НАУЧНЫЙ КЛАСТЕР КРАСНОЯРСКА РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОЧЕЙ ГРУППЫ ( Вербицкий Андрей Павлович ) 660079, Красноярск-79, а/я 3026, тел.89607602338, E-Mail: verb.geleo@mail.ru
Солнечная энергия решит земные и космические задачи !
- В России для теплоснабжения необходимо энергии в 10 раз больше чем для электроснабжения, что в обязательном порядке требует альтернативного теплоснабжения. У земли в безвоздушном пространстве мощность солнечного излучения - 1,37 кВт/м кв. До земли доходит в средней полосе России летом до 1 кВт/м кв, зимой до 0,736 кВт/м кв - лошадиная сила. В течении года поступает на горизонтальную поверхность энергия 1300 кВт час /м кв. За год на землю поступает солнечная энергия равная двойке с 18 нулями. Человечество потребляет за год порядка 60 триллионов кВт час энергии. На наклонный 1 м кв в течении года поступит 1500 кВт час энергии или пропорционально на 6,525 млрд человек ( 2006 год) потребуется площадь 6,2 м кв на каждого жителя земли ( 60.000.000.000 кВт час / 1500 кВт час/м кв * 6.525.000.000 чел = 6,2 м кв/чел ) . В России для многоэтажных зданий в пересчете площадей южной, частично восточной, западной сторон, кровли на 1 человека приходится до 10 м кв . При различных ухищрения этого достаточно для электроснабжения и теплоснабжения при сопоставимой или даже ниже стоимости солнечных зданий, поскольку вычитаются расходы на тепловые коммуникации и др. Использование альтернативной энергии поощряется во всех цивилизованных странах. В России даже за собственные средства использование солнечной энергии подавляется ( мешает монополиям и вскрывает некомпетентность руководителей ) , поэтому вместо реальных дел, приходится вести теоретические расчеты, разрабатывать новые направления: « Межпланетный космический корабль с солнечным электроснабжением». Привожу некоторые выдержки. Сущность изобретения.
- Существующие космические корабли ( КК ) не в полной мере обеспечивают межпланетные пилотируемые полеты. В частности для полета на планету марс даже ждут великого противостояния когда раз в 15 ...17 лет марс приближается к земле на минимальное расстояние 57 млн км от средних 78 млн км. Решает задачу использование солнечной энергии, при этом полет в оба конца может занять период времени 4...5 месяцев ( вместо 17 месяцев ). Для этого необходимо обеспечение КК электроэнергией мощностью до 10 МВт. В промышленности для земных условий существующие фотоэлектрические ( ФЭ ) элементы обеспечивают КПД 13...35%. В безвоздушном пространстве у земли мощность солнечного излучения больше до 1,37 раз ( давление света ничтожно мало 0,0000043 н м кв ), то есть может быть получена мощность до 200...500 Вт/м кв или мощность 10 МВт обеспечится с площади ФЭ 2...5 га или два круга соответственно диаметром по 112...190м.
- В космосе на КК применяются электрореактивные ( ЭР ) двигатели не большой мощности на основе плазмотронов. В промышленности имеются плазмотроны ( с ускорителями ) мощностью до 1000 кВт где плазмообразующий газ - рабочее тело ( РТ ) выбрасывается со скоростью до 10 км/сек , а с ускорителем до 100 км/сек. То есть создание нового космического (ЭР ) двигателя ( или с установкой 10-ти мощностью по 1000 кВт ) возможно. Мощность 10 МВт обладает энергией 10 МДж сек и по формулам потенциальной энергии, при КПД ЭР двигателя 50% обеспечивает отброс РТ со скоростью 10...100 км/сек соответственно в количестве 100...1 гр/сек. По формулам импульса движения соответственно обеспечит тягу до 1000...100 Н. Из предварительных оценок масс КК, ускорение разгона может составлять в 40...400 раз меньше силы от земного ускорения свободного падения, соответственно конструкция солнечных панелей с ФЭ выполняется с расчетом на прочность в 40 раз меньше земного притяжения. При выборе ФЭ учитывается их надежность, стоимость , масса ( вес ), способность изгибаться ( сворачиваться ), причем может представлять интерес ФЭ с один из низким КПД из аморфного кремния. Хотя у него КПД 13%, но он дешевый и легкий ( толщина пленки в полмикрона ), нанесенный на материал ( термостойкую пленку, стеклоткань ), может скручиваться, составить удельную массу менее 50 гр/м кв, соответственно 2,5 га дадут массу 1250 кг.
- . . Для максимального приема излучения, конструкция солнечных панелей предусматривает ориентацию в пространстве. КК состоит из центральной цилиндрической секции, к которой по окружности пристыкованы дополнительные секции жизнеобеспечения. От центральной секции с торцов отходят поворотные фланцы к которым прикреплены из углеволокна, конусообразные ( при доставке на орбиту отдельные элементы вставляются друг в друга ) балки, от центральной части которой отходят перпендикулярные аналогичные балки. На данные балки крепится наружный обод который может собираться из отдельных частей, выполнен из углеволокна. К ободу крепится поверхность с ФЭ. Поверхность с ФЭ предварительно изготавливается на земле , окружность которой ограничивает гибкая труба. После изготовления сворачивается , упаковывается, доставляется на орбиту, распаковывается, труба надувается, поверхность распрямляется. В целом конструкция с одной стороны с кругом Ф 190 м может иметь массу 3... 5 тн. При исключении возможности изгибать ФЭ, их монтаж на поверхность с ФЭ - 4 осуществляется на орбите..
- . Масса КК может составлять минимум 30...40 тн. Из формул соответствия импульсов движения , увеличение скорости отброса РТ, снижает в квадратичной зависимости объем ( массу) РТ , но соответственно увеличивает время разгона. То есть для увеличения скорости КК на 3000 м/сек возможно отбросить 10 тн РТ со скоростью 10 км/сек и разогнаться в течении суток или соответственно отбросить 1 тн РТ со скоростью 100 км/сек и разогнаться в течении 10 суток. Представляется рациональным обеспечивать постоянный разгон или торможение, тогда для непрерывной работы в течении 3 месяцев потребуется около 8 тн РТ. ( 1 гр/сек или 86,4 кг/сутки ). Для эмитации земного притяжения в одной из секций жизнеобеспечения устанавливается гравитационная центрифуга. В ней предусматривается коррекция инерционных масс посредством передавливания на противоположную строну жидкости. Для плазмообразующего газа подходит воздух, иные газа, вода, пополнение которых возможно в верхних слоях атмосферы ( на фобосе спутнике марса, где практически отсутствует притяжение, имеется вода ) . Отлаженная система жизнеобеспечения, снижение зависимости от топлива позволяет производить межпланетное патрулирование, защиту от астероидов, угрожающих земле.
На порядок сложнее решаются задачи старта и посадки КК с планет, с земли. ... В перспективе вполне вероятно создание гражданских гелиолетов, которые круглые сутки летним временем года смогут через северную часть земли ( где солнце не заходит ) летать, огибая ночь по маршруту Азия — Европа — Америка, но это уже другая тема.
С уважением ! А.Вербицкий
