Некоторые проблемы динамики солнечных космических электростанций

• Автор: Старостин, Евгений Леонидович
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 c. : ил

ГЛАВА I. МОДЕЛИ И УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
§1. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ДВУСОСТАВНОГО СПУТНИКА ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРА МАСС
1.1. Используемые системы координат
1.2. Уравнения движения Эйлера-Лагранжа
1.3. Выражение для кинетической энергии
1.4. Гравитационные моменты
1.5. Моменты сил давления излучения Солнца
1.6. Модель шарнира, диссипативная (|ункция
и упругий потенциал
§2. КОНКРЕТИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
Глава II. ДВОЙНАЯ ПАССИВНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ СОЛНЕЧНОЙ
КОСМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
§1. ПОСТРОЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРИБЛИЖЕНИЙ РЕШЕНИЯ
ДЛЯ МОДЕЛИ I /С НЕРАЗНЕСЕННЫМИ ЦЕНТРАМИ МАСС
§2. СРАВНЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ И ЧИСЛЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
§3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Модель П с изотропным трением
3.2. Модель П с кардановым шарниром
3.3. Сравнение моделей

Глава III. УСТОЙЧИВОСТЬ ГРАВИТАЦИ0НН020РИЕНТИР0ВАНН0Г0 СПУТНИКА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕГО ДАВЛЕНИЯ
ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА
§1. УРАВНЕНИЕ ПЛОСКИХ КОЛЕБАНИЙ
§2. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ РЕПЕНИЙ УРАВНЕНИЯ
М АТЬЕ - МЕ ЙССНЕ РА
§3. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
§4. УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НЕЛИНЕЙНОГО
УРАВНЕНИЯ
§5. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Плоская задача
2. Об оптимальной форме солнечной батареи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Истощение запасов топливных ресурсов в условиях непрерывного роста энергопотребления заставляет человечество обращаться к изучению возможностей использования нетрадиционных видов энергии, и большие надежды в этой связи возлагаются на энергию излучения Солнца.
Солнечная энергия, благодаря ее огромным ресурсам, экологической чистоте и сравнительной простоте преобразующих устройств, в ближайшие двадцать лет может стать существенной составляющей мирового энергетического потенциала [21].
В 1968 году П.Глейзер выдвинул идею сооружения гигантской солнечной электростанции на геостационарной орбите [49]. в дальнейшем эта концепция, являющаяся альтернативой управляемому термоядерному синтезу, получила развитие во многих странах, были предложены и рассматривались различные способы преобразования солнечной энергии и методы передачи ее на поверхность Земли.
солнечного космического энергоснабжения.
1. Количество солнечной энергии, доступное.на геосинхронной орбите, в 6-10 раз превышает энергию, которую можно получить в наиболее благоприятных условиях на поверхности Земли. На один квадратный метр поверхности, ортогональной потоку излучения Солнца, на орбите Земли приходится около 1.4 кВт мощности излучения [«,31].
2. Солнечная энергия на орбите доступна почти постоянно, за исключением коротких периодов времени вблизи моментов весеннего
и осеннего равноденствий, когда солнечная электростанция будет оказываться в тени Земли примерно на 72 минуты в сутки.
3. Спутниковая электростанция на геосинхронной орбите неподвижна
Следуя
, перечислим основные преимущества системы

§2. КОНКРЕТИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
Уравнения относительного движения двусоставного спутника применяются для исследования динамики моделей солнечной космической электростанции. Она по своему существу является двусоставным спутником, включающим в себя два тела: солнечную батарею, служащую для преобразования лучистой энергии Солнца в электрическую, и передающую микроволновую антенну для передачи энергии на Землю. Модели солнечной электростанции выбирались таким образом, чтобы действующие на нее гравитационные и световые моменты обеспечивали как можно более точную устойчивую ориентацию ее частей, каждой по своему направлению. Для достижения асимптотической устойчивости предполагалось наличие диссипации энергии.
Перейдем к описанию простейшей модели станции, обеспечивающей двойную ориентацию [э до]. Будем называть ее моделью I. Первое тело, которому соответствует значение 6=1, назовем "батареей”. Она состоит из симметричной пластины собственно солнечной батареи,
в центре [1 которой ортогонально к этой пластине крепится безынер
ционная штанга с точечным противовесом на другом ее конце /рис.
2.1/. Масса пластины равна М. , масса противовеса т , длина
11 1^*
штанги . Общая масса батареи есть, таким образом, М^=+ но, . Центр масс 0{ батареи находится на ее оси динамической симметрии, совпадающей с соединительной штангой. Батарея, взятая отдельно, подвержена действию светового момента, обращающегося в нуль, когда плоскость пластины параллельна световому потоку или когда ее ось симметрии направлена на Солнце, а плоскость пластины ортогональна этому направлению. При отсутствии других возмущающих моментов устойчиво лишь положение относительного равновесия, когда Солнцем освещается та сторона пластины, к которой крепится штанга с противовесом, направленная на Солнце /здесь нам безразличны вращения