на обеспечение безопасности и создание условий, близких к земным, на борту космического комплекса. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сооружению в космосе объектов с созданием в них искусственной гравитации, расположенным снаружи гравитационным приводом.

Известным устройством, имеющим техническое сходство с заявленным, является орбитальная станция Г.Ноордунга 1929 г. (кн. Человечество и космос. Газенко О.Г. и др. -М.: Наука, 1987 г, с.225, прототип).

Это устройство - последняя часть ракеты, цилиндрической формы с туннелем по продольной оси, с помещениями вокруг него, в которых создается искусственная гравитация за счет вращения вокруг оси реактивным двигателем.

Недостатками прототипа являются: решение в едином цельном объеме большого веса, требующего для доставки сверхмощного ракетного корабля, невозможность в связи с этим увеличения размеров; непригодность для применения в открытом космосе.

Техническим результатом изобретения является: сооружение комплекса, который может эксплуатироваться на околоземной орбите и в открытом космосе, возводимого любых размеров из сборных, облегченных конструктивных элементов, которые могут доставляться в космос легкими грузовыми кораблями; обеспечение комплексу высокой степени безопасности и защиты от вредного влияния космического пространства; создание в комплексе искусственной гравитации без расхода "земной энергии".

Для достижения указанного технического результата, предложен комплекс с наружным ограждением цилиндрической формы и туннелем, проходящим по его центральной продольной оси с выводом концов за пределы ограждения, собранных из складывающихся космических строительных блоков (КСБ) с гибкой деформируемой оболочкой, снабженной наружными продольными элементами жесткости, к которым прикреплена облицовка, защищающая от вредного влияния космического пространства, пространственная жесткость сооружения в целом обеспечена кольцевыми и радиальными полыми элементами, жестко раскрепленными изнутри к конструкциям ограждения и туннеля, на концах которого снаружи установлены круговые линейные электродвигатели, их роторы, с постоянными магнитами на ободах, прикреплены к туннелю и способны, воздействуя на него, вращать комплекс, а статоры, имеющие рабочую обмотку, заделанную в облицовку корпусов, свободно охватывающих концы туннеля, снабжены балансирами в виде кольцевых труб с расположенными в них, вдоль их осей, и перемещаемые магнитным полем грузы, а также подвески для предотвращения касания грузов о стенки труб.

Балансиры назначены для стабилизации неподвижности статоров приводов, установлены на общих со статорами корпусах, способных на подшипниках перемещаться при движении грузов в трубах.

Герметичные секции ограждения из КСБ, имеющие полную гравитацию, сообщены между собой и туннелем, через продольные коридоры и через полые (круговые и радиальные) конструкции поперечной жесткости комплекса, оборудованные шлюзами.

Камеры для приема прибывающих кораблей снабжены стыковочными устройствами и механизмами обеспечения неподвижности их относительно прибывающих кораблей.

На фиг.1 показан комплекс с приводом, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - привод, поперечный разрез.

В состав комплекса входят следующие элементы.

1. Вращающийся комплекс цилиндрической формы в составе: бокового ограждения 1, состоящего из герметичных секций 1А и секций торца 2, выполненных из раскрывающихся складных, облегченных КСБ с наружным каркасом жесткости, объединенных на монтаже в общий каркас комплекса; полых поперечных конструкция общей жесткости комплекса, состоящих из кольцевой части 3, раскрепленной к ограждению 1, радиальных частей 4, заделанных в ступицы (не показаны), конструкции туннеля 5; туннеля 5, жестко связанного с конструкциями общей жесткости, по концам снабженного камерами 8 для приема кораблей со стыковочными аппаратами 9, имеющего на выходе шлюз 10; системы переходов из секций 1А по коридорам 7 и по полым конструкциям кольца 3, радиальных частей 4 в туннель 5;
решений по повышению безопасности за счет выполнения ограждения из отдельных герметичных секций 1А, применения шлюзования, а также принятия снаружи защиты из скорлуп сборной конструкции, в виде облицовки, предохраняющей от вредного влияния космического пространства 6, прикрепленной к каркасу ограждения 1.

2. Привод для вращения комплекса в целях создания искусственной гравитации, установленный снаружи на выпущенных наружу, через торцы комплекса, концах туннеля 5, являющийся электрическим линейным двигателем, развернутым в поперечной круговой плоскости, ротор которого 14 имеет облицовку с постоянными магнитами 12, жестко закрепленный к конструкции туннеля 5, способен вращать комплекс, а статор в виде кругового элемента корпуса привода 15 с прикрепленной к нему облицовкой 11, в которую заделана рабочая проволочная обмотка, причем к корпусу привода 15 жестко прикреплен балансир 17 со связями жесткости 18 и корпусом из кольцевой трубы, в которой по оси расположены грузы магнитного перемещения и подвески для предотвращения касания грузов о стенки трубы, а корпус привода 15 расположен в подшипниках 16, охватывающих туннель 5.

При практическом применении изобретения заводским путем изготавливаются сборные элементы, соединительные и крепежные элементы, которые кораблями-контейнерами доставляются на место сборки в космос, где производится монтаж в следующем порядке:
собираются поперечные конструкции общей жесткости, туннель и ограждение комплекса;
производится сборка и регулировка конструкций привода и приемной камеры;
выполняется облицовка из защитных скорлуп, установка различного оборудования снаружи с раскреплением к каркасу ограждения.

Применение изобретения позволит добиться следующего положительного эффекта:
выполнение индустриальными методами строительства полносборных из облегченных складных конструкций больших космических комплексов с созданием в них искусственной гравитации, с применением при этом транспорта кораблями малой мощности;
сокращение расхода "земной энергии", затраты средств и материалов;
создание лучших условий для организации производств, научных лабораторий, посадки зеленых насаждений, бытовых условий.

Формула изобретения

1. Космический комплекс, содержащий вращающуюся цилиндрическую часть со сквозным туннелем, проходящим по ее центральной продольной оси, и привод вращения вокруг этой оси для создания искусственной гравитации, отличающийся тем, что наружное цилиндрическое ограждение и туннель с концами, выведенными наружу за пределы ограждения, собраны из складывающихся космических строительных блоков с гибкой деформируемой оболочкой, снабженный наружными продольными элементами жесткости, к которым прикреплена сборная, защищающая от вредного влияния космического пространства облицовка, пространственная жесткость сооружения в целом обеспечена кольцевыми и радиальными полыми элементами жесткости, раскрепленными изнутри к конструкциям ограждения и туннеля, на концах которого снаружи установлены круговые линейные электродвигатели, их роторы с постоянными магнитами на ободах прикреплены к туннелю и способны, воздействуя на него, вращать комплекс, а статоры имеют рабочую обмотку, заделанную в облицовку своих ободов, закрепленных на корпусах, свободно охватывающих, на подшипниках, туннель, причем на корпусах жестко установлены балансиры в виде кольцевых труб с расположенными в них вдоль их осей и перемещаемыми магнитным полем грузами, а также подвесками для предотвращения касания грузов о стенки труб.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что указанные строительные блоки объединены в секции, которые сообщены между собой продольными коридорами, имеющими выходы внутрь указанных радиальных элементов жесткости, сообщенных через шлюзы с туннелем.

3. Комплекс по п.1 или 2, отличающийся тем, что на указанных концах туннеля расположены камеры для приема космических кораблей со стыковочными устройствами, снабженными механизмами создания неподвижности указанных устройств относительно этих кораблей.

4. Комплекс по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что указанные продольные элементы жесткости строительных блоков выполнены с возможностью объединения в единый пространственный каркас комплекса и крепления на нем снаружи различного оборудования и конструктивных элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3