Выбрать главу

Исследованы колебания СТЛ для случая, когда модуль упругости корпуса СТЛ мал, а материал наполнителя несжимаем. Получены формулы для максимального прогиба пролета при движении одиночной нагрузки и потока нагрузок. Исследуются колебания линии с учетом упругих и диссипативных свойств корпуса и заполнителя. Проведен анализ времени затухания длинных и коротких волн после схода нагрузки с пролета. Получены условия резонанса при движении потока нагрузок по линии со сплошным и разрезным корпусом.

В виде графиков представлены результаты расчетов динамического прогиба пролета при различных условиях движения нагрузок и различных значениях конструктивных параметров. Проведен подробный анализ полученных графиков, сделаны обобщения и сформулированы выводы.

Идея струнного транспорта зародилась у автора при работе над более грандиозным проектом — программой безракетного освоения космоса. Ему удалось найти единственно возможное решение, не противоречащее законам физики, где используется принцип барона Мюн-хаузена, который, как известно, вытянул и себя и коня из болота, потянув за косичку. Реализация этой идеи возможна, если центр масс космической транспортной системы совпадает с центром Земли, для чего она должна охватить планету в виде кольца. Вместо косички в ней будет использован магнитный подвес, а подниматься в космос можно будет с помощью центробежных сил, создаваемых движущимся вдоль конструкции ротором. Такова принципиальная схема общепланетного транспортного средства (ОТО. Вторая часть книги посвящена ОТС и обоснованию неизбежности индустриального освоения космоса в будущем с помощью безракетных систем. Описана конструкция ОТС, системы разгона ротора до второй космической скорости, динамика движения в атмосфере и в ближнем космосе. Проанализирована структура колец Урана и Сатурна, которые могли быть построены с помощью подобных технических систем. Рассмотрены и другие вопросы, которые обсуждались на первой Всесоюзной научно-технической конференции “Безракетная индустриализация космоса: проблемы, идеи, проекты”, проведение которой было организовано автором 26—28 апреля 1988 г. в г. Гомеле.

Обе части книги объединены не только общим авторством, но и тем, что СТС и ОТС являются струнными транспортными системами, т.к. их поперечные размеры малы в сравнении с длиной и они растянуты в продольном направлении до значительных усилий. Проект СТС появился как результат работы над эстакадой ОТС, создание которой является наиболее трудоемкой частью этого проекта, т.к. эстакада будет иметь протяженность в десятки тысяч километров и должна опоясывать Землю по одной из широт. Принципиальная схема ОТС по данной причине подвергалась критике со стороны многочисленных оппонентов. Стремление упростить и удешевить конструкцию эстакады привело к созданию линейной струнной системы, которую предлагается использовать в качестве путевой структуры наземного скоростного транспорта.

Серьезные исследования по проектам, описанным в настоящей монографии, в мире не проводятся. Об этом свидетельствуют результаты патентного поиска на мировую новизну по международным заявкам на струнные транспортные системы и анализ научных публикаций.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность к.ф.-м.н. Вярьвильской О.Н., к.ф.-м.н. Савенкову В.А., к.ф.-м.н. Савчук В.П. и к.ф.-м.н. Козловскому Н.И. (Белорусский государственный университет) в подготовке главы 4 (часть 1), к.т.н. Шилько С.В. и к.т.н. Чижику С.А. (Институт механики металлополимерных систем АН Беларуси) в подготовке глав 3 и 4 (часть 1), к.ф.-м.н. Казбану A.M. (Воронежский политехнический институт) и к.т.н. Лизареву А.Д. в подготовке глав 1—5 (часть 2), д.т.н. Петроковцу М.И. — за рецензирование части 2 книги.

Глава 1

ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ СТС, КАК АЛЬТЕРНАТИВЫ СУЩЕСТВУЮЩИМ ВИДАМ ТРАНСПОРТА

Основу любой транспортной системы составляет транспортная магистраль, по которой осуществляется движение транспортных модулей. Как правило, она является очень материалоемкой (автодорожное полотно, рельсовый путь, мосты, туннели, земляное полотно и т.п.), и затраты на нее определяют основную стоимость всей системы. Поэтому важно, насколько эффективно используются физико-механические свойства материалов в конструкции транспортных коммуникаций.

Из четырех видов напряженно-деформированного состояния материалов: растяжение, сжатие, изгиб, кручение, — наиболее благоприятным, в смысле наиболее полного использования физико-механических свойств материалов, является растяжение. Это можно проиллюстрировать следующим примером. Останкинская телебашня, работающая на сжатие, автодорожный мост с пролетом 500 метров, испытывающий изгиб, и работающий на растяжение трос длиной в 500 метров, к которому подвешен груз в 100 тонн, имеют примерно одну и ту же длину и рассчитаны на примерно одинаковую полезную нагрузку. Однако материалоемкость последней конструкции в тысячи раз ниже, так как диаметр троса будет менее 10 сантиметров, в то время как и телебашня, и мост с таким пролетом имеют в поперечнике размер свыше 10 метров.