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想要建造太空电梯,还有一个技术难点,那就是驱动方式

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无需搭载化学动力火箭,依靠电梯便可以往返太空,这是人类一直以来的一个梦想,而且是一个看得见的梦想。

所谓看得见的梦想,就是在理论上有实现的可能,但在具体的技术方面还有一些需要解决的问题。想要建造太空电梯,面临着许多难点,比如太空电梯终点的具体位置计算,因为如果将电梯终点设计在地球同步轨道之上,电梯主体所受的地球引力就会大于惯性离心力,从而导致其与地球自转速度出现偏差,而要克服这一问题就必须要电梯主轨修得更长,而具体长度和终点位置都需要进行精确计算。



还有就是太空电梯需要相当的结构强度,用何种材料来进行建造也是一个目前难以解决的问题。

诸如此类的问题还有很多,而除了这些广为人知的难题之外,太空电梯还有一个技术难点,那就是它的驱动方式。假设我们已经解决了前期的所有问题,成功搭建了太空电梯,那么我们就要考虑用何种方式来驱动它了。现有电梯的驱动方式是否可以应用在太空电梯上呢?现在常见的电梯驱动方式主要有四种,即液压驱动、螺杆驱动、对重式牵引和强制式牵引。



就电梯而言,我们最关心的问题就是安全。

什么样的电梯才是安全的呢?当然是不会发生坠落或冲顶的电梯,而液压驱动就是这样一种电梯。液压驱动的原理其实很简单,就是利用液体难以被压缩的特性来传递作用力,我们身边的液压驱动设备很多,比如工地上经常见到的挖掘机就是一个。液压驱动的一个最大特点就是力量大,只需要改变压强就可以提升动力,听起来不错,但却难以被应用到太空电梯上。



液压驱动所使用的是液压油,而液体的密度随温度变化比较明显。

因为是要到太空中去,所以太空电梯全程的温度变化是很大的,这会极大影响液压系统的稳定性。既然液压驱动不行,那就来看看螺杆驱动吧。螺杆驱动的基本原理也很好理解,就是利用一个螺杆的转动来抬升电梯,这种方式同样足够安全,但比液压驱动的局限性更大,因为随着高度增加,螺杆变长,稳定性就会变差,同时螺杆上螺纹的磨损也会增加,所以这种驱动方式只能应用在低层电梯上,最好是复式结构住宅的室内电梯,太空电梯就不用想了。



最后就是我们比较熟悉的对重式牵引和强制式牵引了。

这两种方式都是使用牵引绳来驱动电梯的,不同的地方在于对重式牵引有配重块,而强制式牵引没有配重块。对重式牵引是我们日常见到最多的电梯驱动方式,因为这种驱动方式只需要利用主机驱动轮来产生摩擦力就可以控制配重块与电梯轿厢之间的重量平衡,十分简单,效率又高。但这种方式的一大缺点就是存在安全隐患,平日我们所见的电梯坠落和冲顶,都是这种电梯。



不过在地球上使用还好,毕竟可以在两端加设缓冲装置来提升安全系数,但对于太空电梯而言,建造多么巨大的缓冲装置恐怕也是无济于事。

最后是强制式牵引,这种方式没有配重块,上下都是直接靠主机牵引的,结构简单、安全系数高,不会发生坠落或冲顶,但问题是主机上的牵引绳最多只能绕一圈,如果想要用它上太空,那就得造一个超级巨大的主机才行,这显然也是不现实的。也就是说目前的电梯驱动方式没有一种适合太空电梯。

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