CC BY
7
© Кондратьев А.Е., Анцупов Н.А. УДК 621.4
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА НА ОСНОВЕ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ В БЛИЖНЕМ КОСМОСЕ
Кондратьев А.Е., Анцупов Н.А.
Казанский Государственный Энергетический Университет, г. Казань
Резюме: АКТУАЛЬНОСТЬ. Статья посвящена рассмотрению вопроса о создании энергетической установки на базе двигателя Стирлинга, способной работать в условиях ближнего космоса от энергии солнечного теплового потока, для создания искусственной гравитации на орбитальной станции. ЦЕЛЬЮ исследования использование двигателя Стирлинга позволяет эффективно преобразовывать тепловую энергию в механическую для обеспечения работы системы создания искусственной гравитации. МЕТОДЫ. Рассмотрены различные варианты энергоснабжения двигателя Стирлинга в условия ближнего космоса, предложена оригинальная конструкция блока двигателей Стирлинга, адаптированная для создания искусственной гравитации обитаемой орбитальной станции. РЕЗУЛЬТАТЫ. В качестве энергетической машины для создания искусственной гравитации на ОС разработана оригинальная конструкция привода подвижной части ОС.
Ключевые слова: двигатель Стирлинга; энергетическая установка; искусственная гравитация; многоцилиндровый двигатель; космическая станция; ближний космос; энергия Солнца.
Для цитирования: Кондратьев А.Е., Анцупов Н.А. Энергетическая установка на основе двигателя Стирлинга для создания искусственной гравитации в ближнем космосе // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2024. Т. 16. № 1 (61). С. 117126.
STIRLING ENGINE-BASED POWER PLANT FOR CREATING ARTIFICIAL GRAVITY
IN NEAR SPACE
Kondrat'ev A.E., Ancupov N.A.
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: ACTUALITY. The article is devoted to the consideration of the issue of creating a power plant based on the Stirling engine, capable of operating in near space conditions from the energy of solar heat flow, to create artificial gravity on the orbital station. OBJECTIVE of the study the use of Stirling engine allows to efficiently convert thermal energy into mechanical energy to ensure the operation of the system of creating artificial gravity. METHODS. Various variants of Stirling engine power supply in near-space conditions are considered, and an original design of Stirling engine block adapted for creation of artificial gravity of an inhabited orbital station is proposed. RESULTS. An original design of the OS moving part drive unit has been developed as a power machine for creating artificial gravity on the OS.
Keywords: Stirling engine; energy machine; multi-cylinder engine; the orbital station; artificial gravity; near space; the energy of the Sun; the heat exchanger in space.
For citation: Kondrat'ev A.E., Ancupov N.A. Stirling engine-based power plant for creating artificial gravity in near space. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2024. T. 16. No. 1 (61). P. 117-126.
Введение и литературный обзор (Introduction and Literature Review) Ближайшие перспективы освоения ближнего космоса подразумевают создание целого ряда орбитальных станций (ОС) модульного типа, срок службы которых должен составлять десятки лет, а дальнейшее развитие происходить за счет наращивания полезного объема присоединением дополнительных модулей. Кроме жилых помещений такие станции
117
должны оборудоваться научными и медико-биологическими лабораториями, блоками жизнеобеспечения и в перспективе производственными площадями для организации производства продуктов фармацевтического, технологического и химического направлений, требующих условий космической чистоты.
Кроме энергоснабжения обитаемые ОС должны обеспечивать комфортные условия для длительного проживания экипажа на борту, где основной проблемой является отсутствие гравитации [1].
Целью исследования является разработка космической энергетической установки, создающей механическую энергию для создания искусственной гравитации обитаемой ОС.
Продолжительные исследования на ОС показали, что человеческое тело в целом не критично к направлению силы тяжести. Человеческий организм может вести нормальную жизнедеятельность в любом положении: дышать, разговаривать, спать, есть как лежа, так и вертикальном положении. С точки зрения физиологии, невесомость может негативно влиять только на механизм равновесия внутреннего уха, но зрение частично компенсирует это расстройство. Также возможно ослабление регуляции кровообращения из-за недостатка физической нагрузки и расслабления мускулатуры, что можно компенсировать различными тренажерами. Здесь более весомое значение имеет скорее психологический аспект отсутствия гравитации, так как теряется смысл ориентации «верх - низ», а также аннулируется само понятия передвижения вследствие невозможности нормально ходить привычным способом, перемещение осуществляется путем подтягивания к элементам ОС [2].
Определенные сложности возникнут и при работе с различными материалам. Например, переливать жидкости привычным способом, использовать воду в гигиенических целях, даже простой подогрев продуктов питания станет проблематичен.
Также отсутствие гравитации является крайне нежелательным фактором при организации различных технологических операций, что делает невозможным развертывание на орбите производственных мощностей. Идея создания искусственной гравитации (ИГ) на ОС не нова. Впервые идею ее создания на основе центробежной силы предложил К.Э. Циолковский, дальнейшее развитие этой идеи продолжалось в трудах С.П. Королева, К. Дженералеса, В. Фон Брауна и др. [3].
В настоящее время единственно приемлемым способом создания искусственной гравитации является придание ОС вращательного движения. Создаваемая при этом центробежная сила достаточно изучена для создания оптимальных режимов действия перегрузок с позиции возникновения искусственной гравитации. В зависимости от решаемых задач режимы ИГ рассматриваются в четырех вариантах: абсолютная невесомость или отсутствие ИГ (0,0 g), низкий уровень ИГ (от 0,1 до 0,9 g), нормальная гравитация (1,0 g) и высокий уровень ИГ (более 1,0 g). Таким образом формируется задача создания искусственной гравитации с контролируемыми параметрами [4]. Все варианты построения ИГ основаны на действии центробежной силы и в последние годы нашли реализацию в проектах: центрифуга О.А.Майборода «Грависити» для Луны (Россия, 2014 год), концепция космической базы «Мир-2» (Россия, 2016), проект С.Л.Морозова гомеостатического ковчега с тороидальной центрифугой (Россия, 2018) [2]. Необходимо отметить, что обеспечение вращательного движения элементов орбитальной станции требует большого количества механической энергии, дефицит которой в ближнем космосе является актуальной проблемой.
Таким образом очерчены границы задачи организации стабильного энергетического обеспечения ОС. От мощности и надежности энергетического обеспечения зависят не только научные и технологические нужды, но и безопасная и комфортная среда обитания экипажа [5].
Научная значимость исследования состоит в создании комфортных и безопасных условий обитания, а также благоприятных условиях проведения научных экспериментов и технологических работ на ОС при дальнейшем освоении ближнего космоса.
Энергетическое обеспечение работы обитаемых орбитальных станций осуществляется с помощью космических энергетических установок (КЭУ), которые должны полностью покрывать потребности в электрической и тепловой энергии.
Следовательно, перспективы дальнейшего развития ОС целиком и полностью зависят от надежности и мощности КЭУ.
Существующие в настоящее время космические энергетические установки целесообразно классифицировать по источнику получаемой энергии на механические, химические, ядерные и солнечные КЭУ [6].
Механические КЭУ представляют турбогенераторы открытого типа. Вращательно движение осуществляется за счет сжатого газа, запасенного в специальных баллонах, либо с помощью инерциального механизма - раскрученного на земле маховика до сотен тысяч оборотов и имеющего большой запас кинетической энергии.
Химические КЭУ определяются запасом химической энергии на основе взаимодействия горючего и окислителя. Химические КЭУ подразделяются на две группы: электрохимические и тепловые. Тепловые основаны на преобразования тепловой энергии сгорания в механическую и электрическую энергию, в электрохимических тепловая энергия получается за счет протекания химических реакций.
В ядерных КЭУ в результате радиоактивных распадов изотопов вырабатывается тепловая энергия, которая также может преобразовываться в электрическую так же, как и при использовании солнечной радиации [7].
Солнечные КЭУ разделяются на две группы: фотоэлектрические и теплофикационные. В теплофикационных коллекторах солнечное излучение концентрируется на теплоприемнике, переходя в тепловую энергию, которая далее служит как для получения электроэнергии, так и для системы теплоснабжения [8]. Получение электрической энергии с помощью тепла коллектора возможно как динамическим, так и статическим способом. В первом случае используются паротурбинные установки, либо двигатель Стирлинга, во втором термоэлектрические преобразователи на основе эффекта Зеебека. При фотоэлектрическом преобразовании происходит непосредственная выработка электрической энергии в фотоэлектрических преобразователях.
Все рассмотренные варианты, кроме варианта солнечного излучения, являются КЭУ с бортовыми запасами топлива, т.е. запас исходного сырья находится на борту ОС. Это накладывает существенные ограничения в связи с заметным снижением полезной нагрузки и используемого объема станции, также возникают трудности с возобновлением расходуемого сырья для производства энергии. В связи с этим целесообразно рассмотреть солнечное излучение как наиболее перспективный энергетический источник. Известно, что лучистая энергия Солнца на низкоорбитальном расстоянии от Земли в среднем составляет порядка 1360 Вт/м2, тем самым многократно покрывая энергетические потребности ОС как в электрической, так и в тепловой энергии. Это позволяет эффективно применять солнечную энергию без строгого соблюдения ориентации поверхности теплового накопителя и дополнительных концентраторов солнечного излучения [9].
Для создания ИГ требуется большое количество механической работы, обеспечивающей вращательное движение модулей ОС. С учетом целесообразности использования солнечного излучения в качестве механического привода предлагается применение двигателя Стирлинга [10].
В двигателе Стирлинга за счет воздействия внешнего источника тепла происходит попеременный нагрев и охлаждение рабочего газа, который перемещаясь между нагретым и охлажденным участками, производит механической перемещение поршней, связанных с валом. Вращение вала обеспечивает вращательное движение элементов ОС, при этом центробежные силы создают ИГ [11].
Предлагается конструкция орбитальной станции ближнего космоса с искусственной гравитацией, создаваемой посредствам центробежного ускорения, для осуществления данного метода разработана торообразная конструкция ОС, размещённая на одной оси с энергетическим блоком, в состав которого входит многоцилиндровый двигатель Стирлинга, источником тепловой энергии является солнечное излучение [12].
Таким образом, практическая значимость исследования заключается исследовании возможности применения двигателя Стирлинга для выработки механической энергии, используемой при создании искусственной гравитации с таким энергонезависимым источником, как солнечная радиация.
Материалы и методы (Materials and methods)
Конструкция энергетической установки на основе двигателя Стирлинга
В качестве энергетической машины для создания искусственной гравитации на ОС разработана оригинальная конструкция привода подвижной части ОС, на которую автором получен патент на полезную модель [13]. Орбитальная станция показана на рисунке 1 и представляет собой торообразную конструкцию, состоящую из двух элементов: энергетического блока 1 с плоскостью нагрева 3 и кольцеобразного жилого модуля 2. Вращательное движение энергетического блока 1, приводимого в действие двигателя Стирлинга, вызовет вращение кольцеобразного жилого модуля 2, в котором создается ИГ за счет действующих центробежных сил. Частота вращения энергетического блока и, как следствие, жилого модуля, регулируется двумя способами: изменением массы элементов ОС или специальным редуктором. Скорость вращения определяется мощностью привода F:
F _ (F-тах' ф> Vf { 0, end ,
где Fmax - максимальная мощность, <pf - рекомендуемая скорость вращения.
Вектор мощности F должен прилагаться к концевым точкам, перпендикулярным орбитальной плоскости и составляет прямой угол с плоскостью вращения жилого модуля. Рекомендуемая скорость вращения соответствует желаемому ускорению, которое определяет желаемое значение ИГ:
где г' - радиус кольца жилого модуля.
ОС должна быть ориентирована таким способом, чтобы тепловая часть энергетического блока всегда была направлена на Солнце под углом, близким к прямому для обеспечения максимального попадания солнечной энергии.
е
Рис.1 Конструкция орбитальной станции с Fig.1 Design of the orbital station with an energy энергетическим блоком для создания block for creation of artificial gravity искусственной гравитации
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
Функционирование предлагаемой энергетической установки подразумевает нагрев рабочих цилиндров блока двигателей Стирлинга солнечной энергией и отвод тепла через охладитель [14].
Солнечный поток при этом будет частично поглощаться поверхностью нагрева блока, а частично отражаться от нее в космос. Поглощённая величина потока определяется средним по всему спектру коэффициентом поглощения A .
Способность охладителя излучать тепло определяется степенью черноты его поверхности £, при одном и том же внешнем потоке охладитель с более высоким значением £ «сбрасывает» поступившее на нее тепло при более низкой температуре.
Величины A и £ зависят от особенностей материала и состояния его поверхности и имеют максимальные теоретические значения, равные 1. При химической полировке поверхности металлической пластинки коэффициенты A и £ могут быть равными
соответственно 0,2 и 0,1, и в этом случае температура поверхности нагрева, облучаемой солнечным тепловым потоком, может достигать 200°С, данная температура вполне приемлема для полноценной работы двигателя Стирлинга [15].
В свою очередь, охлаждение требует более серьезных усилий. Улучшить условия отвода тепла в космос можно путем уменьшения отношения As , что на практике
достигается с помощью соответствующей обработки излучающей, или, как ее еще принято называть, радиационной поверхности.
Широкое распространение получило нанесение на эту поверхность специальных лакокрасочных покрытий, обеспечивающих рабочее значение A +£ = 0,5, при котором
температура снизится и составит примерно 60°С.
Закон Стефана-Больцмана - закон излучения абсолютно чёрного тела, - определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Он формулируется следующим образом: мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:
Ф = е-а-T4 • S,
где 6 - степень черноты (для всех веществ 6 <1 , для абсолютно черного тела 6 =1); d -постоянная Стефана - Больцмана; S - излучающая площадь, T - температура тела.
Таким образом, без учета собственного и отраженного тепловых потоков от планеты для сохранения теплового баланса энергетической установки теплота, определяющая полезную работу, определяется как:
Q = Ф • A -sd^ T4 • S
Z-s соли ц s >
где Фпппи„ - солнечный тепловой поток.
соли ц
Для космических станций, находящихся в окрестностях планет, имеющих атмосферу, внешним источником нагрева может стать тепловая энергия, выделяющаяся как при столкновении его поверхности с молекулами газа, так и за счет рекомбинации на его поверхности диссоциированных молекул.
Для Земли эта энергия существенна на высотах менее 200 км, а на высотах более 250 км она настолько мала, что практически не влияет на температуру поверхности космического аппарата.
Таким образом предлагаемая конструкция энергетического блока должна обеспечивать скорость вращения жилого модуля относительно самого энергетического блока около 2 оборотов в минуту, что обеспечивает создание нормальной гравитации во внутреннем контуре жилого блока. Площадь нагрева энергетического модуля при этом должна составлять порядка 1000 м2, что соответствует диаметру энергетического блока 25 м. [16].
Энергетический блок ОС, состоящий из двигателя Стирлинга и редукторной сборки показан на рисунках 2, 3 и 4. Двигатель Стирлинга содержит корпус 1, четыре цилиндра 2 со штоками 4, четыре радиально расположенных коленчатых вала 3, коническую зубчатую передачу, имеющую четыре ведущие малые конические зубчатые шестерни 5, связанные с ведомой большей конической зубчатой шестерней 6, а также вал 7 ведомой большей конической зубчатой шестерни 6.
Цилиндры 2 расположены параллельно, объединены в единый блок и размещены в корпусе 1 таким образом, что, для удобства подвода тепла к горячим полостям цилиндров 2, поверхность нагрева находится в одной плоскости нагрева, расположенной в нижней части корпуса 1.
Коленчатый вал 3 каждого цилиндра 2 расположен параллельно плоскости нагрева.
Связь коленчатых валов 3 выполнена посредством конической зубчатой передачи, для чего на конце каждого коленчатого вала 3 расположена соответствующая ведущая малая коническая зубчатая шестерня 5.
Вал 7 ведомой большей конической зубчатой шестерни 6 расположен перпендикулярно плоскости нагрева, расположенной в нижней области установки.
В предлагаемой конструкции двигателя Стирлинга предусмотрено особое техническое решение, позволяющее успешно применять его в условиях ближнего космоса для вышеизложенной цели.
Сущность данной энергетической машины заключается в том, что механическая энергия, получаемая в результате работы данной поршневой машины на основе работы многоцилиндрового двигателя Стирлинга, передается на вал, расположенный перпендикулярно плоскости нагрева.
Устройство данной установки поясняется чертежами, где на рисунке 2 представлена принципиальная схема предлагаемого двигателя Стирлинга, на рисунке 3 изображен вид А (вид сверху), а на рисунке 4 изображено сечение А-А.
Рис.2 Принципиальная схема предлагаемого Fig.2 Schematic diagram of the proposed Stirling энергетического блока двигателей Стирлинга engine power unit
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
Рис.3 Блок двигателей Стирлинга, вид сверху Fig.3 Stirling engine block, top view
*Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
Рис.4 Блок двигателей Стирлинга, сечение А-А Fig.4 Stirling engine block, section A-A *Источник: Составлено авторами Source: compiled by the author.
На рисунках цифрами обозначены: 1- корпус; 2- цилиндр; 3- коленчатый вал; 4-шток; 5- ведущая малая коническая зубчатая шестерня; 6- ведомая большая коническая зубчатая шестерня; 7- вал ведомой большей конической зубчатой шестерни
Результаты (Results)
Принцип работы энергетической установки
Механическая энергия работы цилиндров 2 передается на коленчатые валы 3 посредством штоков 4, а коленчатые валы 3 передают крутящий момент на вал 7 ведомой большей конической зубчатой шестерни 6.
Двигатель Стирлинга работает следующим образом. При подводе тепловой энергии к плоскости нагрева, расположенной в нижней части корпуса 1, каждый из четырёх цилиндров 2 начинает работать и передавать механическую энергию на свой коленчатый вал 3 посредством штоков 4. На конце каждого коленчатого вала 3 расположена ведущая малая шестерня 5 конической зубчатой передачи.
Все четыре ведущие малые конические зубчатые шестерни 5 находятся в зацеплении с большей ведомой конической зубчатой шестерней 6, совместно нагружая вал 7.
Таким образом, организуется работа блока двигателей Стирлинга с односторонним подводом тепловой энергии и с общим валом, расположенным перпендикулярно поверхности нагрева, что является актуальным для машин данного типа [17].
Заключение (Conclussions)
Таким образом, разработка модели космической станции с искусственной гравитацией является важным шагом на пути к безопасности здоровья космонавтов, гораздо более детальному и глубокому изучению ближнего космоса и наращиванию научного потенциала. Для осуществления данной задачи предлагается энергетическая установка, с использованием двигателя Стирлинга, способная обеспечить работу всей системы в заданных условиях эксплуатации. Одним из аспектов при выборе энергетической установки была экономическая составляющая, поскольку стоимость топлива неумолимо растёт, а при условии того, что топливо необходимо будет доставлять на орбиту специальными грузовыми космическими аппаратами, конечная стоимость топлива становится одной из крупнейших проблем на пути к созданию подобной системы. Результат проведенного анализа возможности применения двигателя Стирлинга в данной энергетической установке в условиях ближнего космоса для выполнения поставленной задачи представляется положительным.
Литература
1. Hyperion: Artificial gravity reusable crewed deep space transport / G. Minster, A. Chang, J. B. Inouye [et al.] // Journal of Space Safety Engineering. - 2020. - Vol. 7, No. 1. - P. 3-10. - DOI 10.1016/j.jsse.2020.02.004. - EDN WQIYRW.
2. Рожкова, Е. А. Искусственная гравитация и способы ее создания в космосе / Е. А. Рожкова, В. А. Бордачев // Тенденции развития науки и образования. - 2023. - № 96-9. - С. 78-80. - DOI 10.18411 /trnio-04-2023-469. - EDN WCZJQK.
3. Котовская, А. Р. Проблема искусственной гравитации: состояние и перспективы / А. Р. Котовская // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2008. - Т. 42, № 6. - С. 74-83. - EDN QBAVMJ.
4. Saverchenko, V. I. Heat transfer processes in the gas placed into a Newtonian gravitation field / V. I. Saverchenko // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physics and Mathematics Series. - 2021. - Vol. 57, No. 1. - P. 77-84. - DOI 10.29235/1561-2430-2021-57-1-77-84. - EDN KQJMAN.
4. Krichevsky, S. V. Artificial Gravity for Humans in Space: Philosophical and Methodological, Historical, Technological, and Futurological Aspects / S. V. Krichevsky // Philosophy and Cosmology. -2021. - Vol. 27. - P. 58-71. - DOI 10.29202/phil-cosm/27/4. - EDN WUQJTM.
5. Bretl, K. N. Quantitative analysis of short-radius artificial gravity parameters to mitigate spaceflight-relevant physiological deconditioning / K. N. Bretl, T. K. Clark // Acta Astronautica. - 2022. -Vol. 194. - P. 202-215. - DOI 10.1016/j.actaastro.2022.01.042. - EDN NOABJI.
6. Цветков, А. Г Исследование совместной работы нескольких модулей газотурбинного преобразования в энергетической установке космического аппарата / А. Г. Цветков, Х. С. Иксанов, А. В. Каревский // XLIII Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства: Сборник тезисов, Москва, 29 января - 01 2019 года. Том 1. - Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2019. - С. 81-82. - EDN YXARAL.
7. Колбасин, И. В. Теоретическое описание радиационных процессов, протекающих в объёме собственной внешней атмосферы космического аппарата с ядерной энергетической установкой / И. В. Колбасин // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2020. - № 2. - С. 38-42. - EDN GINQJR.
8. Синицын С.А. Информационная методика управления качеством поверхности солнечного концентратора, заданной дискретным множеством точек // E-Scio, 2020, № 1 (40), с. 421-427.
9. Стребков Д.С., Майоров В.А., Панченко В.А. Солнечный тепло-фотоэлектрический модуль с параболоторическим концентратором // Альтернативная энергетика и экология, 2013, № 1 -2 (118), с. 35-39.
10. Денисов Д.А., Медяков А.А., Свечников В.Н. Перспективы использования солнечных установок на базе двигателя Стирлинга // Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России, № 1, 2016, с. 49-52.
11. Simulation of the mechanical behavior of osteons using artificial gravity devices in microgravity / H. Zhang, H. Y. Liu, C. Q. Zhang [et al.] // Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. - 2021. - DOI 10.1080/10255842.2021.1901086. - EDN KISGHW.
12. Волков, Д. С. Энергосберегающая технология производства электрической энергии с применением комплексной установки двигателя Стирлинга и параболического солнечного концентратора / Д. С. Волков, С. О. Захаренко, А. А. Меньшикова // Энергосбережение и водоподготовка. - 2022. - № 2(136). - С. 8-11. - EDN OBCXFJ.
13. Патент на полезную модель № 168511 U1 Российская Федерация, МПК F02G 1/044. двигатель Стирлинга : № 2016109569 : заявл. 16.03.2016 : опубл. 07.02.2017 / А. Е. Кондратьев, Р. Г. Хафизов, А. Р. Загретдинов [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ"). - EDN QZHFBG.
14. Хафизов, Р. Г. Применение двигателя Стирлинга в ближнем космосе для создания искусственной гравитации и механизма аккумуляции энергии / Р. Г. Хафизов, А. Е. Кондратьев // Научному прогрессу - творчество молодых. - 2016. - № 2. - С. 251-253. - EDN YGGYFT.
15. Морозов, А. Н. Исследование основных источников тепловой энергии для двигателей Стирлинга / А. Н. Морозов, А. Е. Кондратьев // Научному прогрессу - творчество молодых : Материалы IX международной молодежной научной конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам : в 3 частях, Йошкар-Ола, 18-19 апреля 2014 года / Поволжский государственный технологический университет. Том Часть 2. - Йошкар-Ола: ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, 2014. - С. 73-74. - EDN VHPOAH.
16. Патент № 2757746 C1 Российская Федерация, МПК F02G 1/043, F02G 1/055. Тепловой блок двигателя Стирлинга : № 2021110715 : заявл. 16.04.2021 : опубл. 21.10.2021 / В. В. Закомолдин, В. М. Подлесный, А. С. Федоров ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Текра". -EDN HXLSAZ.
17. Альтернативный источник энергии для автономных потребителей на основе низкотемпературного двигателя Стирлинга / А. Д. Мехтиев, В. В. Югай, Е. Г. Нешина, А. Д. Алькина // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. - 2020. - Т. 20, № 3. - С. 78-87. - DOI 10.14529/power200308. - EDN GGJVBH.
Авторы публикации
Кондратьев Александр Евгеньевич - канд. техн. наук, доцент, кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения» Казанского государственного энергетического университета. E-mail: aekondr@mail. ru
Анцупов Никита Алексеевич - бакалавр Казанского государственного энергетического университета.
References
1. Hyperion: Artificial gravity reusable crewed deep space transport. G. Minster, A. Chang, J. B. Inouye [et al.]. Journal of Space Safety Engineering. - 2020. - Vol. 7, No. 1. - P. 3-10. - DOI 10.1016/j.jsse.2020.02.004. - EDN WQIYRW.
2. Rozhkova, E. A. Artificial gravity and ways of its creation in space. E. A. Rozhkova, V. A. Bordachev. Tendencies of Science and Education Development. - 2023. - № 96-9. - С. 78-80. - DOI 10.18411 /trnio-04-2023-469. - EDN WCZJQK.
3. Kotovskaya, A. R. The problem of artificial gravity: state and prospects. A. R. Kotovskaya. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya medina. - 2008. - Т. 42, № 6. - С. 74-83. - EDN QBAVMJ.
4. Saverchenko, V. I. Heat transfer processes in the gas placed into a Newtonian gravitation field. V. I. Saverchenko. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physics and Mathematics Series. - 2021. - Vol. 57, No. 1. - P. 77-84. - DOI 10.29235/1561-2430-2021-57-1-77-84. - EDN KQJMAN.
4. Krichevsky, S. V. Artificial Gravity for Humans in Space: Philosophical and Methodological, Historical, Technological, and Futurological Aspects. S. V. Krichevsky. Philosophy and Cosmology. - 2021.
- Vol. 27. - P. 58-71. - DOI 10.29202/phil-cosm/27/4. - EDN WUQJTM.
5. Bretl, K. N. Quantitative analysis of short-radius artificial gravity parameters to mitigate spaceflight-relevant physiological deconditioning. K. N. Bretl, T. K. Clark. Acta Astronautica. - 2022. - Vol. 194. - P. 202-215. - DOI 10.1016/j.actaastro.2022.01.042. - EDN NOABJI.
6. Tsvetkov, A. G. Investigation of joint operation of several gas turbine conversion modules in the spacecraft power plant. A. G. Tsvetkov, H. S. Iksanov, A. V. Karevsky. XLIII Academic Readings on Cosmonautics, dedicated to the memory of Academician S. P. Korolev and other outstanding Russian scientists - pioneers of space exploration: Collection of abstracts, Moscow, January 29 - 01, 2019. Volume 1.
- Moscow: Bauman Moscow State Technical University (national research university), 2019. - С. 81-82. -EDN YXARAL.
7. Kolbasin, I. V. Theoretical description of radiation processes occurring in the volume of its own external atmosphere of a spacecraft with a nuclear power plant. I. V. Kolbasin. Voprosy atomnoy nauki i tekhnika. Series: Physics of Radiation Effects on Radioelectronic Equipment. - 2020. - № 2. - С. 38-42. -EDN GINQJR.
8. Sinitsyn S.A. Information methodology for controlling the quality of the solar concentrator surface given by a discrete set of points. E-Scio, 2020, no. 1 (40), pp. 421-427.
9. Strebkov, D.S.; Mayorov, V.A.; Panchenko, V.A. Solar thermal-photovoltaic module with a parabolotoric concentrator. Alternative Energy and Ecology, 2013, No. 1-2 (118), pp. 35-39.
10. Denisov D.A., Medyakov A.A., Svechnikov V.N. Prospects for the use of solar installations based on the Stirling engine. Engineering Personnel - the Future of Innovative Economy of Russia, № 1, 2016, p. 49-52.
11. Simulation of the mechanical behavior of osteons using artificial gravity devices in microgravity / H. Zhang, H. Y. Liu, C. Q. Zhang [et al.]. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering.
- 2021. - DOI 10.1080/10255842.2021.1901086. - EDN KISGHW.
12. Volkov, D. S. Energy-saving technology of electric energy production using a complex installation of Stirling engine and parabolic solar concentrator. D. S. Volkov, S. O. Zakharenko, A. A. Menshikova. Energy saving and water treatment. - 2022. - № 2(136). - С. 8-11. - EDN OBCXFJ.
13. Utility model patent No. 168511 U1 Russian Federation, MPC F02G 1/044. Stirling engine: No. 2016109569: applied. 16.03.2016: published 07.02.2017. A. E. Kondratyev, R. G. Khafizov, A. R. Zagretdinov [and others]; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Kazan State Power Engineering University". - EDN QZHFBG.
14. Khafizov, R. G. Application of Stirling engine in near space to create artificial gravity and energy accumulation mechanism. R. G. Khafizov, A. E. Kondratyev. Scientific progress - the creativity of young people. - 2016. - № 2. - С. 251-253. - EDN YGGYFT.
15. Morozov, A. N. Investigation of the main sources of thermal energy for Stirling engines. A. N. Morozov, A. E. Kondratyev. Scientific progress - creativity of the young: Proceedings of the IX International Youth Scientific Conference on natural and technical disciplines: in 3 parts, Yoshkar-Ola, April 18-19, 2014. Volga Region State Technological University. Volume Part 2. - Yoshkar-Ola: Povolzhsky State Technological University, 2014. - С. 73-74. - EDN VHPOAH.
16. Patent No. 2757746 C1 Russian Federation, MPK F02G 1/043, F02G 1/055. Thermal block of Stirling engine: No. 2021110715: applied. 16.04.2021: publ. 21.10.2021.V. V. Zakomoldin, V. M. Podlesny, A. S. Fedorov; applicant Tekra Limited Liability Company. - EDN HXLSAZ.
17. Alternative energy source for autonomous consumers based on low-temperature Stirling engine. A. D. Mehtiev, V. V. Yugai, E. G. Neshina, A. D. Alkina. Bulletin of South Ural State University. Series: Energy. - 2020. - Т. 20, № 3. - С. 78-87. - DOI 10.14529/power200308. - EDN GGJVBH.
Authors of the publication Aleksandr E. Kondrat'ev - Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia. Nikita A. Ancupov - Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia. Шифр научной специальности: 2.4.5. Энергетические системы и комплексы Получено 21.02.2024 г.
Отредактировано 10.03.2024 г.
Принято 15.03.2024 г.
