Изобретение относится к подъемникам, приводимым в действие с помощью пневматических устройств, В66В 9/04, и предназначено для вывода с помощью подъемника груза на космическую орбиту, то есть служит наземным оборудованием для обслуживания космических кораблей, В64G 5/00, предусмотрена установка на вершине подъемника дока для строительства и ремонта космических кораблей.
1. Известны и описаны в литературе (см. статью «Космические лифты» в журнале «Юный техник» 1981 год, вып.6, с.52) космические лифты типа «Земля-Луна», содержащие спутник, вращающийся синхронно с Луной по орбите вблизи Земли, трос, соединяющий его с Луной, и контейнер или кабину, подвижно прикрепленную к тросу и перемещающуюся вдоль него с грузом. Недостатком такой конструкции является отсутствие стабильной доставки груза с поверхности Земли в контейнере на орбиту и обратно, что снижает производительность лифта.
2. Известен электропоезд для вывода груза и пассажиров на орбиту Земли (Ю.Арцутанов. В космос на электровозе. / Комсомольская правда. 31.07.1960 Воскресное приложение. А.Кларк: Фонтаны рая), включающий: 1) электропроводящий канат, собранный из тонких нитей с сечением меньше толщины человеческого волоса, один конец каната спускается на поверхность Земли или иной планеты, второй конец каната закрепляется на борту крупной космической станции, размещенной на расстоянии порядка 60000 км от Земли или иной планеты, 2) гелиоэлектростанцию на расстоянии порядка 5000 км от Земли, содержащую зеркала и подающую ток в канат, 3) локомотив и поезд с герметичными кабинами для пассажиров, движущийся вдоль каната до точки равновесия его центробежной силы и силы тяжести Земли или иной планеты под действием тока гелиоэлектростанции, генерирующего ЭДС индукции в соленоиде локомотива и вагонов, а после указанной точки под действием центробежной силы, 4) ажурные нити ограждения. Предполагалось, что скорость такого поезда составит несколько километров в секунду. Для строительства канатной дороги в зону равновесия силы тяжести и центробежной силы забрасывается искусственный спутник, на котором будет находиться в собранном виде первая нить - в минимальном сечении тоньше человеческого волоса с весом около 1000 тонн, со спутника спускаются сразу два конца этой дороги: один - на Землю, второй - в космическое пространство. Когда первая нить будет закреплена на Земле, используя ее как опору, по ней пускается автоматический «паук», который протянет вторую параллельную нить, затем третью, четвертую и т.д. Возможно использование канатной дороги для соединения поверхности Луны с поверхностью Земли. Нити изготавливаются из принципиально нового материала - углеродных нанотрубок (А.Моисеенко. В космос - на лифте. / Комсомольская правда. Клуб любознательных. 4-10 марта 2005, с.8-9). В Массачусетском технологическом университете по заказу NASA уже изготовили 90. метровый отрезок и пустили ездить по нему вверх-вниз грузовую платформу, работающую от автономного источника питания. В 2018 году американцы планируют отправить грузовую платформу в космос.
Недостатками предложенной конструкции являются:
1) отсутствует описание устройств для гашения в канате посторонних электрических колебаний, генерируемых ионосферой планеты и гелиосферой при солнечных вспышках,
2) не учитывается влияние вибраций на сверхдлинный канат,
3) отсутствует описание паука для плетения каната,
4) отсутствует промышленная база или ее описание для строительства средств производства для изготовления элементов канатной дороги,
5) отсутствует подробное описание основания башни или плавучей платформы, где будет закреплен на поверхности Земли нижний конец каната (Д.Уилсон, Е.Богорад. Вверх на орбиту. / Популярная механика, ноябрь 2002),
6) наиболее удобным местом расположения на поверхности планеты считается размещение описанного подъемника вблизи экватора, а не на высоких широтах, где расположена Российская Федерация и страны СНГ.
Известны пневматические железные дороги из раздела патентной классификации В61В 13/12, включающие в разных вариантах тоннель или трубопровод с движущимся внутри него поездом. Их недостаток - приспособленность к движению поезда лишь в горизонтальном направлении, при движении в вертикальном направлении поезду придется преодолевать значительную силу своего веса.
Известны трубопроводы пневматической почты из раздела патентной классификации В65G 51/04-51/46, внутри которых перемещается контейнер с грузом. Их недостаток - незначительная масса доставляемого груза.
Известно андрогинное устройство для стыковки космических аппаратов по патенту на изобретение РФ №2059542 С1 от 13.06.88., В64С 1/64, содержащее корпус, выдвижное кольцо с направляющими выступами и замками сцепки и амортизационно-приводную систему кольца, отличающееся тем, что с целью повышения надежности стыковки аппаратов преимущественно больших масс и габаритов и упрощения устройства за счет повышения удельной энергоемкости амортизационной системы в нем амортизационно-приводная система кольца выполнена в виде нескольких независимых пневматических амортизаторов с внешними фланцами, присоединенных на карданных шарнирах к кольцу и корпусу устройства, амортизаторы подвижно установлены в гильзах с расширенными торцами, взаимодействующими с закрепленными в корпусе пятами, в гильзах установлены пневмоцилиндры, снабженные плавающими поршнями, и выполнены продольные расточки, в которые установлены пружинные толкатели, причем толкатели и пневмоцилиндры снабжены штоками, взаимодействующими с фланцами амортизаторов и пневмоцилиндров через запорную арматуру, соединены с источниками высокого и низкого давления аппарата. Недостатком описанного устройства является недостаток в космосе аппаратов больших масс и габаритов, необходимо наладить их производство.
Известно устройство для защиты объекта в космическом пространстве по патенту на изобретение СССР №1709899 A3 от 16.11.1988, В64G 1/52, содержащее многослойную надувную оболочку, окружающую объект, отличающееся тем, что с целью улучшения условий функционирования объекта в космическом пространстве путем приближения этих условий к земным пространства между слоями оболочки заполнены газом с уменьшением давления по мере перехода от газа, окружающего объект, к газу, ограниченному наружным слоем оболочки, при этом каждый слой оболочки соединен с соседним слоем оболочки, при этом каждый слой оболочки соединен с соседним слоем оболочки по меньшей мере четырьмя соединительными элементами. Кроме того, каждый слой оболочки выполнен из материала, не препятствующего проникновению электромагнитных волн, или, наоборот, один из слоев может быть проницаем для электромагнитных волн. Кроме того, каждый слой оболочки выполнен в виде наружных пленок и расположенной между ними несущей ткани. Кроме того, пространства между объектом и внутренним слоем оболочки и между слоями оболочки заполнены инертным газом. Недостатками описанного изобретения являются отсутствие возможности извлечения объекта из оболочки и его помещения туда без нарушения целостности оболочки и отсутствие крепления объекта к внутреннему слою оболочки.
Известна аэростатическая крыша по патенту на изобретение США №4662127 от 5.05.1987, Еo4В 1/34, самоопирающаяся, самоподнимающаяся, подвижная и полностью съемная, для сопроводительных строительных конструкций, включающая очень легкую конструкцию и в качестве дополнительной конструкции оболочку, имеющую произвольную форму, множество маленьких баллонетов, заполненных гелием, расположенных внутри указанной оболочки, крышу, включающую средства крепления и гондолу, с помощью которых указанные баллонеты и средства крепления обеспечивают соответственно самоподъемность и подвижность крыши, так что указанная крыша может быть размещена на строительных конструкциях. Недостатком описанной конструкции является отсутствие разделения функции самоподъемности крыши и функции подъемности строительной конструкции, к которой она крепится, что при поддержании высотных конструкций увеличивает нагрузку на аэростат в целом, делая возможным при противофазном раскачивании двойного высотного объекта с аэростатом между его высотными частями при изгибе аэростата увеличение нагрузки на крышу и сопроводительные негибкие конструкции с их последующим растрескиванием.
Известна оболочка аэростата по заявке №2000129261/28(031017) от 22.11.2000, В64В 1/40, содержащая по крайней мере две оболочки, соединенные перемычками, отличающаяся тем, что внутренняя оболочка непроницаема для окружающей атмосферы и своего содержимого, легче окружающей атмосферы, а внешние оболочки служат для защиты внутренних оболочек от неблагоприятных факторов внешней среды, при этом аэростат имеет средства крепления к строительным конструкциям. Кроме того, оболочка может содержать средства для причаливания дирижаблей и для высадки пассажиров, при этом она выполнена в виде открытой платформы или закрытого эллинга для дирижаблей. Кроме того, оболочка аэростата может иметь водонепроницаемую одну из наружных оболочек и содержать емкость для земли, в которую посажены растения. Кроме того, одна из внешних оболочек, укрывающая внутренние оболочки полностью или частично, выполнена в виде стены, при этом аэростат является арматурным элементом строительных конструкций. Кроме того, внешняя оболочка может содержать отгороженную площадку для людей, при этом средства крепления способны менять высоту расположения площадки над землей и отсоединяться от строительных конструкций. Кроме того, в качестве перемычек между внутренней оболочкой, однокамерной или многокамерной, и наружными оболочками могут служить полые трубки, связывающие камеры с наружной средой, крепящиеся к элементам строительных конструкций и имеющие подвижные или неподвижные пробки. Экспертиза отклонила данную заявку как не удовлетворяющую требованию новизны, а практически из-за того, что я не нашел ее прототипа. Элементов новизны в ней достаточно, если сравнивать с указанной заявкой как прототипом.
Известна и распространена в продаже папка с пластмассовой молнией (например, ZIP, производимой фирмой Erich Krause), которая в отличие от одежной молнии, запирающейся на перпендикулярные движению каретки элементы, запирается на продольные элементы, параллельные движению каретки. Ее недостатком с точки зрения нового применения данной молнии в пневматическом подъемнике является возможность ее размыкания под действием внутреннего давления воздуха при расположении ее кареткой наружу.
Известен пневматический подъемник по авторскому свидетельству на изобретение СССР №829533 от 30.07.1979, В66В 9/04, содержащий две трубчатые стойки, расположенные параллельно друг другу на опорном основании и имеющие продольные прорези, снабженные уплотнителями, грузонесущий элемент, размещенный в прорезях стоек и выполненный в виде траверсы, связанной с кабиной, а также привод перемещения траверсы в виде основного поршня, установленного с возможностью перемещения внутри каждой трубчатой стойки, причем полости стоек сообщены с трубопроводами подачи сжатого воздуха, отличающийся тем, что с целью повышения экономичности и надежности он снабжен дополнительным поршнем, расположенным в каждой стойке, штоком, соединяющим между собой соответствующие основной и дополнительный поршни, и роликами, смонтированными на штоке между поршнем и опирающимися на стенки стойки, при этом на концах траверсы выполнены отверстия, через каждое из которых пропущено указанное уплотнение, контактирующее с упомянутыми роликами. Недостатком данного изобретения является то, что шток с роликами может составить значительную массу и ведет к увеличению диаметра трубопровода. Кроме того, гибкий клапан закреплен лишь в верхней части трубчатых стоек и при аварийной ситуации может быть перерезан в поперечном направлении, что приведет к его падению и забиванию трубопровода. Необходимо его крепление к краям разреза трубчатых стоек.
Известен и предлагается в качестве прототипа шахтный пневматический подъемник по авторскому свидетельству СССР №1151502 А от 25.12.1978, В66В 9/04, 17/00, содержащий герметичный ствол, воздухонагнетатель для подачи в ствол сжатого воздуха, подъемный сосуд, размещенный в стволе, и уплотнительные элементы, отличающийся тем, что с целью повышения производительности работы в условиях глубоких шахт он снабжен дополнительным стволом и установленным в нем дополнительным подъемным сосудом, при этом стволы соединены между собой в нижней части трубопроводом через регулируемый механизм.
Недостатками описанного изобретения с точки зрения доставки с его помощью груза на орбиту Земли является низкая устойчивость пары стволов к вращению Земли и порывам ветра, незащищенность его от попадания молнии, возникновение токов из ионосферы в направлении поверхности планеты, необходимо уменьшить до минимума вес стволов, которые смогут достигать 100 км в высоту. В то же время наличие пары стволов актуально при доставке груза на большую высоту.
Целью изобретения является приспособление шахтного пневматического подъемника к суборбитальной доставке грузов и использование его в качестве опоры дока для строительства и ремонта космических кораблей.
Технический результат:
- сооружение пневматического подъемника, отличного по назначению от шахтного пневматического подъемника и используемого для доставки грузов и пассажиров на высоту космической орбиты как минимум до точки невозврата, как оптимум до высоты 100 км;
- компенсация веса стволов подъемника подъемной силой аэростатов, прикрепленных к нему в нижних слоях атмосферы;
- сооружение высотных оградительных сооружений вокруг подъемника для его защиты от порывов ветра;
- размещение строящихся или ремонтируемых космических кораблей под многослойной, изолирующей их от внешней среды оболочки;
- повышение устойчивости стволов подъемника путем углубления их концов в землю и скрепления в верхней части мостками и станцией-доком с образованием пирамидоподобной конструкции со стойками в качестве ребер пирамиды;
- создание экологически безвредной конструкции для доставки грузов на орбиту;
- возможность использования и на более низких высотах: в горах, в высотных зданиях и т.п.;
- организация водо- и воздухоснабжения с поверхности планеты под многослойной оболочкой на вершине подъемника;
- использование одновременно двух кабин, поднимающихся и опускающихся в противофазе одновременно.
Этот технический результат достигается тем, что пневматический подъемник, содержащий герметичные, сообщающиеся через регулируемый механизм основные стволы и сообщающиеся с ними дополнительные стволы, каждый из которых является герметизируемой трубой из металла, собранной из отдельных секций, воздухонагнетатель для подачи в стволы сжатого воздуха, причем герметизированная труба в своей надземной части имеет продольный разрез с краями, раздвинутыми на ширину несущей кабину балки, и фланцы в виде разомкнутых напротив разреза колец, а в своей подземной части не имеет разреза, при этом каждый ствол содержит уплотнительные элементы, представляющие из себя застежку-молнию - две образующие разъемное соединение полоски, содержащие параллельные краям продольного разреза ствола вогнутости и выпячивания с возможностью соединения вогнутостей и выпячиваний одной полоски с соответствующими вогнутостями и выпячиваниями второй полоски с герметизацией ствола и с возможностью их разъединения или соединения кареткой, свободные, смыкаемые-размыкаемые, края полосок размещены глубоко внутри трубы, достигая ее центра, а неподвижные края полосок являются продолжением изолирующего диэлектрического материала, покрывающего металлическую трубу снаружи, сверху и снизу несущей кабину балки прикреплена пара кареток с возможностью размыкания полосок перед движущейся балкой и смыкания полосок за ней, а внутри каждого ствола вдоль стенки трубы и вдоль краев полосок с обратной стороны от вогнутостей и выпячиваний молнии расположены параллельные прямые желоба, отличается тем, что каждая секция подземной части соединена с выше и нижележащей секциями втулочным соединением, как и самая верхняя подземная секция с самой нижней надземной секцией, в каждом стволе содержится пара поршней, нижний из которых крепится к каретке, присоединенной снизу несущей кабину балки, а верхний конец крепится к каретке, присоединенной сверху несущей кабину балки, причем поршни сделаны из самосмазывающихся материалов, имеют на боковых поверхностях ребра, вставляемые в упомянутые желоба, несут ролики, вставляемые в те же желоба выше и ниже ребер и имеют глубокий до центра симметрии надрез, куда вставляются полоски молнии, надрез поршня имеет собственные ребра и ролики, которые вставляются в желоба полосок, при этом ствол содержит пару электронасосов воздухонагнетателей, нижний из которых расположен в горизонтальной трубе с заслонкой, соединяющей основной и дополнительный стволы у поверхности планеты с возможностью перемещения воздуха между нижними поршнями основного и дополнительного стволов, верхний расположен в самой верхней точке подъемника с возможностью перемещения воздуха между верхними поршнями основного и дополнительного стволов; к горизонтальным трубам, соединяющим основной и дополнительный стволы у поверхности планеты и в верхней части подъемника, примыкают открытые трубы с заслонками и насосами с возможностью регулирования давления в стволах путем подкачки и откачки воздуха в пространствах основных и дополнительных стволов под нижними поршнями и над верхними поршнями; стволы собраны в стойки, объединяющие четное количество стволов и образованные кольцами большого диаметра, содержащими на наружных боковых поверхностях параллельные желоба, мостками, соединяющими фланцы стволов друг с другом и кольцами большого диаметра; составным трубообразным баллонетом, состоящим из разделенных на вертикальные секции, внешних по отношению к кольцам большого диаметра элементарных баллонетов, которые соединяются в единое целое параллельными арматурами в виде колец, самая верхняя и самая нижняя арматуры в виде колец несут ролики, вставленные в желоба колец большого диаметра с возможностью вращения на роликах вертикальной секции составного трубообразного баллонета под действием ветра вокруг двух соседних колец большого диаметра, трубообразной защитной оболочкой, прикрепленной снаружи составного трубообразного баллонета, у нижнего края секция трубообразной оболочки несет кольцеобразный щиток, прикрывающий щель между соседними секциями трубообразной оболочки, внутренними по отношению к кольцам большого диаметра баллонетами, прикрепленными стержнями к мосткам и кольцам большого диаметра, молниеприемниками молниеотвода в виде колец, которые прикреплены снаружи трубообразной защитной оболочки, несут заостренные шипы-штыри и которые присоединены к общему заземленному изолированному проводу, проходящему вдоль одного из стволов; на перекрещивающихся балках, прикрепленных к парам кареток стволов, размещена герметичная кабина, кроме того, имеется стойка, содержащая трубу с водяным паром, трубу с воздухопроводом холодного воздуха, трубу вентиляции, трубу канализации, трубы с водяным паром и холодным воздухом покрыты теплоизоляцией и выполнены с возможностью смешения холодного воздуха и пара наверху подъемника для получения воды; кроме того, имеется стойка, содержащая трубу с входным кабелем электропроводки, трубу с выходным кабелем электропроводки, трубу с входным кабелем связи, трубу с выходным кабелем связи; все стойки собраны в пирамидоподобную конструкцию, вблизи вершины пирамиды они пересекаются, а выше места пересечения соединяются параллельными поверхности планеты мостками; в верхней точке стойки с кабинами крепятся к переходным отсекам станции-дока, состоящей из базового блока, стыковочных отсеков и переходных отсеков; в верхней точке стойки с трубами и с кабелями крепятся к стыковочным отсекам станции, станция окружена сферической многослойной оболочкой, слои которой объединяются в единое целое соединительными элементами в виде стяжных тросов, стоек или жестких распорок, которая заполнена воздухом или газом, в разной степени заполняющим пространство между слоями: под внутренним первым слоем давление воздуха или газа равно атмосферному, далее убывает от слоя к слою, и которая пронизана в одной половине двумя подковообразными мембранами, состоящими из двух половин каждая с возможностью при откачивании воздуха из-под оболочек и при открытии ножницеобразными движителями раскрытия верхней полусферы оболочки и доступа строящихся или ремонтируемых космических станций, их блоков и иных космических аппаратов в пространство под первым, внутренним слоем оболочки при раскрытии внутренней и внешней мембран и в пространство под внешним слоем оболочки при раскрытии внешней мембраны; ножницеобразные движители образованы ножницеобразными размыкателями мембран на две половины, приводимыми в движение осевыми стержнями поршней, под которые поступает воздух из общего входного отверстия в паре соосных цилиндров; при этом части стоек, находящиеся в безвоздушном пространстве, не содержат составного трубообразного баллонета и роликов, так что трубообразная защитная оболочка крепится непосредственно к кольцам большого диаметра, на которой также размещаются антенны радиосвязи и телесвязи; пространство вокруг подъемника обнесено оградительными сооружениями - ветроломами, каждый ветролом образован вертикальными стойками, содержащими по одной трубе арматуры и вращающиеся трубообразные оболочки; вертикальные стойки расположены в непосредственной близости друг от друга с минимальным зазором, образуя четыре вертикальные плоскости, две из которых расположены под тупым углом друг к другу, а еще две вторые параллельны первым, пространство между плоскостями замкнутое, поскольку с боков оно тоже огорожено вертикальными стойками; при наблюдении сверху из космоса оградительные сооружения образуют многолучевую звезду, образованную первыми из описанных плоскостей, а вторые из плоскостей, расположенные под тупым углом к первым, образуют шипы на лучах звезды; в центре звезды размещен подъемник; вертикальные стойки ветролома содержат по одной трубе, фланцы которой соединены с кольцами большого диаметра мостками, вокруг кольца большого диаметра расположена вращающаяся вокруг него трубообразная защитная оболочка, которая у верхнего и нижнего краев каждой секции имеет арматуру в виде кольца, к которой крепятся ролики, вставленные в желоба на внешней боковой поверхности кольца большого диаметра; с внутренней стороны вертикальных стоек плоскости ветролома между желобами крепятся мостки, соединяющие противостоящие вертикальные стойки параллельных плоскостей, мостки каждой упомянутой пары стоек соединены внутри ветролома перпендикулярными им мостками с образованием горизонтальной решетки, соединяющей все стойки в единое целое; кольцо большого диаметра обнесено у каждой вертикальной стойки неподвижным кольцеобразным щитком, разомкнутым в месте выхода мостков, соединяющих вертикальные стойки параллельных плоскостей, прикрывающим щель между соседними вращающимися секциями защитной трубообразной оболочки;
внутри вертикальных стоек размещены баллонеты с подъемным газом, крепящиеся изнутри к кольцам большого диаметра и к мосткам при помощи стержней.
Кроме того, подъемник по п.1 может отличаться тем, что на трубах вертикальных стоек ветроломов, на трубе канализации, на трубе с выходным кабелем связи, на одном из стволов подъемника каждой стойки крепятся вертикальные рельсы, имеющие периодически повторяющиеся отверстия для движения самоходной установки; на мостках, кольцах большого диаметра и содержащих вертикальные рельсы фланцах стволов располагаются перила с поручнями на одном уровне, а самоходная установка представляет из себя кресло с ремнями крепления пассажира, с подставкой под ноги, с крюками в дне снизу для подвешивания груза, с зубчатой передачей, крепящейся к спинке кресла для движения вдоль рельса, с рычагом двух коробок передач двух мотоциклетных двигателей; при этом зубчатая передача состоит из зубчатых колес с возможностью при вращении зацепления зубьями за отверстия в рельсе, зубчатых колес с возможностью вращения от приводов мотоциклетных двигателей, цепи типа велосипедной, передающей вращение от второй к первой группе зубчатых колес.
Описание фигур
На фигурах представлены следующие объекты.
На фиг.1 - принципиальная схема движущего элемента подъемника, на фиг.2 - основной или дополнительный ствол подъемника на горизонтальном срезе, на фиг.3 - Срез ББ поршней 5 и 6 в стволе подъемника, на фиг.4 - срез ЕЕ поршней 5 и 6 в стволе подъемника, на фиг.5 - срез ДД поршней 5 и 6 в стволе подъемника, на фиг.6 - срез ВВ каретки, на фиг.7 - срез ГГ кареток верхнего и нижнего поршней, на фиг.8 - соединение нижней наземной и верхней подземной секций ствола, на фиг.9 - стойка подъемника с трубами паропровода, воздуховода холодного воздуха, вентиляции и канализации, на фиг.10 - стойка подъемника с кабиной для космонавтов и грузов, на фиг.11 - боковой вид ЖЖ рельса для самоходной установки, на фиг.12 - вид сзади самоходной установки, на фиг.13 - вид сбоку самоходной установки, на фиг.14 - общий вид 33 верхней части стоек подъемника, на фиг.15 - вид со стороны Земли станции дока для строительства и ремонта космических кораблей, на фиг.16 - схема расположения подковообразной мембраны, вид спереди, на фиг.17 - схема расположения подковообразной мембраны, вид сбоку, на фиг.18 - движитель подковообразной мембраны, на фиг.19 - кнехт, на фиг.20 - смеситель холодного воздуха и водяного пара, на фиг.21 - схематическое изображение вида сбоку на одну из стоек подъемника перед началом подъема, на фиг.22 - схематическое изображение вида сбоку на одну из стоек подъемника в процессе подъема, на фиг.23 - схематическое изображение вида сбоку на одну из стоек подъемника в конце подъема, на фиг.24 - верхняя часть монтируемого подъемника в момент стыковки стоек, на фиг.25 - горизонтальный срез оградительного сооружения - ветролома, на фиг.26 - общая схема расположения на поверхности планеты и вблизи нее подъемника и ветроломов, вид сверху, на фиг.27 - вертикальный срез участка ветролома с одной трубой, на фиг.28 - ролики трубообразной защитной оболочки элемента ветролома.
Цифрами на фигурах обозначены
на фиг.1 и ниже: 1 - основные стволы подъемника, 2 - дополнительные стволы подъемника, 3 - кабины, 4 - опорные балки, 5 - верхние подъемные поршни, 6 - нижние подъемные поршни, 7 - нижние электронасосы стволов у поверхности планеты, 8 - верхние электронасосы стволов на станции, 9 - электронасос для регулирования давления в системе сообщающихся стволов, 10 - воздухозаборник, открывающийся в атмосферу на Земле, вентиляционную трубу на станции или в воздухохранилище при расположении подъемника на другой планете, 11 - заслонка для впуска-выпуска воздуха в систему сообщающихся стволов;
на фиг.2 и ниже: 12 - полоски, 13 - заклепки, 14 - фланец секции трубы ствола, 15 - горизонтальные соединительные мостки, 16 - металлическая труба ствола, 17 - продольные желоба в стенке трубы 16 и полосок 12, 18 - изолирующий диэлектрический материал снаружи трубы, 19 - провод молниеотвода, 20 - диэлектрическая муфта вокруг 19, 21 - продольный разрез в стенке ствола для установки полосок 12;
на фиг.3 и ниже: 22 - тело поршня 5 или 6, 23 - ребра поршня 5 или 6, 24 - ролики, 25 - стенка каретки, 26 - укрепительные выступы каретки, 27 - крышка каретки, 28 - загибы боковых стенок каретки;
на фиг.4 и ниже: 29 - перегородка каретки;
на фиг.5 и ниже: 30 - выпячивания полосок 12, 31 - вогнутости полосок 12;
на фиг.6, 7 и ниже: 32 - загибы перегородки 29, 33 - щель между загибами 28 стенок 25 и загибами 32 перегородки 29 с полосками 12 в ней;
на фиг.8 и ниже: 34 - нижняя надземная секция ствола 1 или 2, 35 - верхняя подземная секция ствола 1 или 2, 36 - перегородка, отделяющая пространство с рабочим телом (воздухом, подаваемым насосами 7) и пространство тупиковой нижней части трубы, 37 - верхний край с резьбой типа втулки верхней подземной секции ствола 1 или 2, 38 - горизонтальная труба насоса 7, соединяющая стволы 1 и 2, 39 - уровень поверхности планеты, 40 - сопрягаемое с 37 кольцо с резьбой секции 34;
на фиг.9 и ниже: 41 - труба водяного паропровода, 42 - теплоизоляция, 43 - труба воздуховода холодного воздуха, 44 - фланцевое соединение секций труб, 45 - труба вентиляции, 46 - труба канализации, 47 - внутренние баллонеты с подъемным газом, 48 - кольцо большого диаметра, 49 - рельсы для самоходной установки, 50 - внешние элементарные баллонеты трубообразного баллонета, компенсирующие вес защитной оболочки, 51 - составной трубообразный баллонет, 52 - трубообразная защитная оболочка, 53 - молниеприемник молниеотвода, 54 - ролики трубообразного баллонета, 55 - стержни крепления внутренних баллонетов, 56 - перила с поручнями;
на фиг.10 и ниже: 57 - баллонеты с подъемным газом, компенсирующие вес 1) ближайших к ним стволов, 2) верхних секций ствола той же стойки в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха атмосферы, 3) секции трубообразной защитной оболочки той же стойки в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха, 4) ближайшего кольца большого диаметра 48 и его мостков 15, 5) мостков 15 и кольца большого диаметра 48 той же стойки в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха, 6) рельсов 49 на уровне баллонетов и в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха, 58 - андрогинный агрегат стыковки;
на фиг.11 и ниже: 59 - отверстия в рельсе 49 для удержания зубчатых колес самоходной установки;
на фиг.12, 13 и ниже: 60 - цепь типа велосипедной, 61 - зубчатые колеса для движения вдоль рельса 49, 62 - зубчатые колеса для вращения цепи 60, 63 - кресло, 64 - мотоциклетные двигатели в футляре, 65 - бензобаки, 66 - крюки для груза, 67 - баллон со сжатым газом для дозаправки баллонетов 47, 50, 57, 68 - подставка под ноги, 69 - рычаг регулирования скорости и направления движения, 70 - ремни безопасности, 71 - шланг баллона 67;
на фиг.14 и ниже: 72 - центральный отсек базового блока, 73 - переходные отсеки, 74 - стыковочный отсек стойки с трубами воздухопроводов, 75 - иллюминаторы, 76 - многослойная надувная оболочка, 77 - балки, соединяющие переходные отсеки с верхними кольцами большого диаметра 48, 78 - кнехты для невесомости, 79 - кабели антенн;
на фиг.15 и ниже: 80 - соединительные элементы слоев оболочки 76, 81 - базовый блок станции дока, 82 - стыковочные отсеки станции дока, 83 - стыковочный отсек стойки с кабелями питания и связи, 84 - антенны радиосвязи, 85 - антенны телевидения, 86 - две подковообразные мембраны, 87 - места вхождения труб воздухопроводов, 88 - места вхождения кабелей;
на фиг.16, 17 и ниже: 89 - места присоединения слоев оболочек 76 позади мембраны 86, 90 - стойка со стволами подъемников, 91 - стойка со стволами труб воздухопроводов, 92 - стойка с кабелями;
на фиг.18 и ниже: 93 - вакуум, 94 - винты, вокруг которых происходит вращение, 95 - ножницеобразный размыкатель мембраны, 96 - поршни, 97 - осевые стержни поршня, 98 - упоры для фиксации положения поршней, 99 - стенки цилиндра, 100 - отверстие для подачи воздуха; стрелкой обозначено направление подачи воздуха для смыкания мембраны;
на фиг.19 и ниже: 101 - собственно кнехт, 102 - колпак, 103 - вертикальная щель в колпаке, 104 - канат, 105 - зажимная гайка;
на фиг.20 и ниже: 106 - ответвление трубы паропровода, 107 - ответвление трубы с холодным воздухом, 108 - ответвление вентиляционной трубы с воздухом комнатной температуры, 109 - крышка заслонки, 110 - сужение воздуходинамического сопротивления, 111 - решетка для сбора конденсата, 112 - выходное отверстие смеси воды и воздуха, стрелками показано направление движения воздуха, пара и воды;
на фиг.21-23 и ниже: 113 - поверхность планеты, 114 - условная граница стратосферы, 115 - грозди (связки) стратостатов, 116 - грузы для крепления нижнего конца стойки и лежащей горизонтально перед подъемом стойки, 117 - метеорологические зонды, 118 - спутник для визуального наблюдения за зондами и стратостатами, 119 - результирующая сила воздействия на стойку ветров, 120 - направление попутного для подъема стойки ветра, 121 - направление препятствующего подъему стойки ветра, 122 - взаимопротивоположные направления стабильных ветров, изгибающих стойку 90 со стратостатами, 123 - отвязанные стратостаты, достигшие верхней границы стратосферы, 124 - стратостаты, отвязанные у места приложения ветров во избежание дрожания стойки 90, 125 - дирижабли, 126 - стыковочный трал, 127 - системы для связи со спутником и с системами отсоединения стратостатов, 128 - космическая станция;
на фиг.24 и ниже: 129 - обруч трала 126, 130 - тросы крепления трала 126 к стойке 90, 131 - металлические изогнутые трубы с упорами 132 и капканообразными захватами 133, 134 - сеть с крупными ячейками, 135 - гарпун, 136 - трос гарпуна;
на фиг.25 и ниже: 137 - труба элемента ветролома, 138 - ее фланцы, 139 - угол отклонения ветрового потока;
на фиг.26 и ниже: 140 - ветроломы, 141 - станция-док, стрелкой указано направление вращения планеты;
на фиг.27 и ниже: 142 - кольцо большого диаметра с увеличенным расстоянием между желобами 143 для роликов, 144 - кольцеобразный щиток для прикрытия щели между соседними по вертикали трубообразными защитными оболочками, 145 - место присоединения мостков 15 снаружи кольца большого диаметра 142;
на фиг.28: 146 - колеса роликов, 147 - держатель колес, 148 - опорная арматура в виде кольца, 149 - кольцеобразные крепления трубообразной защитной оболочки к опорной арматуре, 150 - оси колес.
Кабина 3 установлена на четырех перекрещивающихся балках 4, каждую балку 4 приводит в движение пара стволов подъемника 1 или 2, то есть всего 8 стволов. На фиг.1 стволы второй - четвертой пар не приведены, поскольку их конструкция сходна с изображенной. Для доставки легких грузов можно использовать и пару стволов, но тогда потребуется облегченная кабина без должной герметизации и надежности, поэтому выбрана тяжелая кабина, подобная орбитальному отсеку кораблей «Союз» или грузовому отсеку кораблей «Прогресс». Для экономии электроэнергии насосов 7 и 8 на части рабочего цикла установки каждая пара стволов 1 одной кабины соединена с парой стволов 2 другой кабины. Кабины стволов 1 и 2 спускаются и поднимаются в противофазе: в то время как одна начинает спуск из самой верхней точки подъема, вторая - из самой нижней, потом они меняются местами. Пространство стволов 1 и 2 под нижними подъемными поршнями 6 является сообщающимся. Пространство стволов 1 и 2 над верхними подъемными поршнями 5 также является сообщающимся. Названия «основной» и «дополнительный» являются условными, поскольку стволы 1 и 2 равноправны и функционально меняются местами: сначала спуск кабины происходит в одной паре стволов, в другой паре стволов -подъем второй кабины, потом, наоборот, вторая кабина спускается, первая поднимается.
В работе установки выделяются три этапа. На первом этапе верхняя из пары кабин сообщающихся стволов находится выше точки невозврата (т.е. точки, выше которой отпущенное тело не падает на поверхность Земли, а начинает орбитальное движение), тогда гравитационная сила Земли ее вниз не тянет, требуется внешнее усилие для сдвига ее с места. Для этого открываются заслонки 11 при насосах 7 и 8, включаются насосы 7 и 8, вызывая движение воздуха в сосудах 1, которое спускает кабину вниз. Из стволов 1 под поршнями 6 воздух направляется под поршни 6 поднимаемой кабины, а из стволов 2 над поршнями 5 воздух направляется к поршням 5 спускаемой кабины, вторая кабина поднимается. На втором этапе после прохождения верхней кабиной точки невозврата она начинает падать на Землю, вытесняя своим весом воздух под поршнями 6 в стволы 2 и поднимая вторую кабину. На этом этапе насосы 7 и 8 можно выключать, экономя электроэнергию. На третьем этапе спускаемая и поднимаемая кабины оказываются на одном уровне, для продолжения движения снова включаются насосы 7 и 8. По окончании движения заслонки 11 при насосах 7 и 8 закрываются. Открытие заслонок для начала нового цикла движения происходит по условному сигналу, например по радиосигналу или путем переговоров верхнего и нижнего операторов по телефону, сотовому или обычному.
Давление внутри сосудов 1 и 2 можно регулировать: выше поршней 5, открывая заслонку 11 при верхнем насосе 9 и включая верхний насос 9, ниже поршней 6, открывая заслонку 11 при нижнем насосе 9 и включая его. Например, повышая давление на первом этапе над поршнями 5, можно повышать скорость движения спускаемой кабины, под поршнями 6 - скорость движения поднимаемой кабины. С помощью насосов 9 происходит компенсация возможных утечек воздуха в космическое пространство из верхней части ствола. Скорость спуска в отличие от прототипа регулируется преимущественно не заслонками, а работой насосов 7 и 8. Например, при смене силы тока в обкладках электронасоса 7 или 8 с помощью реостата переменного сопротивления меняется скорость их вращения, а следовательно, скорость поступления воздуха из стволов 1 в 2 или из 2 в 1. Такая регуляция скорости более точная, чем с помощью заслонок, поскольку реостат переменного сопротивления можно откалибровать до самых малых значений тока. Средняя скорость спуска или подъема выбирается порядка 1,39 м/с (100 км за 20 часов). На разных участках спуска - подъема ее можно варьировать.
Насосы 7-9 способны вращаться в обе стороны: 7 и 8 - при смене спускаемой и поднимаемой кабин, 9 - при отсасывании или нагнетании воздуха в систему сообщающихся сосудов стволов. Верхние насосы 8 и 9 получают электроэнергию от аккумуляторных батарей станции, нижние насосы 7 и 9 - из земной электрической сети.
Стволы 1 и 2 устроены одинаково (фиг.2, 5), так что на фигурах можно цифру 1 заменить на цифру 2 или поменять их местами. Они состоят из отдельных секций, имеющих фланцевое соединение 14. Фланцы соседних секций привариваются друг к другу и могут дополнительно скрепляться заклепками 13, тоже привариваемыми к фланцу во избежание утечек. Секция представляет из себя трубу 16 с продольным разрезом 21, края которого раздвинуты друг от друга для установки полосок 12, которые являются продолжением диэлектрической оболочки трубы 18. При изготовлении секции диэлектрическая оболочка наклеивается на трубу 16 путем предварительного подогрева с последующим застыванием. Для лучшего сцепления 16 и 18 наружная стенка 16 должна быть шершавой, чтобы мест сцепления было больше. При обертывании 18 вокруг 16 они могут свариваться, например, путем радиоактивного облучения, как имеет место при изготовлении электрических кабелей. При изготовлении секции края разреза 21 трубы 16 образуются либо путем вырезания прямоугольной полоски по размеру разреза 21 в цельной трубе, либо путем вертикального надреза с раздвиганием краев до размеров разреза 21.
В трубе 16 выполнены вертикальные желоба 17 (фиг.2-5), в которые вставляются ребра (выступы) 23 поршней 22 (5 и 6) из самосмазывающихся материалов и ролики 24, чтобы избежать вращения поршней вокруг вертикальной оси симметрии с закручиванием полосок 12. Ребра 23 имеются только на боковых гранях поршней, верхняя и нижняя грани поршней плоские. На грани поршня, обращенной в сторону выреза 21 трубы, имеется глубокий надрез, щель - желоб для полосок 12. Для лучшего прижатия полосок 12 друг к другу в них также выполнены желоба 17, куда входят ребра 23 и ролики 24, расположенные в упомянутом надрезе поршня 22. Обращенные друг к другу края полосок 12 имеют вогнутости 31 и выпячивания 30, подогнанные точно по размеру друг к другу (фиг.5, 7). При прохождении полосок 12 через глубокий разрез в 22 вогнутости 31 и выпячивания 30 плотно вжимаются друг в друга, образуя соединение по типу молнии, но не одежной с контактом ребрышек, установленных поперек движения каретки, а папочной с соединением вдоль движения каретки. Полоски секций ствола 1, 2, находящиеся в вакууме, выполняются из самосмазывающихся материалов, чтобы избежать их сваривания друг с другом.
Первая каретка папочной молнии (фиг.7) присоединяется сваркой к телу 22 верхнего поршня 5, вторая каретка - к телу нижнего поршня 6. А именно привариваются с одного края стенки 25 каретки, перегородка 29, крышка 27 и укрепительные выступы 26. Последние предназначены лишь для увеличения площади контакта каретки с поршнем, более прочного соединения еще и боковых плоскостей крышки каретки и ее стенок через 26 к 22. Каретки с поршнем и балкой 4 могут быть выполнены цельнолитыми либо соединяются друг с другом сваркой.
Функция двух кареток - смыкать и размыкать обратно полоски 12 путем прижатия их друг к другу и вжатия вогнутостей 31 и выпячиваний 30 друг в друга и размыкать молнию вокруг балки 4. В других местах молния застегнута, ствол герметичен благодаря также тому, что полоски 12 обращены внутрь ствола и глубоко в него проникают. Если бы полоски были обращены наружу и торчали из ствола, то внутреннее давление воздуха могло бы разомкнуть контакт между вогнутостями 31 и выпячиваниями 30 с разгерметизацией стволов. При внутреннем расположении полосок давление воздуха в стволе лишь плотнее прижимает полоски 12 друг к другу, пытаясь их вывернуть наизнанку и вытолкнуть из ствола через щель 21. Но они сопротивляются выталкиванию благодаря своей упругости. Увеличение толщины полосок повышает их упругость, делая контакт более надежным. Размыкание полосок 12 первой кареткой и их смыкание второй кареткой происходит благодаря поступлению полосок в щель 33 между выступами стенок 28 и выступами перегородки 32 (фиг.6). Выступы 32 образуют треугольный клин, который своей вершиной раздвигает полоски 12 при размыкании или обеспечивает их плавное вхождение (соскальзывание) выпуклостей и вогнутостей полосок друг в друга при их смыкании.
Стволы подъемника 1 и 2 имеют значительную высоту (порядка 100 км). Для их закрепления они втыкаются глубоко в землю (в почву, грунт планеты), то есть имеют нечто подобное стержневой корневой системе деревьев, но без разветвления отростков. Соединение надземной и подземной частей стволов представлено на фиг.8. Нижняя секция 34 надземной части проникает нижним своим концом неглубоко в почву. Чтобы воздух из трубы 38, проходя в вертикальный ствол 1 или 2, не завихрялся в погруженном в почву участке трубы 34, что будет эквивалентно установлению воздуходинамического сопротивления на пути его движения, имеется перегородка 36 для плавного вхождения воздуха из 38 в 1 или 2. Труба 38 соединена со стволами 1 и 2 путем сварки.
Для соединения секций ствола под землей применено втулочное соединение между 37 и 40, поскольку фланцы 14 при их наличии цеплялись бы за грунт при погружении ствола под землю, либо пришлось бы оставлять большие щели между поверхностью трубы и краем фланца. На самой нижней подземной секции ствола установлен бур типа применяемого при бурении нефтяных скважин (не показан на фигурах). Для установления корневой системы применяется платформа для бурения нефтяных скважин. По мере углубления в скважину на погруженную в землю верхнюю секцию 35 ввинчивается следующая секция 35, образуя втулочное соединение типа соединения между 37 и 40, показанное на фиг.8. Когда глубина скважины достигает величины не менее 200 м, к верхней подземной секции 35 присоединяется нижняя надземная секция 34, к которой присоединяется остальная надземная часть ствола. В щель между подземной частью трубы и стенкой скважины закачивается жидкий бетон, который при застывании обеспечивает их более плотный контакт.
Стволы подъемника, несущие одну кабину 3, объединяются в стойки, объединяющих пучки стволов по 4 пары (фиг.10). Кроме стоек 90 с кабинами, которых может быть четное число, не менее двух у одного строения станции-дока 141 (на фиг.26 показано 8 стоек, седьмая и восьмая стойки не видно, поскольку загораживаются станцией-доком 141), имеется еще стойка 91 с трубами воздухопроводов и паропроводом (фиг.9, 15-17) и стойка 92 с кабелями электропитания и связи (фиг.16-17). Фланцы 14 стволов крепятся друг к другу и к кольцу большого диаметра 48, охватывающему пучок стволов на одном уровне горизонтальными мостками 15 (фиг.10). Фланцы 44 труб воздухопроводов и паропровода, как и твердых оболочек кабелей, также скрепляются горизонтальными мостками друг с другом и с кольцами большого диаметра (фиг.9). Между стволами 1 или 2, как и между трубами воздухопроводов и паропровода, так и между трубами твердых оболочек кабелей и мостками 15 внутри кольца большого диаметра 48 устанавливаются баллонеты с подъемным газом соответственно 57 или 47, которые компенсируют вес 1) ближайших к ним стволов или труб, 2) верхних секций ствола или трубы той же стойки в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха атмосферы, 3) секции трубообразной защитной оболочки той же стойки в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха, 4) ближайшего кольца большого диаметра 48 и его мостков 15, 5) мостков 15 и кольца большого диаметра 48 той же стойки в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха, 6) рельсов 49 на уровне баллонетов и в безвоздушном пространстве и пространстве разреженного воздуха. При изготовлении баллонеты 47 и 57 отливаются в изложницах переменного профиля (см. заявку 2003102738/02(003024) патент на изобретение №2246374). Баллонеты 47, 57 крепятся к мосткам 15 и кольцу большого диаметра 48 путем приваривания к стержням 55. На мостках 15, кольце большого диаметра 48 и на одной из балок 4 установлены перила с поручнями 56, чтобы по ним мог двигаться обслуживающий персонал, не боясь упасть на большой высоте.
На фиг.10 не показано устройство стойки с внешней стороны кольца большого диаметра 48, поскольку оно сходно с таковым у стойки с трубами (фиг.9) и образовано подвижным относительно колец 48 составным трубообразным баллонетом 51 на уровне атмосферы, компенсирующим вес трубообразной оболочки 52 и молниеприемника вокруг стойки. Молниеприемник соединен с заземленным проводом 19, который проходит между стенками баллонетов 50, по одному из мостков 15, и спускается по одной из стоек (фиг.2), продетой через муфты 20 и фланцы 14 ее секций, в землю. В разреженном и безвоздушном пространстве баллонет 51 отсутствует, а трубообразная защитная оболочка 52 крепится неподвижно сразу к кольцу большого диаметра, например, на заклепках. Соседние кольца большого диаметра имеют у стоек подъемника на боковой поверхности два параллельных желоба, в которые вставляются ролики 54 трубообразного баллонета 51. В верхний желоб нижележащего кольца 48 и в нижний желоб вышележащего кольца 48 вставляются ролики одного трубообразного баллонета 51, которые расположены на отдельных опорных арматурах в виде двух колец, к которым приварены держатели осей колес (подобно таковым на фиг.27). Баллонет 51 состоит из отдельных элементарных баллонетов 50, которые образуют единое целое благодаря креплению их оболочек заклепками с герметизацией мест крепления, например, клеем к арматуре в виде колец с роликами напротив колец большого диаметра 48 и к арматуре в виде колец без роликов в пространстве между кольцами 48. К оболочкам элементарных баллонетов 50 снаружи стойки крепится заклепками с герметизацией мест крепления, например, клеем наружная трубообразная защитная оболочка 52. Она представляет из себя правильную непромокаемую трубу, которая вместе с баллонетом 51 вращается под действием внешнего ветра на роликах 54 вокруг колец большого диаметра 48. Щели между трубами соседних секций оболочки 52 прикрываются кольцеобразными щитками, прикрепленными к краю вышележащей секции.
Защитная трубообразная оболочка 52 секций, находящихся в безвоздушном пространстве, крепится непосредственно к кольцу большого диаметра 48, поэтому существует переходное кольцо большого диаметра 48 с одним нижним желобом для роликов. Верхний желоб у такого кольца отсутствует, на его уровне оболочка 52 крепится непосредственно к кольцу 48. Чтобы прикрыть сверху зазор, равный ширине элементарного баллонета 50 вдоль радиуса стойки, оболочка 52 выше верхнего последнего трубообразного баллонета 51 на уровне верхней части переходного кольца большого диаметра 48 образует крышку в виде кольца с загибом-щитком, подобным щитку 144 на фиг.27. Выше крышки трубообразная оболочка 52 не вращается.
Баллонеты 51 сделаны вращающимися на роликах в атмосфере, чтобы снизить нагрузку, приходящуюся на единицу площади поверхности защитной оболочки 52. При наличии стабильного ветра одного направления или порывов ветра одного направления они будут воздействовать непрерывно на одни и те же площадки трубообразной оболочки 52 с одной стороны, если она будет неподвижной. При вращении оболочки 52 вокруг своей оси нагрузка распределяется по всей площади оболочки 52, то есть поочередно на площадки оболочки 52, находящиеся на одном уровне, образуя кольцеобразный пояс площадью
Здесь R - радиус внешней поверхности защитной оболочки 52, h - высота ветрового потока. Импульс, придаваемый оболочке 52 ветром за время одного оборота оболочки вокруг оси за время t2, равен
Здесь F2 - сила воздействия ветра на площадь S2 вращающейся оболочки, р - давление на оболочку молекул воздуха, содержащихся в одном порыве ветра или потоке стабильного ветра за время t2. За то же время t2 у неподвижной оболочки 52 без роликов ветер постоянно действовал бы с одной стороны на площадь, равную
Здесь обозначения те же, что в формулах 1, 2. На горизонтальном срезе площадки S1 она выглядит как половина окружности, обращенная в сторону ветра, а импульс, придаваемый неподвижной оболочке 52 за время t2, равен
Здесь F1 - сила воздействия ветра на площадь S1 неподвижной оболочки, обращенную к ветру. Таким образом,
То есть при равномерном вращении баллонетов 51 вращающаяся оболочка снижает нагрузку в два раза по сравнению с неподвижной оболочкой. Даже если оболочка не будет вращаться полностью, а лишь раскачиваться, делая неполный оборот сначала в одну, а потом в обратную сторону, все равно площадь S2 будет больше S1 во столько раз, во сколько длина части окружности на поперечном срезе поворачивающейся оболочки 52
больше длины полуокружности неподвижной оболочки 52
Здесь n - часть окружности, соприкасающейся в среднем с ветром за одно колебание.
На уровне атмосферы стойки не соединены друг с другом, поскольку отстоят на значительное расстояние, на десятки километров. В верхней части выше точки невозврата стойки соединены друг с другом корпусом станции (фиг.14) и мостками 15, продолжающимися за пределы колец большого диаметра 48, соединяя соседние кольца большого диаметра стоек в единую конструкцию (фиг.16, 17). Стойки подъемника наклонены к вершине. То есть, только две центральные стойки, присоединенные к станции-доку 141 снизу, стоят строго вертикально на продолжении радиуса планеты, если провести его линию от центра планеты к вершине подъемника. У центральной стойки угол между балкой 4 и осями стволов 1 или 2 подъемника равен 90°, как показано на фиг.3, 4, 8. У боковых стоек он равен величинам 90°-α, 90°+α, где α - угол наклона стволов к поверхности Земли 39 в точках пересечения осей симметрии стволов 1 или 2 (фиг.17). Благодаря наклону стоек площадь основания подъемника больше площади поперечного сечения станции, как у пирамиды, что придает устойчивость конструкции при вращении Земли и при воздействии на нее ветров. Стойки, в отличие от строго пирамидальной конструкции, пересекаются у самой вершины конструкции с образованием угла β (фиг.17). На уровне точки пересечения они соединяются мостками 15, которые образуют точку опоры рычагов. Мостки 15, соединяющие стойки выше точки пересечения, на коротком плече рычагов, позволяют удерживать в соединенном состоянии всю высоту стоек. Боковые стойки имеют высоту большую, чем 100 км, 100 км имеют в высоту только центральные стойки, служащие катетами вертикальных треугольников, образованных ими, поверхностью планеты и каждой из боковых стоек. По теореме Пифагора
Здесь А - высота боковой стойки, В - высота центральной стойки (100 км), С - расстояние на поверхности Земли между центральной и боковой стойками. Например, при С=20 км, А≈102 км, при С=10 км A≈100,5 км.
Стойки 90 с кабинами 3 крепятся сваркой в верхней точке к переходным отсекам 73 станции-дока при помощи балок 77 (фиг.14) Стойки с трубами воздухо- и паропроводов 91 и с кабелями 92 крепятся к стыковочным отсекам соответственно 74 и 83 путем сварки фланцев верхних секций труб 44 с корпусом отсека 74 или 83.
Станция-док представляет из себя базовый блок 81, к которому через стыковочные отсеки 82, 83, 74 пристыкованы переходные отсеки 73. В отличие от станций «Мир» и «Альфа» базовый блок 81 имеет не два андрогинных агрегата стыковки, плюс четыре у переходного отсека, всего 5, а 8, по числу стоек, умноженному на 5 агрегатов в каждом переходном отсеке, всего 40. Может быть и другое четное количество агрегатов, в зависимости от числа стоек, несущих стволы 1 и стволы 2. Наличие стыковочных блоков связано с тем, что базовый блок находится не в открытом космосе, а окружен многослойной оболочкой 76, и переходные отсеки 73 вынесены в пространство за вторым слоем оболочки 76, а базовый блок 81 расположен в пространстве внутри первого слоя оболочки 76. Внутри первого слоя поддерживается атмосферное давление заполняющего его воздуха, между следующими слоями давление убывает. В заявке №2000129261/28(031017) от 22.11.2000, В64В 1/40, описанной среди прототипов и аналогов, предлагается следующее соотношение между давлением газа и диаметром охватывающего его слоя оболочки 76 соответственно: 1 атм - 1,33 м, 0,1 атм - до 13,3 м, 0,01 атм - до 133 м. Согласно расчетам прототипа при диаметре внутреннего слоя 10 м давление газа может быть 0,2 атм, что соответствует парциальному давлению кислорода на Земле. Благодаря наличию воздухопроводов и увеличению прослоек внутри каждого слоя оболочки давление 1 атмосфера может поддерживаться внутри гораздо большего объема, выбранного так, что в нем убирается базовый блок станции 81, который должен содержать отдельный люк для выхода и работы космонавта без скафандра в этом пространстве. Под вторым слоем оболочки до границы первого и второго слоя располагаются стыковочные отсеки 74, 82, 83, один из них также должен иметь люк для выхода космонавта в скафандре в это пространство. В пространстве под третьим слоем оболочки до границы второго и третьего слоя, где давление низкое, могут быть пристыкованы к переходным отсекам и убираются целые станции типа станции «Мир» с длиной 33 м, шириной 27 м или «Альфа» с длиной 108 м и шириной 74 м, тогда во втором случае диаметр третьего слоя оболочки должен быть в два раза больше: не 133, а 266 м. Выход космонавта в пространство между вторым и третьим слоями совершается в скафандре через люк переходного отсека. Слои оболочки объединяются в единое целое соединительными элементами 80 в виде стяжных тросов, стоек или жестких распорок. Каждый слой может быть выполнен из наружных пленок и расположенной между ними несущей ткани из нескольких прослоек. Пленки могут быть выполнены из поливинилиденфторида и политетрафторэтилена, а ткань - из стекловолокна. У прототипа аппарат размещается под неразмыкаемой оболочкой, на фиг.15-18 представлена размыкаемая оболочка 76 в виде двух подковообразных мембран 86, делящих верхние полусферы между первым и вторым слоями 76 и отдельно между вторым и третьим слоями оболочки на четверть сферы.
Для размыкания каждой мембраны откачивается воздух из пространства под первой и второй оболочками и позднее под третьей оболочкой, для чего служит ответвление трубы канализации, имеющее собственную заслонку и насос. После чего раздвигаются ножницеобразные размыкатели 95 путем нагнетания воздуха в цилиндры 99, для чего закрывается заслонка ответвления трубы канализации, выпускающая воздух через отверстия 100, и открывается заслонка ответвления трубы вентиляции 45, впускающая воздух в отверстие 100. Смыкание мембран происходит в обратном порядке: сначала отсасывается воздух из цилиндров 99, затем закачивается воздух под слои оболочки до заданного давления, которое прижимает смыкаемые половины мембран 86 друг к другу, для чего открывается заслонка ответвления трубы вентиляции, впускающего воздух под оболочки 76. На фиг.18 изображен ножницеобразный размыкатель нижней мембраны 86, которая ближе к центру. Ножницеобразный размыкатель второй мембраны выглядит точно так же, но половины оболочки 86 не доходят до вершины угла размыкаемых захватов 95 вблизи винта 94 и располагаются на расстоянии от него, равном высоте нижележащей мембраны 86.
Пространство под первым слоем оболочки 76 может служить для ремонтных работ отсоединенных блоков станций типа «Мир» или «Альфа». Ремонтируемый блок не пристыковывается к базовому блоку 81, а крепится к нему канатами 104 за кнехты для невесомости 78 (фиг.19). Кнехт для невесомости 78 представляет из себя собственно кнехт 101, на который наматывается канат 104 и сверху надевается колпак 102, имеющий вертикальную щель 103 для входящего каната 104 и его выходящего конца и крепящийся к корпусу базового блока 81 зажимной гайкой 105. Благодаря кнехтам 78 стыковка ремонтируемого и базового блоков не требуется, что упрощает задачу их сближения. Пространство между первым и вторым слоями оболочки 76 недоступно для космических аппаратов, первая оболочка пришита к нижней мембране 86 на уровне 89 (фиг.16), место сшивания герметизируется. Пространство между вторым и третьим слоями оболочки доступно для целых космических станций и предназначено для их стыковки с базовым блоком 81 в целях загрузки, смены экипажа, ремонта больших объемов снаружи космонавтом в скафандре и т.п. Если космических станций будет много, то на запусках грузовых и пилотируемых кораблей можно при наличии подъемника сильно сэкономить, поскольку кабина 3 может подниматься и опускаться два раза за сутки, а всего кабин 8 штук. Благодаря наличию многих переходных отсеков 73 под третий слой оболочки может быть помещена не одна станция, или одна станция может быть разбита на отдельные блоки, каждый из которых пристыкован к станции-доку, что ускорит загрузку. На станции-доке возможен не только ремонт старых станций, но и монтаж новых станций и других космических аппаратов.
На внешнем слое оболочки 76 могут быть размещены элементы солнечных батарей. Если внешние слои оболочки сделать прозрачными для электромагнитного излучения, то элементы солнечных батарей могут размещаться и на внутренних слоях оболочки. Электроснабжение станции также осуществляется по электрокабелям отдельной стойки, но не постоянно, а путем зарядки в отсутствие гроз в атмосфере аккумуляторов станции, то есть включается периодически ненадолго.
На действующих орбитальных пилотируемых станциях объем воды, доставляемой экипажу, сильно ограничен. Наличие в стойке 91 трубы с водяным паром 41 и трубы с холодным воздухом 43 позволяет экипажу получать воду в неограниченном количестве. Для получения водяного пара на поверхности Земли строится котельная, для получения холодного воздуха - морозильные камеры. Первая может быть также использована для отопления близлежащих домов, вторые - в качестве овощебазы или мясохранилища. Трубы 41 и 43 снабжены теплоизоляцией 42, поэтому фланцы их секций 44 для крепления мостков 15 имеют радиус, больший, чем фланцы 14 стоек пневмоподъемника. Получение воды на станции осуществляется в смесителях (фиг.20) на станции-доке. Для регуляции напора при постоянной температуре выходящей в виде капелек в струе воздуха воды в смеситель подается также воздух комнатной температуры, что достигается поворотом ручки крышки заслонки 109 в трубе 108. Регуляция температуры воздушно-водяной смеси осуществляется крышками заслонок 109 в трубах 106, 107. Регуляция влажности (количества капелек воды) в воздушно-водяной смеси осуществляется крышкой заслонки 109 в трубе 106. Водяной пар, поступая из трубы 106 и смешиваясь с холодным воздухом, конденсируется в более крупные капли на решетке 111 благодаря также расширению внутритрубного пространства с охлаждением воздуха после сужения 110. После использования воздушно-водяная смесь втягивается в канализационную трубу 46. Таким образом, в стойке 91 с трубами имеется 4 трубы 41, 43, 45, 46 (фиг.9). Если они изготавливаются из металла, то их необходимо покрыть диэлектрической изоляцией от атмосферного электричества подобно изоляции 18 ствола 1 или 2. Трубы могут быть изготовлены и из металлопластика. Кабели электропроводки в стойке 92 располагаются в диэлектрических трубах и крепятся к кольцам большого диаметра так же, как трубы на фиг.9. Имеются входной и выходной электрические кабели, входной и выходной кабели связи. Диэлектрические фланцы у соседних труб могут быть склеены или приварены друг к другу, например, радиацией.
В стойках 91, 92 кабина 3 отсутствует, поэтому в случае поломок, а также для периодической дозаправки баллонетов 47 и 50 подъемным газом, который будет просачиваться через оболочки баллонетов и утекать в небольших количествах в атмосферу, используется самоходная установка (фиг.11-13). Для дозаправки баллонеты 50, 47 и 57 имеют выходные отверстия с клапанами, стыкующиеся со шлангами 71 баллонов для дозаправки 67. Используется самоходная установка и в стойках 90 в случае поломки и застопоривания кабин 3. Самоходная установка представляет из себя кресло 63 с ремнями безопасности 70, в которое усаживается рабочий, одетый в зависимости от высоты подъема в обычную одежду, зимнюю одежду и кислородную маску или в скафандр, и поднимается вертикально вверх без кабины вдоль рельсов 49, закрепленных на трубах или стволах. На спинке кресла 63 закреплены оси зубчатых колес 61, которые при вращении цепляются зубьями за отверстия 59 вертикального рельса 49, закрепленного на канализационной трубе 46, трубе кабеля связи или на одном из стволов подъемника 1 или 2 путем приваривания к фланцам 44 или 14, привинчивания к диэлектрическим фланцам кабелей связи и креплению к диэлектрическим трубам кабелей на зажимных кольцах. Канализационная труба имеет более короткие фланцы 44, чем труба с теплоизоляцией. Фланцы первой не будут изгибаться при длительном использовании благодаря своему меньшему радиусу. Колеса 61 приводятся во вращение цепью 60, похожей на велосипедную, но более массивной. Цепь вращается зубчатыми колесами 62, приводимыми в движение приводами от двух мотоциклетных двигателей 64. Скорость движения регулируется рычагом 69, как и направление движения вверх-вниз, через две коробки передач двух мотоциклетных двигателей. Ко дну кресла 63 на крюках 66 подвешивается доставляемый на высоту груз. Чаще всего это баллон 67 со сжатым подъемным газом для дозаправки баллонетов 50, 47, 57. В отличие от металлических тяжелых баллонов, имеющих большой вес, баллон 67 делается из пластмассы для снижения веса. Кресло 63 имеет подставку под ноги 68 для облегчения перелезания из кресла на мостки 15 с поручнями 56. Поручни 56 крепятся и к фланцу 44 или 14, на уровне мостков 15, несущему рельсы 49, чтобы обезопасить перелезающего от падения.
Средствами монтажа подъемника являются космическая станция типа станции «Мир» или «Альфа», современная ракетно-космическая техника, дирижабли, стратостаты (С.В.Ревзин. Свободное воздухоплавание. М.: ДОСААФ, 1951), буровое оборудование для добычи нефти и газа, скафандры для работы в открытом космосе и сварочные аппараты для сварки в вакууме.
На первом этапе монтажа после планировки и необходимых подготовительных мероприятий в грунте планеты производится бурение и вкручивание корневидных продолжений стволов в образованные скважины с помощью бурового оборудования вышеописанным способом.
На втором этапе монтажа при помощи ракет на орбиту Земли или другой планеты, если монтаж подъемника осуществляется не на Земле, выводятся элементы конструкции подъемника, размещаемые в космосе: блоки станции-дока (фиг.14-15), мостки 15 крепления стоек друг к другу (фиг.16-17), слои оболочки 76 и ее соединительные элементы 80. Последние два в сложенном виде и в разобранном виде размещаются в грузовых кораблях типа «Прогресс».
На третьем этапе на орбите производится стыковка из доставленных элементов станции-дока. Монтируются оболочки вокруг станции. В оболочках 76, обращенных к Земле, остаются отверстия для входа стоек подъемника. Одновременно на поверхности Земли изготавливаются баллонеты для поддержания и подъема стволов подъемника. Готовятся и располагаются вдоль мест горизонтальной укладки стволов грузы на поверхности планеты.
На четвертом этапе на поверхности планеты в горизонтальном положении монтируются стойки подъемника, которые прикрепляются пеньковыми канатами вокруг всего корпуса к грузам на поверхности. В качестве грузов могут служить любые тяжелые предметы: бетонные плиты, железнодорожные составы, Белазы, Камазы и прочие грузовые автомобили с грузом и т.п. (фиг.21). К будущим верхним концам стоек крепятся тралы (фиг.24). Будущий нижний конец стойки крепится к грузу подвижно. Последнее осуществляется путем крепления тросами к уже установленным корневидным продолжениям ствола с заведением за фланцы самой нижней надземной стойки ствола петли, например затяжного узла (здесь и далее названия стандартных морских узлов указаны по «Военно-морскому словарю для юношества» Москва: изд. ДОСААФ, 1988, с.554-556) и путем обвязывания вокруг конструкции груза с закреплением концов шлюпочными узлами. Грузом могут служить троллейвозы, вагоны, суда на мели или другая тяжелая техника и бетонные конструкции. Крепление тросов за крюки, вбитые в тяжелые конструкции и за выступы тяжелых конструкций, не рекомендуется, поскольку крюки могут быть вырваны, а выступы выворочены. Тросы, удерживающие нижний конец стойки, должны быть металлическими. Для справки грузоподъемность дизель-троллейвоза достигает 135 тонн, и это без учета его собственной массы (Новый политехнический словарь, М.: Большая Российская энциклопедия, 2000, с.557). Массы нескольких таких троллейвозов достаточно для удержания нижнего конца поднимаемой стойки.
К верхнему кольцу большого диаметра 48 стойки 90 крепится стыковочный трал 126 неметаллическими тросами 130, связанными затяжными морскими узлами на концах со шлагами. Стыковочный трал представляет из себя цельнометаллический обруч большого диаметра 129 с радиально расположенными трубами, между которыми натянуты тросы мелкой металлической сетки. Радиальные трубы в центре пересечения содержат стойку, перпендикулярную плоскости обруча, крепящуюся нижним концом к месту пересечения радиальных труб, а верхним концом - изогнутых радиальных труб 131, второй конец которых тоже связан с обручем 129. На изогнутые радиальные трубы натянута сеть с крупными ячейками. В целом конструкция 126, прикрепленная сверху стойки 90, напоминает шляпку гриба. На трубах и на обруче содержатся упоры - направленные наружу шляпки гриба короткие трубки 132 с капканообразными захватами 133 на верхних концах.
Расположение стоек перед подъемом, кроме указанного выше преимущества для расположения вдоль железных дорог, карьеров, берегов водоемов, определяется преимущественно дующими в данное время года в верхних слоях атмосферы в данной местности ветрами. Если таковые отсутствуют, то пары стоек располагаются на поверхности планеты подобно лепесткам раскрытого цветка и монтируются сначала любые две пары, наиболее удобные с точки зрения направления ветров, с последующим присоединением в благоприятную погоду остальных пар. Если предсказуемое направление ветра существует благодаря присутствию крупных океанских течений у берега или горных складок, то стойки укладываются параллельно друг другу в сторону навстречу ветру верхними концами.
На пятом этапе подъема баллонеты стоек заполняются подъемным газом, к стойкам прикрепляются на тросах связки стратостатов. Если карта ветров позволяет, начинают подъем стойки (фиг.22-23), отвязывают грузы везде, кроме нижнего конца стойки. Сильный ветер в верхних слоях стратосферы не обязательно является фактором, мешающим строительству:
1) попутный ветер 120 способен значительно ускорить доставку верхнего конца стойки 90 дирижаблями в заданную точку стыковки, поскольку стойка подобна мачте парусного корабля, а стратостаты подобны парусам, что позволяет регулировать подъем,
2) доминирующее над более слабыми ветрами и более хаотичными ветрами нижних слоев атмосферы способно придать результирующей силе 119 действия всех ветров на стойку подъемника определенное прогнозируемое направление.
Для постоянного диагностирования текущей ветровой обстановки необходимо:
1) запустить первую группу метеорологических зондов из мест как вблизи и вдоль поднимаемых стоек 90, так и в радиусе вокруг них, определяемом текущей метеорологической обстановкой как произведение средней скорости полета зонда на предполагаемое время монтажа, и начать подъем стоек сразу после достижения первой группой метеорологических зондов верхних слоев атмосферы, тогда можно будет убедиться в наличии в верхних слоях стратосферы требующихся течений ветра и в отсутствии сильных взаимопротивоположных течений на одной высоте 122 над местом подъема,
2) за 3-5 минут до начала подъема, в зависимости от изменчивости ветровой обстановки, и за 30 секунд до начала подъема над поднимаемыми стойками произвести запуски метеорологических зондов второй и третьей групп.
За отклонением зондов наблюдают со спутника 118, расположенного на геостационарной орбите над местом монтажа. По поведению свободных метеорологических зондов судят о будущем поведении стратостатов в гроздьях 115.
Закрепленная пеньковыми канатами к грузу на земле стойка отсоединяется от груза путем перерубания канатов вручную по команде, например, с радиотелефона. Сначала перерубаются канаты вблизи будущего верхнего конца, потом постепенно, по мере его подъема, все ближе к нижнему концу стойки. Гроздья стратостатов 115 крепятся не непосредственно к стволам 90, а к неметаллическому канату, привязанному морскими узлами типа рыбацкого штыка к каждому стволу стойки через одинаковые расстояния, что позволяет более равномерно распределить нагрузку на стволы и демпфировать рывки стратостатов. Тогда одной гроздью 115 будет считаться группа стратостатов, привязанная морскими узлами типа рыбацкого штыка к участку продольного неметаллического троса между двумя соседними креплениями последнего к стволу 90 стойки. Благодаря разной длине тросов крепления стратостатов к продольному неметаллическому тросу гроздь вначале подъема содержит десятки стратостатов. По мере достижения стратостатом верхней границы стратосферы, где он будет сдуваться, он отцепляется не автоматически, а под контролем со спутника 118 и по команде (радиосигналу) с поверхности земли от 127. Стратостат может быть отцеплен и раньше для уменьшения парусности стойки 90. Устройства для отцепления стратостатов от поднимаемого ствола известны из уровня бытовой техники и оружейной техники:
1) средство дистанционного включения каналов телевизора в виде пульта управления имеется в каждом современном телевизоре, мощность сигнала, посылаемого с пульта, может быть увеличена с помощью усилителя и параболической антенны,
2) спусковой механизм, позволяющий нажатием на курок при помощи бойка воздействовать на патрон, присутствует в каждом ружье,
3) электромагнитная форсунка применяется в системах дозации топлива современных автомобилей.
Исходя из перечисленных средств, отцепление стратостата по команде с Земли будет выглядеть следующим образом: после радиосигнала, посланного с Земли от 127, срабатывает реле, нажимающее курок спускового механизма, заостренный боек которого, ударив по обмотке, крепящей короткий конец рыбацкого штыка к длинному концу со стратостатом, будет разрезать ее, освобождая последний. При этом ветровая нагрузка на стойку 90 будет снижаться подобно тому, как это бывает на участке мачты без паруса. Регуляция парусности также может осуществляться путем подачи радиосигнала с Земли, открывающего форсунки, выпускающие подъемный газ из стратостата, в результате чего его объем, а следовательно, и парусность будут временно уменьшены. В верхних слоях стратосферы с высотой объем стратостата значительно увеличивается из-за падения атмосферного давления в верхних слоях атмосферы, поэтому после стравливания газа его объем после дальнейшего подъема будет восстанавливаться, а затем оболочка продолжит раздуваться, увеличивая парусность.
Минимальные требования, предъявляемые к радиосигналу: 1) диапазон его частот выбирается с учетом возможности прохождения через ионосферу, 2) он должен по форме отличаться от одиночных импульсов естественного происхождения, генерируемых ионосферой, для чего форсунки должны быть включены в цепь с фильтрами радиочастот.
Для придания устойчивого положения собираются стволы не менее чем из двух пар стоек, которые поднимаются в вертикальное положение одновременно. Парные стойки соединены между собой пеньковыми канатами, чтобы не удалялись слишком далеко от места стыковки.
При достижении стратостатами зон с сильным непопутным ветром, дующим навстречу направлению подъема, или двумя встречными, резко меняющими направление ветрами, грозди стратостатов отвязываются от ствола автоматически радиосигналом с Земли. Слабый непопутный ветер компенсируется сдуванием стратостатов с уменьшением их парусности. Непопутный ветер может появиться вновь в середине подъема, поэтому за подъемом наблюдают со спутника 118 на протяжении всего его времени. Для корректировки наклона ствола применяются дирижабли с манипуляторами. В верхней точке подъема тралы стоек соприкасаются друг с другом, попадая в капканообразные захваты 133 друг друга, установленные на упорах 132, что придает стойкам устойчивое положение относительно друг друга. Далее нижние концы стоек привариваются к корнеобразным продолжениям.
Низкая высота стратосферы не является препятствием для строительства конструкции, которая менее чем в два раза выше нее (высота стратосферы зависит от широты местности, над которой она расположена, поэтому одной цифрой ее выразить нельзя). Даже, наоборот, отсутствие воздуха в месте стыковки вершин стоек будет способствовать стабилизации условий стыковки, поскольку воздушный ветер там отсутствует, место столкновения потоков солнечного ветра с атмосферой также находится ниже. Строящийся лифт уместно сравнить с поплавком, который может высоко высовываться из воды, хотя уровень воды находится ниже его вершины. Хотя выталкивающая сила со стороны стратостатов приложена к стойке 90 в нижней части ее конструкции, эта сила больше силы веса стойки, кроме того, нижний конец стойки неподвижно прикреплен к поверхности с помощью груза. В конце подъема большая длина конструкции приводит к неудобному рычагу приложения выталкивающей силы стратостатов к нижней половине стойки, преимущественно вблизи поверхности планеты, которая будет суммироваться с силой ветра, слишком медленно поднимая стойку в вертикальное положение. Это подобно открыванию двери путем приложения силы вблизи косяка, где петли, а не за ручку. Эта проблема решена экстенсивным увеличением количества стратостатов, крепления их к стволу гроздьями, а не по-одному. Тогда площадь, на которую действует попутный ветер, увеличится, а вместе с ней увеличится и результирующая сила, поворачивающая стойку в вертикальное положение 119. Выталкивающая сила будет уравновешиваться в конце подъема силой натяжения упомянутых тросов, привязанных к грузу на земле вблизи нижнего конца стойки, что позволит держать стойку 90 в вертикальном положении, поворачивая ее до момента остановки с помощью дирижаблей и космической станции с манипуляторами.
На шестом этапе при помощи гарпуна 135 со станции-дока стреляют в тралы, гарпун запутывается в их сетях. Для этого на корпусе одного из нижних отсеков станции крепятся гарпунометатели. Когда стойка 90 оказывается в вертикальном положении (фиг.23), в сетку трала 126 из гарпунометателя производится выстрел. Проникнув сквозь крупные ячейки сети 134, гарпун 135 ударяется о нижерасположенные мелкие ячейки сети, натянутой на обруч 129, его лапы раскрываются, не позволяя ему быть выдернутым обратно - мешает сеть 134. Количество гарпунов должно превышать количество соединяемых стоек на случай промаха. Тросы трала 136 должны быть металлическими, выдерживающими большую нагрузку при работе двигателей станции-дока.
Подтягивают станцию-док на тросах 136 к тралам. Далее космонавты выходят в скафандрах в открытый космос и производят сварочные работы мостков со стойками и присоединение оболочек 76 к оболочкам 52, отсоединяют тралы от колец большого диаметра, присоединяют их к переходным отсекам станции-дока. Далее станция включает двигатели и набирает высоту, натягивая тросы гарпунов. Гарпуны увлекают за собой и сближают тралы, если они еще не сблизились, до тех пор, пока плоскости тралов 126 не пересекутся и не наложатся друг на друга с защелкиванием капканообразных захватов 133. Далее по тросам 136 спускаются космонавты со сварочными аппаратами, с помощью манипулятора станции подаются к месту сварки трубы мостков 15, соединяющих верхние концы стоек в космическом пространстве (фиг.16-17). Трубы должны быть покрыты изолирующим металл веществом, места сварки также покрываются изолирующим веществом. Далее рубятся тросы 130, отцепляются гарпуны от тралов, космонавты возвращаются на станцию, ее манипулятор отводит тралы 126 от стоек 90 и сбрасывает на Землю. Еще один выход в космос понадобится, чтобы соединить стойки 90 балками 77 с корпусом переходных отсеков.
Кроме описанного монтажа с поверхности планеты возможен монтаж из космоса, но для него потребуется несколько космических станций (по паре на одну стойку), имеющих манипуляторы, с помощью которых будут опускаться смонтированные в космосе стволы на поверхность планеты. Для компенсации падения стволов на поверхность планеты понадобится работа двигателей станций, то есть затраты топлива будут значительными. Монтаж из космоса наиболее удобен для строительства подъемников на других планетах, не на Земле, где более уместен монтаж с поверхности.
На седьмом этапе все операции, кроме шестого этапа, повторяются для строительства ветроломов (монтаж ветролома см. ниже).
Пространство вокруг подъемника обнесено оградительными сооружениями - ветроломами. Ветроломы разбивают набегающий на них ветровой поток на отдельные струи и отклоняют их в сторону от направления движения на подъемник (фиг.26).
Отдельный ветролом образован вертикальными стойками, содержащими вращающиеся трубообразные оболочки (фиг.25), которые расположены рядом друг с другом с минимальным зазором, образуя две плоскости, расположенные под углом 139 друг к другу. Первая плоскость установлена таким образом, чтобы образовывать вместе с подобными плоскостями других ветроломов луч звезды, если смотреть на ветроломы издали и сверху, в центре которой располагается подъемник. Вторая плоскость установлена под углом 139 к первой и направлена в сторону от направления на подъемник, под тупым углом к линии, описывающей луч звезды. В случае направления ветрового потока в сторону подъемника он огибает оградительные сооружения вдоль лучей звезды и разрезается путем поворота отдельных потоков на угол 139 на отдельные потоки, текущие в сторону от направления на подъемник почти параллельно друг другу. В основании лучей звезды два ветролома описанной конструкции повернуты задней частью навстречу друг другу с образованием обтекаемого сооружения, направленного острым концом от подъемника (фиг.26). Острый конец также делит набегающий на него и движущийся в направлении на ветролом ветровой поток пополам и отклоняет обе половины на угол 139. На фиг.26 звезда имеет 9 лучей и 9 галочек у их основания.
Поскольку ветер может дуть не только в направлении на подъемник, ветролом содержит образованные упомянутыми вертикальными стойками параллельные двум описанным плоскости, загораживающие описанные с обратной стороны по отношению к ветру, дующему в сторону подъемника. 4 плоскости соединены между собой во внутреннем пространстве мостками 15. Чтобы ветер не попадал в пространство между параллельными плоскостями, оно отгорожено упомянутыми вертикальными стойками и с боков, является замкнутым.
Каждая вертикальная стойка образована трубой 137, к фланцам которой прикреплены два рельса 49 (на фиг.25 не показаны) для движения самоходной установки. Мостками 15 труба крепится к кольцам большого диаметра 142, вокруг которых, как это было ранее описано, обращается трубообразная защитная оболочка 52, не содержащая баллонетов 51. Отсутствие последних объясняется тем, что внутренние баллонеты 47 в описанной конструкции несут вес только одной трубы 137 и кольца большого диаметра 142, поскольку в безвоздушном пространстве ветроломы отсутствуют, так как ветра там нет. Мостки 15 между плоскостями ветролома являются продолжением мостков внутри вертикальных стоек и на пересечении друг с другом мостки привариваются друг к другу с образованием прочной горизонтальной решетки, скрепляющей конструкцию в горизонтальной плоскости (фиг.25). Отличия от конструкции стоек подъемника с трубами, кабелями или стволами 90-92 видны на вертикальном срезе вертикальных стоек ИИ (фиг.27). Необходимость скрепления в горизонтальной плоскости решеткой из мостков 15 требует выхода мостков из щели между двумя соседними секциями трубообразной защитной оболочки 52. В то же время эта щель с наружной стороны ветролома должна быть прикрыта от ветра кольцеобразным щитком, который будет задевать мосток 15 упомянутой решетки при вращении трубообразной защитной оболочки 52, если кольцеобразный щиток будет крепиться к вышележащей секции трубообразной защитной оболочки. Высота кольца 142 больше, чем у кольца 48, на высоту мостков 15. К мосткам 15 баллонеты 47 также крепятся на стержнях 55 (фиг.27). В отличие от роликов 54 баллонетов 51 ролики в вертикальных стойках ветролома крепятся непосредственно к трубообразной защитной оболочке 52 без внешних баллонетов 50 через опорную арматуру 148 в виде кольца вокруг желоба 143 (фиг.28). Держатели 147 осей 150 колес 146 роликов 54 приварены к арматуре 148, а она на кольцеобразных креплениях 149 крепится к оболочке 52 заклепками 13 с герметизацией места крепления.
Монтаж ветролома сходен с монтажом стойки подъемника, но тралы не требуются, поскольку вертикальные стойки могут быть скреплены в горизонтальной плоскости на земле перед подъемом мостками 15. Поэтому с помощью гроздей стратостатов 115 будет подниматься не отдельная стойка, а сразу весь ветролом.
Подъемник может быть приспособлен к работе в околоземном пространстве и обслуживать небоскребы, горные курорты, шахты и прочие околоземные сооружения. Тогда станция отсутствует, ветроломы вокруг отсутствуют, высота подъемника незначительная и соответствует высоте сооружения, которое он обслуживает, стойки с трубами и кабелями отсутствуют, стойки с кабинами параллельны друг другу и не пересекаются в вершине, кабина не герметизирована.
Подъемник может быть построен на другой планете, не на Земле. Тогда к нему необходимо пристроить резервуары для воздуха или иного газа, в которые будут открываться воздухозаборники 10. Если у описанной конструкции на Земле самосмазывающийся материал полосок применяется только у верхних секций, находящихся в безвоздушном пространстве, то на другой планете такие полоски придется устанавливать по всей длине ствола, если у планеты нет атмосферы или она слабая. На планете с малой гравитацией и без атмосферы баллонеты с подъемным газом подъемнику не требуются.
На фигурах 29, 30 изображены:
фиг.29 - молниеприемник, вид в вертикальном разрезе, фиг.30 - схема работы ветролома.
Цифрами на фигурах обозначены:
на фиг.29: 151 - кольцеобразный щиток, 152 - диэлектрическое крепление, 153 - металлическое кольцо, 154 - шип-штырь, вставленный в отверстие в металлическом кольце 153, 155 - углубление в кольце 48 для ввинчивания крепления 152,
на фиг.30: 156 - направление ветра - первоначально набегающих на ветролом потоков, 157 - отраженный от ветролома поток, 158 - отклоненный ветроломом поток, 159 - результирующая скоростей течения первоначального и отраженного потоков после объединения, 160 - результирующая скоростей течения первоначального и отклоненного потоков после объединения.
Изобретение относится к подъемникам и предназначено для вывода с помощью подъемника груза на космическую орбиту и для обслуживания космических кораблей. Подъемник содержит герметичные, сообщающиеся через регулируемый механизм основные и дополнительные стволы, поднимающие герметичную кабину. Каждый ствол является собранной из отдельных секций герметизируемой трубой с вертикальным разрезом, в который вставлена застежка-молния, размыкаемая с разгерметизацией ствола при движении кабины вдоль молнии и смыкаемая при прохождении кабины. Стволы собраны в стойки (90) с составными трубообразными баллонетами, молниеприемниками молниеотвода. Имеются стойки с кабинами, с водопроводом, вентиляцией, канализацией и стойка с кабелями электропитания и связи. Кабина приводится в движение поршнями стволов. Пространство вокруг подъемника обнесено ветроломом. Подъемник присоединяется к космической станции (128), окруженной заполняемой воздухом многослойной оболочкой, раскрываемой с возможностью размещения под ней космических станций. Изобретение расширяет арсенал подъемных средств. 1 з.п. ф-лы, 30 ил.
| RU 2002109848 A1, 10.02.2004 | |||
| БИРЮКОВ Ю | |||
| Мы построим лестницу до звезд | |||
| - Техника молодежи, 1984, №5, с.30-33 | |||
| Пневматический подъемник | 1979 |
|
SU829533A1 |
| Устройство для защиты объекта в космическом пространстве | 1988 |
|
SU1709899A3 |
