космический лифт

Авторы
Пикалов Р. С.
Тип материала
статья
Издательство, журнал, сборник.
Труды МАИ, №79
Реферат, аннотация

В работе исследована динамика неэкваториального космического лифта, с учетом движения подъемника. Трос моделируется парой неупругих нерастяжимых стержней, переменной длины и переменной площади поперечного сечения. Построена математическая модель, описывающая пространственное движение космического лифта. Проведено численное моделирование системы во время подъема груза, для случаев экваториального и неэкваториального лифта. Установлено, что движение подъемника приводит к возникновению поперечных колебания в тросе. Исследовано движение груза после отделения от лифта. Получена зависимость радиусов апогея и перигея от высоты отделения груза.

Авторы
Ледков А.С.
Пикалов Р. С.
Тип материала
статья
Издательство, журнал, сборник.
Наука и образование: электронное научно-техническое издание. №5
Реферат, аннотация

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.