Купольное сооружение на луне



Купольное сооружение на луне
Купольное сооружение на луне

Владельцы патента RU 2717858:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности к быстро возводимым купольным защитным сооружениям на Луне. Купольное сооружение на Луне включает основание, на котором установлен надувной купол, и защитную оболочку, которая выполнена спиральной из непрерывного эластичного рукава, заполненного грунтом - реголитом. Поверхность непрерывного эластичного рукава выполнена рифленой. Защитная спиральная оболочка включает три слоя: первый и третий слой – защитно-конструкционные, состоящие, из грунта - реголита или из смеси на основе связующего. Второй, внутренний, расположенный между ними – защитно-теплоизоляционный, состоящий из теплоизоляционного материала. Защитная оболочка купола выполнена, по крайней мере, из двух спиральных слоев – один слой с левой навивкой, а другой слой с правой навивкой. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к быстро возводимым купольным защитным сооружениям на Луне для использования ее природных ресурсов и проведения на ней исследований.

Известно купольное сооружение, описанное в способе возведения купольных железобетонных сводов, включающее наполнененную воздухом до рабочего давления пневмоопалубку, выполненную из эластичных формообразующих элементов, элементы каркаса, уложенную и закрепленную на пневмоопалубке армирующую сетку (RU, №2213835, МПК Е04G11/04, 2003).

Недостатком этого решения является высокая трудоемкость возведения такого сооружения.

Известно техническое решение - проект студии «Architecture and vision» с названием «MoonBaseTwo» [space-future.blogspot.ru]. Защитная оболочка от микрометеоритов и радиации сооружения на Луне состоит из мешков, привозимых с Земли и заполненных местным грунтом - реголитом.

Недостатком такого решения является сложность реализации за счет выполнения трудоемкой операции по заполнению и укладке отдельно каждого мешка, снижение устойчивости сооружения за счет сложности достижения их ровной укладки, что снижает, в целом, эффективность его использования.

Известно применение в строительстве гибкого полимерного плоскосворачиваемого рукава для транспортировки: отходов производства, песка, щебня, жидкости и др. (ООО «Нефтегазсервис» (http://ngs-hab.ru/milroy_primenenie.php), ( ООО «Балтрезинотехника» (spb@baltrti.ru)).

Однако применение данного технического решения в качестве защитного элемента для формирования защитных оболочек сооружений, в частности, для использования на Луне не обнаружено.

Наиболее близким техническим решением является купольное сооружение, включающее надувной купол с жестким каркасом с наружной защитной и внутренней оболочками, образующими полость с пониженным атмосферным давлением (RU, № 2490398, Е04G1/32, 2013).

Недостатком известного решения является сложность конструкции купола, а также его доставка и монтаж непосредственно на Луне, что снижает эффективность реализации технического решения.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке более эффективной конструкции купольного сооружения для его возведения на Луне.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении прочности, упрощении конструкции, снижении материалоемкости и трудоемкости.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в купольном сооружении на Луне, включающеем основание, на котором установлен надувной купол, и защитную оболочку которая выполнена спиральной из непрерывного эластичного рукава, заполненного грунтом - реголитом. Кроме того, поверхность непрерывного эластичного рукава выполнена рифленой. Защитная спиральная оболочка включает три слоя: первый и третий слой – защитно-конструкционные, состоящие, из грунта - реголита или из смеси на основе связующего, а второй внутренний, расположенный между ними – защитно-теплоизоляционный, состоящий из теплоизоляционного материала. Защитная оболочка купола выполнена, по крайней мере, из двух спиральных слоев – один слой с левой навивкой, а другой слой с правой навивкой.

Исполнение защитной оболочки спиральной в виде непрерывного эластичного рукава, заполненного грунтом – реголитом, позволяет, во-первых, упростить конструкцию и процесс укладки защитного материала за счет более простой операции - спиральной навивки и возможности вести непрерывный процесс загрузки оболочки грунтом-реголитом, а, во-вторых, снизить массу доставляемого груза на Луну, используя пустой рукав в виде компактного его сложения.

Исполнение поверхности непрерывного эластичного рукава рифленой позволяет повысить прочность защитной оболочки путем предотвращения сдвига и сползания спиральных витков за счет повышения сцепления между ними, что повышает эффективность работы сооружения.

Также защитная функция оболочки купола может быть усилена путем исполнения спиральной эластичной оболочки из трех слоев, где первый и третий слои – внешние защитно-конструкционные, состоящие из непрерывного эластичного рукава, заполненного смесью из реголита и связующего, а второй – внутренний, расположенный между ними – защитно-теплоизоляционный, где непрерывный эластичный рукав заполнен теплоизоляционным материалом, например, монтажной пеной, что позволяет, во-первых, повысить защитные свойства против метеоритной опасности, а во-вторых, улучшить теплотехнические свойства оболочки, что повышает эффективность работы сооружения.

Исполнение защитной оболочки купола, по крайней мере, из двух спиральных слоев – один слой с левой навивкой непрерывного эластичного рукава, а другой с правой навивкой непрерывного эластичного рукава, позволяет, во-первых, повысить защитные свойства и прочность защитной оболочки за счет формирования более плотного двойного слоя оболочки, а во-вторых, повысить общее сцепление и трение между витками за счет работы перекрещивающихся витков, что повышает эффективность работы сооружения.

Купольное сооружение на Луне поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена конструктивная схема купольного сооружения на Луне с одной защитной спиральной оболочкой; на фигуре 2 - конструктивная схема купольного сооружения на Луне с двумя защитными спиральными оболочками;

На фигурах обозначено: 1 – надувной купол; 2 – основание; 3 – непрерывный эластичный рукав с левой навивкой защитной спиральной оболочки; 4 - непрерывный эластичный рукав с правой навивкой защитной спиральной оболочки; 5 – грунт – реголит; 6 – композитная крышка.

Купольное сооружение на Луне состоит из надувного купола 1, доставленного с Земли, и установленного на лунном основании 2 с наружной защитной оболочкой в виде спирального непрерывного эластичного рукава 3, (фиг. 1). В свою очередь защитная оболочка купола может состоять, по крайней мере, из двух спиральных слоев: с левой навивкой из непрерывного эластичного рукава 3 и с правой навивкой из непрерывного эластичного рукава 4, заполненных грунтом – реголитом 5 (фиг. 1, фиг. 2). На вершине купола установлена защитная композитная крышка 6.

Купольное сооружение на Луне возводится и работает следующим образом.

Возводят надувной купол 1 по известным методикам (например, согласно патенту № 2490398), который доставляют с Земли, на заранее выровненном основании 2. Затем формируют защитную оболочку купола 1 путем спиральной навивки непрерывного эластичного рукава 3 с заполнением грунтом – реголитом 5 вокруг надувного купола 1 на всю его высоту, например, роботом-манипулятором (фиг. 1).

Защитная функция оболочки купола может быть усилена путем исполнения спиральной эластичной оболочки из трех слоев, где первый и третий слои выполняют защитно-конструкционными, состоящими из непрерывных эластичных рукавов, которые заполняются грунтом – реголитом или смесью, включающей грунт - реголит и связующее, а второй – внутренний, расположенный между ними – защитно-теплоизоляционный, где непрерывный эластичный рукав заполнен теплоизоляционным материалом, например, монтажной пеной.

Для более надежной защиты надувного купола формируется защитная оболочка купола, по крайней мере, из двух защитных слоев, состоящих из непрерывного эластичного рукава с левой 3 и правой 4 спиральной навивкой (фиг. 2). После возведения купола его вершина накрывается защитной композитной крышкой 6.

Для повышения эффективности сцепления между слоями спиральной защитной оболочки предлагается использовать непрерывный эластичный рукав с рифленой поверхностью, что повышает устойчивость защитной оболочки.

Эффективность строительства и работы купольного сооружения на Луне со спиральной защитной оболочкой во многом зависит от рационального соединения его основных элементов, оптимального количества этих элементов с учетом характера воздействия вредного излучения и метеорных частиц, а также действия нагрузки.

Из общей конструктивной схемы купольного сооружения на Луне (фиг. 1, фиг. 2) видно, что основные его элементы связаны между собой с учетом воздействия метеоритной угрозы и космического излучения, а также с учетом действия нагрузки и технологичности его возведения за счет возможности быстрого формирования защитной оболочки на основе использования технологии спиральной навивки из непрерывного эластичного рукава, заполняемого грунтом - реголитом. Поэтому предлагаемое купольное сооружение на Луне может работать более эффективно, чем известные конструкции с насыпными защитными слоями или сложными конструктивными решениями защитных слоев, так как вся конструкция обеспечивает возможность регулирования степени защиты надувного купола независимо от его формы и размера. При этом повышается технологичность выполнения основных операций по возведению купольного сооружения на Луне с эффективной спиральной защитной оболочкой, сокращаются потери времени при выполнении отдельных операций за счет применения универсальных непрерывных эластичных рукавов, что, в целом, дает возможность перейти к конструкциям, позволяющим использовать технологии быстровозводимых купольных сооружений на Луне с эффективной защитной оболочкой.

Особенно эффективно использовать предлагаемое техническое решение при устройстве нестандартных быстровозводимых сооружений.

Купольное сооружение на Луне с эффективной спиральной защитной оболочкой было изготовлено в виде модели в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показало возможность его возведения, как на Земле, так и в реальных условиях строительства на Луне.

1. Купольное сооружение на Луне, включающее основание, на котором установлен надувной купол, и защитную оболочку, отличающееся тем, что защитная оболочка выполнена спиральной из непрерывного эластичного рукава, заполненного грунтом - реголитом.

2. Купольное сооружение на Луне по п. 1, отличающееся тем, что поверхность непрерывного эластичного рукава выполнена рифленой.

3. Купольное сооружение на Луне по п. 1, отличающееся тем, что защитная спиральная оболочка включает три слоя: первый и третий слой – защитно-конструкционные, состоящие из грунта - реголита или из смеси на основе связующего, а второй, внутренний, расположенный между ними – защитно-теплоизоляционный, состоящий из теплоизоляционного материала.

4. Купольное сооружение на Луне по п. 1, отличающееся тем, что защитная оболочка купола выполнена по крайней мере из двух спиральных слоев – один слой с левой навивкой, а другой слой с правой навивкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опалубочной конструкции для формирования подвесной бетонной плиты перекрытия, имеющей перепад по высоте на своей нижней поверхности, к поддерживающей стойке для использования с такой опалубочной конструкцией и к способу использования поддерживающей стойки и опалубочной конструкции.

Изобретение относится к щитовому опалубочному блоку, применяемому для формования конструктивных элементов здания, проходящих вверх между соседними плитами перекрытий, например, колонн и стен.

Изобретение относится к строительству. Может использоваться как на строительной площадке, так и в условиях производства для изготовления сборных бетонных или железобетонных конструкций.

Изобретение используется в строительстве для изготовления стрельчатых купольных зданий и сооружений гражданского, промышленного, культового и сельскохозяйственного назначения.

Изобретение относится к способам возведения блочных распределительных трансформаторных подстанций. Выполняют поэтапное изготовление с помощью опалубки объёмного модуля-поддона открытого типа, объёмного надземного железобетонного модуля закрытого типа и крыши объёмного надземного железобетонного модуля закрытого типа, которые вместе образуют корпус для трансформаторных распределительных подстанций.

Изобретение относится к строительству зданий, сооружений, конструкций из бетона или железобетона с использованием заливки в опалубку. Может использоваться как на строительной площадке, так и в условиях производства для изготовления сборных бетонных или железобетонных конструкций.

Изобретение относится к адаптеру для опорной конструкции опалубки, содержащему держатель, как правило, формы короба, включающего пару боковых стенок и пару торцевых стенок, которые длиннее и проходят ниже, чем боковые стенки, причем держатель прикрепляет адаптер к опоре опалубочной панели, содержащей несколько направленных вверх пальцев, проходящих от одной вертикальной опоры.

Изобретение относится к строительству зданий, сооружений, конструкций из бетона или железобетона с использованием заливки в опалубку. Может использоваться как на строительной площадке, так и в условиях производства для изготовления сборных бетонных или железобетонных конструкций.

Изобретение относится к строительству зданий, сооружений, конструкций из бетона или железобетона с использованием заливки в опалубку. Может использоваться как на строительной площадке, так и в условиях производства для изготовления сборных бетонных или железобетонных конструкций.

Изобретение относится к строительству зданий, сооружений, конструкций из бетона или железобетона с использованием заливки в опалубку. Может использоваться как на строительной площадке, так и в условиях производства для изготовления сборных бетонных или железобетонных конструкций.

Изобретение используется в строительстве для изготовления стрельчатых купольных зданий и сооружений гражданского, промышленного, культового и сельскохозяйственного назначения.

Изобретение используется в строительстве для изготовления стрельчатых купольных зданий и сооружений гражданского, промышленного, культового и сельскохозяйственного назначения.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения сводов криволинейного очертания из монолитного фибробетона. Опалубочная система для возведения волнистых монолитных сводов состоит из отдельных пневмокаркасных арочных элементов, позволяющих формирование опалубки на отдельной ограниченной захватке с возможностью ее перестановки по длине возводимого сооружения.

Сооружение коллективной защиты на базе пневматической опалубки может быть использовано для быстрого возведения сооружений типа оболочек в районах чрезвычайных ситуаций для временного размещения людей и материальных ценностей, а также в других случаях.

Изобретение относится к области строительства, а именно к оперативной достройке или перестройке различных пневмокаркасных и воздухоопорных сооружений. Способ оперативной достройки или перестройки пневмокаркасных и воздухоопорных сооружений в сооружения с жестким корпусом или жестким каркасом, при котором пневмокаркасные сооружения, предназначенные для такой достройки или перестройки, выполнены по меньшей мере с оболочкой с гигроскопичной, и/или ворсистой, и/или рельефной поверхностью; с выходными отверстиями с клапанами в замыкании полостей каркаса на своде для производства процессов наполнения и отвердения; с выходными отверстиями с клапанами для дополнительных патрубков в боковых частях полостей каркаса, предназначенных для воздушной циркуляции; с выходными отверстиями с клапанами в своде сооружения для стравливания излишнего напора воздуха при осуществлении нагнетания наполнителя в неотвердевшую оболочку, поддерживаемую напором воздуха; с сетчатой оболочкой или жесткими ситами во входных отверстиях в своде сооружения при осуществлении нагнетания сыпучего наполнителя пневмотранспортировкой.

Сооружение на базе пневматической опалубки может быть использовано для быстрого возведения сооружений типа оболочек. Сооружение на базе пневматической опалубки включает в себя герметично соединенные с основанием наружную и внутреннюю оболочки из эластичного материала.
Изобретение относится к области строительства. Способ поточной сборки бескаркасных винил-палаток в полевых условиях включает использование в одном производственном цикле двух пар равноформатных полотнищ из термопластичного полимера, например винилпласта, расположенных рядом на общей площадке.

Изобретение относится к области транспортировки груза через водную поверхность с необорудованных, сложных участков суши, погрузки груза на водный транспорт и может быть использовано для удержания несущего каната, по которому перемещают грузовую каретку.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения монолитных пролетных конструкций зданий и сооружений. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для быстрого возведения сооружений для временного размещения людей и материальных ценностей в районах стихийных бедствий и при чрезвычайных ситуациях.
Изобретение относится к строительству, а именно к возведению индивидуальных жилых домов и различных малоэтажных сооружений. Способ строительства индивидуальных жилых домов и сооружений характеризуется тем, что выполняют следующие операции: возводят буронабивной фундамент с ростверком или ленточный фундамент по сетке расположения наружных и внутренних стен.

Изобретение относится к области строительства, в частности к быстро возводимым купольным защитным сооружениям на Луне. Купольное сооружение на Луне включает основание, на котором установлен надувной купол, и защитную оболочку, которая выполнена спиральной из непрерывного эластичного рукава, заполненного грунтом - реголитом. Поверхность непрерывного эластичного рукава выполнена рифленой. Защитная спиральная оболочка включает три слоя: первый и третий слой – защитно-конструкционные, состоящие, из грунта - реголита или из смеси на основе связующего. Второй, внутренний, расположенный между ними – защитно-теплоизоляционный, состоящий из теплоизоляционного материала. Защитная оболочка купола выполнена, по крайней мере, из двух спиральных слоев – один слой с левой навивкой, а другой слой с правой навивкой. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх