Космический лифт без проблем

Автор: Анатолий Колпаков

В данной статье находит своё воплощение идея простого и надёжного способа решение проблемы впервые в мире – создания космического лифта, высотой 36000 километров который, вопреки существующим научным представлениям, способен поднимать на эту высоту людей и грузы без затрат энергии что в свою очередь является очень важным. Причём этот лифт, кроме того, как будет показано ниже, оказывается полностью избавленным от каких-либо проблем при его сооружении.

Это становится возможным только потому, что мной впервые в мире изобретён левитатор – устройство способное создавать свободную силу любой величины, например, 5 тонн. Свободная сила отличается тем, что она не имеет противодействующей силы такой же по модулю, но противоположно направленной силы, в устройстве левитатора. Противодействующая сила возникает за его  пределами ввиде сопротивления движению. Отличительной особенностью левитатора является то, что на создание им свободной силы энергия вовсе не расходуется, и она – эта сила может сохраняться как угодно долго – вечно.

Принцип действия и устройство левитатора мной уже проверены опытным путём. Создаваемая свободная сила демонстратора левитатора оказалась в точности равной расчётной силе.

С  помощью левитаторов могут быть решены все главные проблемы, в частности, при создании космического лифта.

Космический лифт может иметь устройство аналогичное, но не точное тому, что показано на рисунке. Отличие будет заключаться лишь в том, что каждые 100 метров его высоты  представляют собой отдельную стальную секцию. На конце каждой такой секции имеется специальная вставка с  левитаторами, расположенными с четырёх её сторон. Эти левитаторы в сумме  способны создавать свободную силу равную 20 тонн. Свободная сила предназначается для преодоления веса каждой секции, как указано, имеющей длину 100 метров. Каждая последующая 100-метровая секция жёстко крепиться к предыдущей секции. Таким образом, осуществляется наращивание всей высоты космического лифта с общим количеством секций, в частности, равным 360000 штук. Поскольку вес каждой секции преодолевается собственными левитаторами, то и вес всего лифта равный 20 т × 360000 шт. = 7200000 тонн = 7,2 млн. тонн заодно оказывается, таким образом,  преодолённым. Величина свободной силы, создаваемая левитаторами каждой секции, как указано, рассчитывается из расчёта преодоления её веса с необходимым запасом.

Для того чтобы при монтаже и в дальнейшем космический лифт  автоматически сохранял строго вертикальное положение левитаторы каждой секции имеют шарнирное крепление по схеме обратного маятника. Так что при наклоне части смонтированного лифта, например, влево половина левитаторов, ответственных за восстановлением лифта из этого положения, возвращают его до вертикального положения. Эти же левитаторы возвращают лифт в вертикальное направление при его наклонах вправо. Аналогичное возвращение лифта в вертикальное положение происходит при его наклонах в перпендикулярном направлении, но уже другими левитаторами, также ответственными за восстановление вертикального положения лифта. Таким образом, смонтированная часть лифта при любом отклонении от вертикального положения автоматически возвращается в исходное вертикальное положение. Причём для увеличения чувствительности к нарушению вертикального положения лифта в шарнирном креплении каждого  левитатора каждой его секции предусматривается пара шестерён, увеличивающих угол наклона левитатора в 5 раз, способствующий увеличению моментов сил по возвращению лифта к вертикальному его положению, что на практике будет содействовать фактически мгновенному восстановлению его устойчивости.

В данном примере свободная сила определена ориентировочно, но в случае необходимости, она будет определяться точным расчетом с учётом запаса прочности её конструкции и запаса суммарной свободной силы.

Вагоны подъёмника космического лифта также принимаются аналогичными, но тоже не точными по устройству тем, что изображены на рисунке. Они будут приводиться в движение собственными транспортными левитаторами с регулируемой силой тяги, которая необходима будет не только для преодоления собственного веса, но и для преодоления силы инерции ускоренного их движения до достижения скорости 150-200 км/час. Вес пассажирских, да и грузовых вагонов, с высотой уменьшается по закону обратных квадратов, поэтому тяга их левитаторов также в унисон автоматически уменьшается. Их общее количество может быть любым – несколько десятков штук, так как они располагаются с обеих сторон остова космического лифта.

Расписание движения пассажирских и грузовых вагонов должно учитывать соблюдения определённых дистанций между ними с тем, чтобы они не мешали друг другу. По прибытию наверх космического лифта они с помощью специального устройства (вертушки) перемещаются на противоположную сторону космического лифта и, соблюдая дистанцию, отправляются вниз, а в самом низу они с помощью аналогичного устройства (вертушки) вновь возвращаются на свою сторону. Этот способ позволяет сохранять вертикальное положение каждого вагона и тяги его левитаторов постоянно направленной вверх. Таким образом, вагоны всё время совершают как бы круговое движение в одну сторону, не мешая друг другу. Их тяга может лишь меняется по модулю на различных участках движения космического лифта. Такая схема и  порядок движения позволяет десяткам и даже сотням пассажирским и грузовым вагонам совершать круглосуточное движение по космическому лифту, что, несомненно, оказывается выгодным для коммерческого использования лифта. Космический лифт, таким образом, может оказаться высокорентабельным предприятием с громадой ежедневной выручкой, так как потребность в космическом туризме согласно данным уже заранее проведенными специальными исследованиями и заявленными СМИ, велика.

Каждый пассажирский вагон космического лифта должен быть герметичным и оснащённым стандартной атмосферой с регенерацией воздуха, иметь противорадиационную защиту от вредного воздействия Солнца и Космоса. Кроме того в каждом вагоне должно иметься всё необходимое (вода, провизия, средства ухода для каждого пассажира, а также средства развлечения и отдыха). Каждый вагон должен быть спроектирован для пребывания в нём не менее дюжины человек и с возможностью кругового  обзора  космического пространства. Поскольку космический лифт будет доставлять в Космос не только туристов, но и  различное оборудования, то по мере необходимости часть пассажирских вагонов будет заменяться грузовыми.

Важной особенностью предлагаемого космического лифта является то, что для него ничего дополнительного не потребуется, так как при его монтаже, будут доставляется наверх уже  готовые части лифта с помощью одной из его секций (последней по счёту) превращённой в  летающий подъёмный кран. Летающий подъёмный кран может доставлять целую группу секций, например, по 5 штук смонтированных на Земле с отрегулированной подъёмной силой каждой секции на 90 % её веса. Таким образом, подъёмный кран при транспортировке 5-ти секционного груза будет создавать подъёмную силу равную 50 процентов веса одной секции, разумеется, не считая собственного веса. При жёстком креплении вновь доставленных 5 секций тяга их левитаторов путём регулировок увеличивается до величины равной их 100-процентному весу. Такой способ монтажа космического лифта многократно сократит сроки его создания и ввода в эксплуатацию. Следует учитывать гигантские размеры космического лифта. При средней скорости, например 50 м/с, подъём наверх смонтированной части лифта последних 5-ти секций потребует  36000000 м : 50 м/с = 720000 с = 200 час = 8 суток 8 час. То есть потребуется более недели безостановочного движения! Среднюю скорость подъёма можно увеличить в 1,5-2 раза для сокращения сроков монтажа космического лифта, но это потребует принятия дополнительно особых специальных мер предосторожности.

Не следует забывать о гигантской высоте космического лифта, поэтому необходимо учитывать вес каждой 100-метровой секции который будет существенно уменьшаться с увеличением высоты, поскольку он подчиняется закону обратных квадратов. Поэтому предусматривается автоматическая простейшая регулировка тяги левитаторов, предназначенной для компенсации веса каждой секции космического лифта.

Кроме того на его массивные металлические секции будет дополнительно действовать направленная вверх центробежная сила обусловленная вращением Земли вокруг своей оси.

Поскольку вес лифта имеет направление вниз, а центробежная сила вверх, то до определённой высоты центробежная сила будет иметь значение меньше веса лифта. Затем они сравняются, после чего центробежная сила окажется больше веса космического лифта. Это произойдёт на высоте более 36000 км.

Космический лифт данной конструкции может иметь через каждую 1000 км высоты само взвешенные смотровые площадки с гостиницами, а гостиницы с ресторанами и всякого рода развлекательными аттракционами.

В качестве источника электроэнергии для всех потребителей космического лифта автором предоставляется ещё одно своё научное достижение ЭЭС – энергоидная электростанция, не нуждающаяся в постороннем источнике энергии. Каждый пассажирский вагон этого лифта получит не менее двух ЭЭС-400-1000 энергоидных электростанций с номинальным напряжением 400В и номинальной мощностью 1000 кВА. Эти электростанции являются принадлежностью каждого пассажирского вагона, поэтому перемещаются вместе с ним, что существенно упрощает использование вырабатываемой ими даровой электроэнергии. Избыток мощности двух ЭЭС, как будет показано ниже, необходим для питания электромагнитов создающих надёжную защиту пассажиров от вредного воздействия Солнца и Космоса. Кроме того не менее 10-ти таких электростанций  предусматривается использовать для наружного автономного мощного светового оснащения равномерно расположенного по всей высоте космического лифта испускаемого мощные световые потоки во все стороны для того чтобы с ним не могли сталкиваться наземные и космические летательные аппараты. Эти 10 ЭЭС-400-1000 предполагается размещать в нижней части лифта на бетонном фундаменте с целью его утяжеления.

Таким образом, данный космический лифт:

1 – не нуждается в  сверхпрочных материалах, поскольку для него вполне достаточным оказывается использование широко распространённой и сравнительно дешёвой углеродистой стали;

2 – не требует крепления массивного противовеса на верхнем конце для того, чтобы он не завалился, в особенности при любой его высоте которая оказывается меньше максимальной, пока идёт  наращивание до полной его высоты;

3 – легко и просто решает проблему, как устройства, так и перемещения пассажирских и грузовых вагонов – по внешним или внутренним боковым направляющим;

4 – не требует энергии на  перемещение пассажирских и грузовых вагонов, так как эту функцию выполняют его транспортные левитаторы;

5 – сравнительно просто решает проблему защиты пассажиров от вредного воздействия Солнца и Космоса – с помощью электромагнитов;

6 – имеет источник даровой электроэнергии, как для бытовых нужд, так и для питания электромагнитов, которым являются компактные ЭЭС – энергоидные электростанции.

Важно заметить, что не является обязательным строительство космического лифта высотой 36000 км. Можно возвести лифт в 150 раза меньшей высоты – всего равной 240 км, так как нет необходимости к чему-то закреплять его верхний конец, чтобы при раскачиваниях от внешнего воздействия он не завалился и не упал. Как указано выше он автоматически сохраняет строго вертикальное положение, несмотря на всякого рода возможные внешние воздействия. Такой лифт будет предназначен главным образом для космического туризма с целью рассмотрения земного шара сверху, а также для обозрения летающих спутников вблизи. Кроме того важнейшим достоинством такого лифта является отсутствие в нём надобности защиты от вредного воздействия радиации Солнца, так как эту роль на этой высоте успешно выполняет магнитное поле Земли. И, пожалуй, самым важным является, бо́льшим чем во столько же раз,  уменьшения его стоимости и безопасности.

Важно также обратить особое внимание на то, что предлагаемые космические лифты высотой 240 км и высотой 36000 км, будут обладать важным свойством – высокой надёжностью – они не будет ломаться потому что в них отсутствуют детали подверженные износам в кинематических парах. С этой целью, в частности, предусматривается перемещение пассажирских и грузовых вагонов по направляющим оснащённым магнитными опорами, то-есть без непосредственного контакта, поэтому исключается трение, а, следовательно, и износ сопрягаемых  поверхностей как лифта так и вагонов которые могли бы контактировать между собой и истираться. Кроме того магнитная подвеска позволяет обеспечить любую максимальную скорость движения пассажирских, а, следовательно, и грузовых вагонов.

В печати и СМИ космический лифт имеет обоснование необходимостью иметь громадную высоту не менее 36000 км с массивным противовесом главным образом только потому, что при этом не требуется закреплять его верхний конец, чтобы лифт не завалился и не упал. Поскольку при такой высоте на него действует достаточная по величине центробежная сила в результате вращения Земли вокруг своей оси. Именно благодаря наличию центробежной силы космический лифт сможет удерживаться в вертикальном положении. Под действием центробежной силы он автоматически возвращается в вертикальное положение при любых раскачиваниях от внешнего на него воздействия. При его высоте меньшей 36000 км центробежная сила уменьшается и тем больше чем меньше эта высота. При меньшей высоте она становиться недостаточной от чего он может  завалиться и упасть.

Предлагаемый же мной космический лифт, при какой угодно меньшей высоте упасть не может, поскольку при любых колебаниях он автоматически возвращается к вертикальному положению под действием моментов сил создаваемых левитаторами не одной, а всех его 100-метровых секций, начиная снизу и до самого верха. В связи с этим возникает вопрос: а надо ли строить космический лифт высотой 36000 км лишь только для того чтобы достичь такой величины центробежной силы чтобы она смогла удержать его в вертикальном положении поскольку имеется другой способ более эффективно выполняющий эту функцию? Само собой разумеется, в этом, нет ни какой необходимости. Кроме того чем меньше высота космического лифта тем меньше требуется материалов на его сооружение, тем меньше становиться его стоимость и тем становиться меньше проблем которые надо каким-то образом решать.

Что касается якобы потери возможности запуска спутников с первой и второй космическими скоростями при высоте космического лифта менее 36000 км, то эта проблема в предлагаемом лифте решается довольно просто. Спутник доставляется на вершину 240 километрового космического лифта в корзине под воздействием левитаторов. Так же как и пассажирские вагоны. Затем то устройство которое станет спутником покидает космический лифт с приобретённой скоростью, например 250 км/час, и далее продолжает ускоренное движение  в нужном направлении пока не достигнет 1-й, 2-й, 3-й или 4-й космической скорости необходимой в каждом конкретном случае в зависимости от назначения спутника. Только после этого тяга левитаторов, разгоняющая его движение до расчётной скорости, выключается. Причём следует обратить ещё раз на то, что весь этот процесс осуществляется впервые в мире без использования энергоносителя.

Таким образом, следует признать наиболее целесообразным сооружение космического лифта высотой  240 км.

В случае принятия моей основополагающей идеи космического лифта к использованию мной будут представлены:

1 – фундаментальное научное открытие определяющее принцип действия левитатора;

2 –  ноу-хау его изобретения;

3 – Основы теории левитатора;

4 – действующий образец демонстратора левитатора;

5 – видеофильм действия демонстратора.

Для создания космического лифта и последующей его эксплуатации, по-видимому, будет организован консорциум по его проектированию и изготовлению. Я же претендую только на концепцию принципиальной возможности создания космического лифта, на роль конструктора-консультанта левитатора и на победу в конкурсе теоретической возможности создания, не ломающегося космического лифта, то есть космического лифта с большим ресурсом непрерывной работы.

Колпаков Анатолий Петрович, инженер-механик.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментарии закрыты.

Этот сайт использует куки. Вы можете отказаться, если хотите Принять Прочитать больше

Живой космос cможет принять любую посещаемость благодаря кешированию WP Super Cache

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: