КОСМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС С ВНУТРЕННИМ ГРАВИТАЦИОННЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 1998 года по МПК B64G1/12 B64G1/60 

Изобретение относится к сооружению в космосе объектов с созданием в них искусственной гравитации расположенными внутри гравитационными приводами.

Известным устройством, имеющим техническое сходство с заявленным, является орбитальная станция Г. Нордунга, 1929, опубликованная в книге "Человечество и Космос", Газенко О.Г. и др. М., 1987, Наука, с. 225, принятая в качестве прототипа.

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

Недостатками прототипа являются:
- решение его в едином объеме большого веса, требующего для доставки сверхмощного ракетного корабля;
- невозможность поэтому увеличения его размеров,
- потребность "земной энергии" для его вращения,
- непригодность для применения в открытом космосе.

Техническим результатом изобретения является:
- сооружение комплекса, который может эксплуатироваться на околоземной орбите и в открытом космосе, 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.

Для достижения указанного технического результата принято решение комплекса цилиндрической формы со сквозным туннелем, проходящим по центральной продольной оси, и ограждающей поверхностью - собранных из космических строительных блоков (КСБ) с герметичной складываемой оболочкой, снабженной наружными продольными ребрами жесткости, по которым в ограждении выполняется защита от вредного влияния космического пространства из сборной облицовки.

Указанные конструкции, объединенные вместе в комплекс, для создания искусственной гравитации снабжены внутренним электрическим круговым линейным двигателем-приводом, ротор которого с постоянными магнитами укреплен к ограждению, способен его вращать, а статор, в виде облицовки с заделанной в нее рабочей обмоткой, прикреплен к кольцевому трубчатому корпусу, внутри которого размещены балансировочные грузы, перемещаемые электромагнитным полем в сторону, противоположную направлению вращения указанного ротора, и подвески для предотвращения касания грузов о стенки трубы.

Балансиры закреплены на своем участке центральной оси, опертом по концам на конструкции туннеля шарнирно, поперечные элементы жесткости, развязывающие ограждение, с туннелем соединены жестко, а сам туннель на выходах наружу, за торцы, имеет камеры для приема прибывающих кораблей, снабженные стыковочными устройствами и механизмами для создания неподвижности камер.

Герметичные секции ограждения, имеющие полную гравитацию, обеспечены сообщением между собой и туннелем по продольным коридорам между ними, по круговым и радиальным полым конструкциям элементов жесткости, с применением шлюзования.

На фиг. 1 показан продольный разрез по комплексу с показом привода и балансирного устройства; на фиг. 2 - разрез по 1-1 с показом ограждения из блок-секций, элемента жесткости, защитной облицовки, коридоров и туннеля.

В состав ККВГП входят:
1. Вращающееся сооружение цилиндрической формы в составе: бокового ограждения 1, состоящего из герметичных блок-секций 1А и торца из таких же, но светопрозрачных секций 2, выполненных из герметичных, облегченных, складывающихся космических строительных блоков КСБ с наружным каркасом жесткости, объединенным при монтаже в общий каркас, и герметичными оболочками, образующим ограждение из секций 1 и 2; полых элементов жесткости, состоящих из кольцевой части 3, раскрепленной к ограждению 1, радиальных частей 4, защемленных в конструкции туннеля 5; туннеля 5 из КСБ, жестко связанного с 4 и с ограждением торца 2, снабженного снаружи по концам камерами для приема прибывающих кораблей 8, со стыковочными аппаратами и механизмом стабилизации неподвижности камеры относительно стыкующихся кораблей; системы переходов из секций 1А по коридорам 7, по полым, кольцу 3 и радиальным частям 4 элементов жесткости в туннель 5; системы повышения безопасности, составом ограждения из отдельных герметичных секций 1А, устройством шлюзов в переходах, а также защитой от вредного влияния космического пространства сборной облицовкой 6 по каркасу ограждения 1.

2. Привод для вращения сооружения в целях создания в нем искусственной гравитации, установленный внутри комплекса, являющийся электрическим линейным двигателем, развернутым в поперечной круговой плоскости, его ротор 10 с постоянными магнитами, прикрепленный изнутри к ограждению 1, способен вращать комплекс в целом, статор 9 из облицовки с заделанной в нее проволочной обмоткой, закрепленный к кольцевому корпусу 11 независимого балансира, назначенного для стабилизации неподвижности статора, соединенного радиальными частями 4 с участком центральной оси 12, на которую жестко посажен и раскреплен оттяжками 13 балансир, причем участок 12 в стыках А и Б концами свободно оперт в шарнирах на ось 5, может в них поворачиваться.

При практическом применении изобретения заводским путем производится изготовление сборных элементов, крепежных и соединительных деталей, которые подаются в космос, где производится монтажная сборка, при которой соблюдается следующий порядок:
- собираются элементы жесткости и балансиры привода, с закреплением к ним элементов туннеля с приемными камерами;
- по собранной конструкции монтируется и закрепляется ограждение;
- выполняется облицовки по каркасу ограждения, а также монтаж различного оборудования с раскреплением к каркасу;
- производится сборка и регулировка привода;
- выполнение прочих работ по проекту.

Применение изобретения позволит добиться положительного эффекта, состоящего в следующем:
- осуществляется строительство из сборных облегченных элементов в сокращенные сроки индустриальными методами;
- транспортирование грузов кораблями малой мощности;
- снижаются затраты средств и материалов на строительство;
- создается искусственная сила тяготения, обеспечивающая лучшие возможности для пребывания в комплексе людей, для организации различных производств, лабораторий, появляется возможность посадки зеленых насаждений;
- исключается расход "земной энергии" при создании гравитации.

Изобретение относится к области строительства объектов в космосе, в которых создается искусственная гравитация с помощью внутренних гравитационных приводов. Согласно изобретению комплекс содержит цилиндрическое ограждение и сквозной центральный туннель, собранные из облегченных космических строительных блоков с герметичной складываемой оболочкой. Ограждение и туннель раскреплены кольцевыми и радиальными элементами жесткости; снаружи выполнена сборная защитная облицовка, а по торцам установлены устройства стыковки с прибывающими космическими кораблями. Привод вращения имеет круговой ротор, закрепленный на ограждении, и круговой статор - в облицовке, выполненной на трубчатом балансире, шарнирно и концентрично установленном на участке центральной продольной оси комплекса. Балансировочные грузы в трубе и ограждение с туннелем вращаются электромагнитным полем в противоположные стороны, давая неподвижность статору. Изобретение позволяет возводить космические сооружения больших размеров из облегченных элементов, доставляемых маломощными носителями, обеспечивает безопасность и условия обитания в комплексе, близкие к земным. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Космический комплекс, содержащий вращающуюся цилиндрическую часть, сквозной туннель, проходящий по ее центральной продольной оси, и привод вращения вокруг этой оси для создания искусственной гравитации, отличающийся тем, что указанная вращающаяся часть снабжена ограждением, причем ограждение и туннель выполнены сборными из облегченных космических строительных блоков с герметичной складываемой оболочкой, снабженной наружными продольными ребрами жесткости, раскреплены кольцевыми и радиальными поперечными элементами жесткости, а для защиты от вредного влияния космического пространства использована сборная облицовка по указанным ребрам с внешней стороны ограждения, при этом указанный привод вращения выполнен в виде кругового линейного электродвигателя, имеющего круговой ротор с постоянными магнитами, прикрепленный к ограждению комплекса, и статор в виде облицовки с заделанной в нее рабочей обмоткой, которые прикреплены к кольцевому трубчатому корпусу, внутри которого размещены балансировочные грузы, перемещаемые электромагнитным полем в сторону, противоположную направлению вращения указанного ротора, и подвески для предотвращения касания грузов о стенки трубы. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что указанные ограждение, поперечные элементы жесткости и туннель жестко связаны в единую, способную вращаться конструкцию, причем торцы ограждения выполнены светопрозрачными, на выходах туннеля снаружи по его торцам расположены камеры приема прибывающих кораблей, которые снабжены стыковочными устройствами и механизмами обеспечения неподвижности указанных устройств относительно этих кораблей. 3. Комплекс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанный трубчатый корпус балансира закреплен на своем участке указанной центральной оси, шарнирно опертом по концам на конструкцию туннеля. 4. Комплекс по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в образованных из указанных космических строительных блоков секциях ограждения выполнены помещения с искусственной гравитацией, которые сообщены между собой и с туннелем соответственно продольными, круговыми и радиальными коридорами с применением шлюзования, при этом круговые и радиальные коридоры выполнены в полых конструкциях соответствующих поперечных элементов жесткости.