搜索
设为首页收藏本站
建筑时空 首页 建筑业界 建筑科技 查看内容

英国:哥特式教堂建筑结构启发太空天梯设计

2014-7-21 16:01| 发布者: ccbuild| 查看: 1218| 评论: 0

摘要:   目前,英国工程师 彼特· 德比内伊(Peter Debney) 指出, 哥特式大教堂 类型的建筑结构有助于建造太空电梯,哥特式大教堂高耸尖顶结构通过顶部逐渐“削尖”,可控制建筑的重心点,便于未来稳定建造运载宇航员的 ...

  目前,英国工程师彼特·德比内伊(Peter Debney)指出,哥特式大教堂类型的建筑结构有助于建造太空电梯,哥特式大教堂高耸尖顶结构通过顶部逐渐“削尖”,可控制建筑的重心点,便于未来稳定建造运载宇航员的太空电梯。

  太空电梯的概念最早是俄罗斯科学家康斯坦汀-齐尔考夫斯基于1895年提出的,其原理非常简单,从地球表面延伸一根系链进入太空,借助该装置实现人类和货物运载。但实际上存在诸多难题:很少有这样坚固的材料;很难建造如此长的太空系链;这根系链必须固定在一个地球同步旋转基站上,以及在太空连接一个平衡物,确保系链不被损坏,保持太空电梯系统的平衡性。

  建造任何较高的建筑物,从哥特式大教堂、摩天大楼,以及进入太空的电梯,其坚固性和平衡性均来自于重心点。就人类而言,人体重心点在胃部,这个重心点距离地面过高,因此人体的平衡性较差。然而,如果重心点较低,就更容易达到平衡,维持底基坚固性。这一理论可应用于所有较高的建筑物。

  通过建造一个坚实、地基很深的基站,重心点将从地面之上转移地面之下。来自英国奥雅纳工程顾问公司的德比内伊解释称,地球并不是一个真实的球体,旋转导致更多的物质聚集在赤道,两极物质较少,这意味着赤道半径大于极地半径,因此赤道重力较小,南北极重力较大;同时,由于地球一直处于旋转状态,离心力将作用于任何物体,赤道离心力最大,两极离心力为零。此外,赤道的重力加速度最大,两极最小。

  如果地球旋转产生的离心力抵消了重力,当建造高层建筑物时将出现怎样的情况呢?第一,较低重心点的建筑将减少其重力作用;第二,离心力将增大。因此,建造较高建筑时控制好建筑重心点位置,将使离心力抵消重心。

  如果在赤道建造太空电梯,其高度大约为18000千米,这一高度至少达到地球静止轨道的位置,因此可以放置一个人造卫星在该高度,与地球自转保持适当的速度,在地面上建造一个太空电梯的固定点保持同步。德比内伊称,从地球静止轨道上的人造卫星上放下系链,一直延伸到地面。放下系链的过程必须快,整个过程可能改变人造卫星的重心点。

  为了保持整个太空电梯系统的稳定性,德比内伊指出,这根系链需要进一步向太空延伸,保持太空电梯达到平衡。因为这是一个非线性系统,系链需要延伸两倍距离,连接固定在一个太空平衡物,例如:一颗适当大小的小行星,在地球旋转同步之外保持平衡性。

  建造太空电梯的系链必须坚固,承载较重的物体,可以使用石墨烯或者碳纳米管制造。同时,太空电梯的系链需要建造成逐渐变细的结构。德比内伊指出,安装太空电梯的意外损坏包括:太空残骸和微小陨石等。

 

鲜花
鲜花
握手
握手
雷人
雷人
路过
路过
鸡蛋
鸡蛋
收藏 邀请

相关阅读

已有 0 人参与

会员评论

返回顶部