كيف يعمل
العناصر الأساسية
كيف يتم ترتيب الأنفاق والبوابة والبوابات ونظام الطاقة ومركبة "استرولينر"
- طولها. ~2050 كم
- القسم. الاليبسويد (~17.5 × 12.5 م) ، معتمد على شكل القارب الهوائي وتنظيم التذبذب المغناطيسي المستقر.
- عمق وضع النفق. حتى ~ 8 كم. يمكن أن يكون هناك أرض أعمق إذا سمحت الظروف الجيوولوجية والحرارية. يمكن تحديد عمق مسموح به لترسيخ الأنفاق السريع بعد مرحلة التنقيب الجيولوجي التفصيلي: حفر الآبار على طول الطريق، بناء ملف حرارة، تقييمات حالة التوتر والانحراف والهيدروجيولوجيا أقل من درجة حرارة وتدفق حرارة الطبقات العميقة (تقريبًا إلى ~200–250 °C) ، كلما كان نطاق عمق المهندسة المُتَبَاعَثين أكبر وأكثر حرية في تحسين هندسة المسار (أشرطة التوتر والمنطقة المتجولة) ، مما يسمح بتقليل أعلى أعلى أعلى و أعلى أعلى في الأنفاق مع الحفاظ على السرعة المستهدفة.
- التصميم. المزدوجة. الموقع الناشئ (~330 كم) الأرضية الأرضية مستقيمة، تذهب أسفل على طول مستقيم في اتجاه الشلالات لتسهيل الانفصال. الجزء الأساسي من الأنفاق هو الأنفاق المغمورة أو تحت الأرض لتحقيق الاستقرار الحراري والعزل الفارغ والسلامة.
- هندسة المسار. قوس S على مسافة بعد ~330 كم.
- القوس المنخفض. نصف قطر ~6300 كم، يُسطح الممر إلى عمق لخلق الزاوية المطلوبة.
- القوس الصاعد. نصف قطر 2500-3500 كم، يخرج النفق إلى الشلازة عند زاوية ~5-6° إلى الأفق. تم حساب الأبعاد بحيث لا يتجاوز التسارع المركزي عند سرعة الضوضاء 4g.
- نظام الفراغ. المقطوعة. كل قطاع (~50 كم) مستقل ، مع مضخات الفكيوم الخاصة به ، وأجهزة الاستشعار والصمامات الحادثة.
نظام التسارع
يتم توفير التشويش والاستقرار للشاحنة من خلال تفاعل مغناطيسها المباشرة المنتقلة مع الدوافع الكهرومغناطيسية الخطية الموزعة في النفق. هذه الدوافع هي ملفات سلبية مقطوعة من الموصولات العادية (النحاس، الألومنيوم) ، لا تتطلب تبريد كريوجين.
- في الجزء الأولي من النفق (0-330 كم. الأدلة تقع تحت السطحوخلق مجال مغناطيسي للتعقيد والانفجار الأولي مع تسريع 4g، وكذلك لتعويض قوة الجاذبية بنشاط.
- في الجزء الوسطىو (330-2000 كمخاصة في " S-دوغ "(هـ). الأسباب يحيطون بنفق على المحيطوذلك من أجل تسريع الدقة و إحتفاظ القارب بقوة في وسط الأنفاق بسرعة فائقة من الصوت و استقرار السباق في الدوران يتم استخدام مواد التفويض المفروضة والعالية التصميمية على أسفل الجزء النهائي من النفق مع تسريع راديالية عالية. في القطاع 330-2000 كم، يتراجع التسارع على منحنى من 4g في بداية القطاع إلى 0g في النهاية. مع تحقيق سرعة نهائية ~11 كم/س في نهاية المسار.
- في الأخيرة الجزء (2000-2050 كم). تم تطبيق 50 كيلومترات الأخيرة لتثبيت وتمركز قبل الخروج إلى الغلاف الجوي من خلال قفل الغلاف الجوي.
يتم إعطاء الطاقة النفطية من محطات غاتيس الفرعية إلى قطاعات محددة من الملفات بالتزامن بشكل صارم مع وضع القارب، وخلق مجال مغناطيسي سريعوذلك يقلل من صعوبة التنيل، مما يجعله سهل للإصلاح، ويحول العناصر المتقدمة التكنولوجيا إلى مركبة متعددة الاستخدامات.
يُحلّ مشكلة "الميلا الأخيرة".
الموقع والتركيب
يقع مجمع الشلوز على برقة قمة جبل موهي (~3400 م) في جمهورية الكونغو. لتحقيق التوسع المستقبلي تم احتياط برقة جنوبية واسعة (16 كم جنوباً) ، قادرة على استيعاب عشرات الشلوز المتوازية. يُعتبر المُصممُ مُبنىًا ضخمًا يُحتوي على إغلاق ميكانيكيٍ رئيسيٍ وأنظمة خلق حاجزٍ غازي ديناميكي. في الواقع، إنها محرك جوي ثابت على الأرض مع طناب ثلاثي حلقة، موجهة من الزاوية إلى السماء، ولكن ليست مناسبة لتفريق الجسم، وذلك لتحقيق تثبيت الغلاف الجوي وخلق مكافأة عند دخول القارب إلى الغلاف الجوي.
حاجز غاز ديناميكي
العنصر الأساسي للعمل. اقتراب القارب يبدأ (بعد بضع ثوان) في إنشاء تدفق غاز خارجي خارجي فوق الصوتي ، على طول محور التنيل.
- المصدر والصنع. يخلق حاجز الغاز الديناميكي ثلاثة محركات حلقة مركزية مستقلة (الحزام) أو محركات مضادة للصوت المباشرة ذات السلطة الثلاثية المماثلة، و التي تعمل على خليط الوقود الهوائي والهيدروجيني الهيدروجين يتم إنتاجه على الموقع بواسطة الكهرباء. هذه الزائدة ثلاث مرات توفر مقاومة للخلف: لإنشاء حاجز فعال يكفي تشغيل أي من حزامين، لذلك يحافظ النظام على القدرة على العمل عند رفض واحد من ثلاثة. كل حزام له نظام خاص بتزويد الوقود والتحكم والإشعال. يقع الحزام حول الجزء الخارجي من الشقوق فوق بعضها البعض مع تحويل الدرجات إلى الوراء من الحزام الصغير إلى الكبير ، والحزام الميكانيكي يقع داخل الشقوق بعد كاسد الحزام. هذا يسمح بإطلاق الحزام دون الحاجة إلى فتح فتح فتحة ميكانيكية مسبقاً.
- الوظائف الرئيسية.
1) إنشاء ضغط موجه خارجا لحماية الفراغ في النفق أثناء مرور القارب ؛
2) التخفيضات المسبقة والحرارة من الهواء الجوي في منطقة الخروج أمام الشلالات لإنشاء درجة حرارة في قسم الأوساط بين فراغ التنيل والغلاف الجوي، مما يشكّل انتقال درجة حرارة بين فراغ التنيل والغلاف الجوي.
الحاجز الغازي لا يشكل حماية هوائية للقارب ولا يحميه من الغلاف الجوي. وظيفته هي أن تمدد في الوقت المناسب لحظة الانتقال بين البيئات تحويل ضغط الضربة الفوري تقريبا (المرحلة الدقيقة) عند الاتصال بالهواء البارد غير المتحرك إلى ضغط مُوزع في المليثانية عند الاتصال بالتيار المُتوجه المُحترم. هذا لا يقلل من القوى الجوية التكاملية، ولكن يقلل بشكل كبير من الضربة (jerk) والشكل المكون عالية التردد من الاحتياجات، مما يقلل من خطر التدمير المحلي والصدمة الحرارية للمبنية.
- شكل التدفق. مخروط مع قطع البطن، يطابق قطع الأنفاق والشاحنة، يبلغ طوله من عشرات إلى مئات الأمتار، يخرج خارج من ثلاث صفوف من حلقات حفرة من أحزمة الطاقة في قاعدة البوابة الغلاف الجوي.
الحواجز الغازية الديناميكية للخندق الغازي لا تتطلب تشكيل مخروط مثالي جغرافي أو ثابت أو ثمانية أسمترات. نظام عمله هو في جوهره المادي ديناميكي، يسمح بتقلبات زمنية وزمنية في الشكل، و كثافة وتيرة التدفق.
الشرط الحاسم الوحيد والقاسي للعمل في القفل هو الحفاظ على درجة الضغط والانبعاثات الإيجابية (الموجزة إلى الخارج) طوال خروجه يستبعد تماما دخول الهواء الجوي داخل النفق، وكذلك الاستعداد الوقائي للغاز والحرارية للمجتمع في منطقة الخروج، مما يزيد من الوقاية والإنجازية في النظام.
وبالتالي، يتم النظر إلى شكل التدفق كمتغير متكيف وليس كحد من المستهدف، وتحسينها في الوقت الحقيقي من خلال الخصائص التكاملية (الضغط، النفق الجماهيري، النبض) ، ليس من خلال هندسة صارمة.
- التوسع والإختبار. على عكس السرعة التي تبلغ مسافة ألف كيلومتر، فإن بنية البوابة هي وحدات وسهلة التوسع. التقنيات الرئيسية إنشاء مخروط متزايد للصوت، وتزامن، يمكن إعادة تشغيل حزم التفاعل على المراكز الطبيعية الكاملة في نطاق 1:5 أو 1:10، مما يسمح بتخفيض المخاطر التقنية الرئيسية للمشروع قبل البدء في بناء الطريق الرئيسي على نطاق كامل.
نظام الأمن
العمل مع الهيدروجين يفرض متطلبات عالية على سلامة الإطفاء. يتم تصميم جميع البنية التحتية للقفل مع هذا: أنظمة تحديد تسرب الهيدروجين المكررة، وتسريب الطرق السريعة بالنيتروجين، وتشغيل المعدات بحماية من الانفجار، التقسيم الفيزيائي لجهازات التشغيل الكهربائي والمخزنات والحزامات المحركية كما إنشاء قنوات تهوية مستهدفة لإخراج إصدارات محتملة في الغلاف الجوي بأمان بعيدا عن الموظفين الخدميين والبنية التحتية الحيوية.
الجباريتات والكثافة الناشئة
طول ~150 م، قطعة البطنية ~10x15 م. شكل من قناع الضوضاء، معتمد للقليل من المقاومة والعبء الحراري عند اختراق الغلاف الجوي.
- الكثافة المثلى للشروع ~15 000 طن.
كتلة القارب في 15 000 طن نتيجة بحث عن المهندسة الاقتصادية المثلى، والتي تقع في الوسط الذهبي بين القيود البدنية والإمكانيات التنفيذية.
| المعايير | الحد الأدنى (< 8 000 – 10 000 t) | الإيجابي (15 000 t) | الحد الأعلى (> 20 000 – 25 000 t) |
|---|---|---|---|
| الطاقة البرية والتحمل | تهيمن الغلاف الجوي. قوة المقاومة Fd = ρ·A·v2 تخلق تحميلات عالية a = Fd/m ، مما يتطلب استقرارًا نشطًا معقدًا ويدفع إلى ارتفاعات حرارية. | تهيمن السخرية. تسبب مقاومة الغلاف الجوي إعادة التحميل البدائي قصير الأجل (حتى 5 sec) (~3-6g) ، مما يسمح باستخدام أنظمة أكثر سهولة للاستئصال والحماية الحرارية. | إنّ المكاسب المفرطة تقلّص قليلاً، لكنّ المزايا تتساوى بالعوامل الأخرى. |
| النظام الحراري | ضغط الحرارة المنخفضة. كتلة صغيرة m تؤدي إلى ارتفاع سريع في درجة الحرارة ΔT = Q·t / (m·c) ، مما يتطلب أنظمة باردة نشطة متطرفة. | إنّه يحتوي على حرارة عالية، حيث يبتلع ويتفشّر التصميم الضخم حرارة الذروة التي تمرّ في الغلاف الجوي لفترة قصيرة، مما يسمح باستخدام مزيج من الحماية الحرارية السلبية والفعالة. | إنّ الحرارة تتزايد، لكنّ إغلاق الحرارة من البناء الضخم يصبح مشكلة منفصلة. |
| الطاقة الإطلاق | الطاقة المطلوبة E = 1⁄2·m·v2 مقبولة، ولكن لا تعوض العيوب. | التوازن الذكي. طاقة الانفصال إلى 11 كم / س هي ~9×10¹⁴ ج (~252 جفتس] ، مما يطابق قدرات نظام GATES الموزع والمجموعات. | وتزداد تكاليف الطاقة بشكل خطي، مما يتطلب زيادة غير متناسبة في قدرة وتسعير المحافظات، وهو أمر غير فعال اقتصاديًا. |
| الإنشاء واللوجستية | يمكن تحقيقها، لكن لا توفر ميزة رئيسية للطيران التجريبي | متوافق مع التقنيات الحالية. الجباريت والجزء الكبير يتوافق مع إمكانات المراكب الحديثة، وأساليب الخرسانة والنقل. | إن التصميم يزداد صلابة، وتتسبب في مشاكل في التذبذب، والإجراءات، والوصول إلى المكان الذي يبدأ فيه، وتزداد التكاليف بشكل خارق. |
| فلسفة StarRoad | يبقى في نمط جهاز خفيف، ضعيف في الغلاف الجوي. | يطبق نموذج التيارات التجاعدية: الغلاف الجوي ليس حاجزاً، بل إثارة قصيرة الأمد، التي يمكن التغلب عليها من خلال الكثافة والثبات. | ويتحول إلى مشكلة صعبة للصناعة، مما يضيع التوفير من النطاق. |
- جسدياً هو أعلى من الحد الأدنى (~10 000 t) ، وبعد ذلك يبدأ الهوائية في السيطرة على التأثيرات الجوية.
- الطاقة لا يؤدي إلى زيادة متزايدة في متطلبات البنية التحتية.
- التكنولوجيا يبقى ضمن الممارسات الصناعية المتوسطة (بناء السفن ، التصميم الآلي الثقيل).
- اقتصاديا يتوازن بين تخفيض التكلفة من الخراج من خلال النطاق وتقييد التكاليف الرأسمالية.
وبالتالي، هذه الميزة هي الإيجابية التي تجعل مفهوم StarRoad ممكناً من الناحية الفيزيائية والاقتصادية.
التكوين والنظام
يتم تصميم جميع الهندسة المعمارية الداخلية كهيكل طويل متعدد المستويات مع تقسيم وظيفي على ارتفاع القبو.
- السفلي و الجزء الخلفي من القبو تم تخصيصها بالكامل للأنظمة الطاقة والقوة: مفاعل الطائرة، ومبادلات الحرارة، ومواصفات التبريد النشط، ومتحولات القوة، ومخزنات الطاقة، محركات حرارة و عناصر محطة القوة البحرية هذا يقلل من مركز كتلة القارب، ويزيد من استقرار الطيران المضاد للصوت، والتخطيط، والإقلاع، كما يسهل حماية الحرارة والإشعاعية للقسمات العلوية.
- القيادة فوق القيادة نظام التسوية والثبات متكاملة على طول أوراق القارب و جزئياً في القاع. يتم وضع وحدات التشغيل الخارجي مباشرة خلف الغلاف الخارجي وطبقة الحماية الحرارية، مما يقلل من التسريب بين المجال المغناطيسي وغلافات التنيل السلبية. يتم وضع المغناطيسات:
- على طول المرافق على طول القبو، بما في ذلك المنطقة العليا والمتوسطة إلى خط القضبان المتفريقة؛
- في الجزء الوسطى والخلفي من القاع
- باستثناء مناطق خروج الأجنحة الرئيسية والنيشات الميكانيكية
هذا التوزيع يضمن حقل مغناطيسي متساوٍ، وقوة عالية في سرعات الضوضاء، وقوة في حالات الإصابة بالانهيار المحلي.
- الجزء المتوسط من الجسم يتم تخصيصها تحت أراضي الجناحات الملتوية وبرامق القوة التي تصلحها. يتم تنظيف الأراضي الرئيسية من داخل القبو ويعزلها عن القسمات الطاقة والحمية. يستخدم الجزء الأمامي من منطقة الأنف المتوسطة لوضع أجنحة تحكمية صغيرة متقدمة تستخدم لتصحيح المسار والاستقرار في الأنظمة الانتقالية.
- الجزء العلوي من القبو مصممة لوضع وحدات تغيير عالمية للحمض المفيد. يتم قياس الوحدة حسب حجمها ونقاط التثبيت والوزن وموقع مركز الجاذبية المسموح به ويمكن تكوينها كحمولة أو ناقلة أو ركاب أو مزيج. يتم تركيب و إزالة الوحدة في القارب قبل الإطلاق ، كما يمكن أيضًا القيام بذلك في المدار بعد فتح القضبان العلوية. يتم تجهيز قسم الشحن بمرفق هيدروليكي أو كهربائي مكاني مدمج وموجّه يضمن إقلاع و إزالة الوحدات تلقائيًا في ظروف الجاذبية الصغيرة دون مشاركة الطاقم.
- المفتاحات العليا المتفرقة لا تكون عناصر تحمل في القوة، وتقوم بتمثيلات المداخلة الجوية والوصول المداري. بعد أن يتم فتحها وتثبيتها بشكل كامل، تفتح الألواح تلقائياً، ثم يتم إعطائها كريداجنت لإلقاء الحرارة الزائدة في الفكيوم.
- الجزء الأنفى من القارب لديه مجموعة وظيفية متعددة المستويات:
- منطقة الفم العلوية الجسر ، وأنظمة التحكم والتنقل والاتصال
- منطقة الأنف المتوسطة آليات الأجنحة المنقشرة الصغيرة والسطحات التحكمية ؛
- منطقة الخرس السفلى خزانات الوقود الكريوجيني والمدفأة تُضمن أدنى مقاومة هيدروليكية وسرعة وصول البيئة التبريدية إلى أنظمة التبريد النشط للجزء المخفي أثناء اختراق الغلاف الجوي.
هذا التكوين يوفر خطوط حرارية وهيدروليكية قصيرة، ويقلل من السخرية الحرارية في الأنف ويزيد من موثوقية عمل أنظمة الحماية الحرارية في الموقع الأكثر إثارة للعبء. بشكل عام، تشكل تشكيل القارب بنية صارمة، يمكن تحديدها، ومدولية، محسنة للاطلاق المضاد للصوت، العمليات المدارية، السباحة الذاتية والتشغيل المتكرر دون إعادة تعديل عميق للجسم.
حماية الحرارة من الجسم
الجزء الأنفى والسفل من القارب مجهز بنظام حرارة محمي متعدد الطبقات من المكونات المعدنية ، والذي يعتمد على الحرارة والحرارة المتطرفة والحميات الديناميكية عند الطيران المضاد للصوت والإقلاع. يجمع التصميم بين العناصر السلبية والفعالة ويشمل:
- طبقة خارجية مقاومة للحرارة ، مقاومة لدرجات حرارة قصيرة الأجل في آلاف التراكم والاحرارة الإشعاعية المكثفة ؛
- طبقة معدنية قوية تدرك الاحتياجات الميكانيكية والهتزازية ؛
- خطوط التبريد النشط التي توفر إبعاد الحرارة من المناطق الأكثر إثارة، وخاصة الجزء النازح والجزء الأمامي من القاع؛
- العناصر المُتغيّرة في المناطق الحرجة المحلية، والتي تمت حسابها للتآكل المُراقب دون تدمير التركيب الأساسي.
تم تصميم نظام الحماية الحرارية مع مراعاة الضربة الحرارية عند اتصال الجسم المدفئ بالماء عند الهبوط في المحيط، بما في ذلك درجات الحرارة الحادة والتوترات الحرارية الدورية. تتضمن الهندسة المعمارية تقسيم وتغيير الوحدات الأكثر شحًا أثناء الخدمة التنظيمية ، مما يزيد من إمكانية الإصلاح والموارد الاستخدام المتكرر.
الجناح
يُعدّ الجذع بالجنحين المُرتفعين المُخصصين للاستقرار والتخطيط والإقلاع. يُفتحان بعد الخروج إلى طبقات من الغلاف الجوي.
- زوج الجناح الأمامي يقوم بتصحيح المسار، وتثبيت التنج والكريين، وكذلك تمطئة الاضطرابات الديناميكية.
أجهزة كل جناح أمامي:
- طول (المتسع من الجذر): ~35 م؛
- عرض الجذر / النهاية: ~14 / 7 م؛
- مساحة: ~360–400 متر مربع
- زوج من الجناحات الخلفية هي السطح الجوي الأساسي للشاحنة.
أجهزة كل جناح خلفي:
- طول (المتسع من الجذر): ~100 م؛
- عرض الجذر / النهاية: ~14 / 7 م؛
- مساحة: ~1000–1100 متر مربع
المساحة الإجمالية للجنحات تبلغ حوالي 2800–2900 م. المساهمة الإضافية في قوة الارتفاع هي شكل المرفق الذي يزيد من المساحة الجوية الفعالة بنسبة 20–30٪ تقريبًا.
في وضع صوتي، يضمن التكوين الإجمالي نوعية الهوائية التوجيهية L/D ≈ 9–13 ، مما يسمح بتنفيذ التخطيط المستدام واختيار نقطة الهبوط المسيطر عليها. يتم تقييم سرعات التخطيط والإدخال النموذجية في نطاق 90–120 م/س (≈ 320–430 كيلومتر/ساعة). في هذه السرعات، لا يتم تحديد سلامة الهبوط بالسرعة الأفقية المطلقة، بل بالسرعة العمودية لللمس، زاوية الهجوم، ومحيط الجليساد.
أنظمة المظلة
لتقليل الاحتياجات الضربية عند إقلاع وتوسيع نافذة القفز المسموح بها، يتم تجهيز القارب بنظام باراشوتي متعدد الأوقات يعمل كمنحدر شروطي-شطتي للقفز الناعم.
- الهندسة المعمارية والمنطقة. النظام يتضمن موقفين من المظاهرات:
- واحد في الجزء العلوي من الغذاء;
- واحد في الجزء الأمامي العلوي (بعد منطقة الأنف مباشرة)
كل موقف تم تنفيذه حسب الخطة N+1 (الظرف الأساسي + الاحتياطي) مع طوابع مستقلة وخطوط مميزة. خط التصلب المتقاطع وذلك يقلل من ذروة الاحتياجات المحلية ويزيد من استقرار الوقود والقذائف.
- المساحات ونظام العمل. لا تُصمم المصفوفات للاحتفاظ بالكامل بوز الجهاز، ولكن لتخفيض السرعة العمودية في المنتصف النهائي وتشكيل مرحلة التلمس السلسة.
- مساحة واحدة من المصفوفات الأساسية: ~4500–6000 م2;
- الساحة النشطة الإجمالية عند عمل اثنين من المصفوفات: ~9000–12 000 م2.
قيمة الهدف من سرعة عمودية في لحظة اللاصق Vz≈1 م/س.
- معايير إضافة. نظام المظلة-المظلة يستخدم فقط عند الضرورة. خوارزمية القرع تأخذ في الاعتبار الإجمالي لتحميل (مبلغ متجه للشكلات الجوية والجوهرية والهيدروديناميكية):
- إذا كان التكهن الإجمالي المتنبأ عند الالتحاق لا يتجاوز 4g، يتم إلقاء الطائرة بدون استخدام المفردات (على الأجنحة)
- في المخاطر التجاوزات 4g يتم تفعيل النظام وتخفيض السرعة العمودية إلى الحد المستهدف، وذلك من خلال تحويل القرع إلى وضع التزلج الناعم.
- التكرار. تم تصميم المرافق والأنظمة المضبوطة والعقدة المضبوطة للاستخدام المتكرر مع خدمة النظام (التفحص والجفاف واستبدال العناصر التي يتم تنفيذها بسرعة) دون تفكيك القوة القائمة على القاعدة.
الجهاز المحرك والقوة الذاتية
يُعدّ هذا القيادة بنظام تحرك الطاقة المستقل بالكامل، مصمّم على دورة المهمة بأكملها، من المناورات في المدار إلى السباحة المستقلة التي تستمر لعدة أشهر.
- القاعدة المصدر الطاقة: مفاعل نووي على متن الطائرة
- نوع: مفاعل محركات التآكل السريع المتكامل (JMSR) أو مفاعل بارد بالغاز عالي الحرارة (VTGR) من الجيل التالي. في المستقبل وحدات حرارية نووية مكونة (على سبيل المثال، على أساس مخطط مع ضغط حقل، مثل Helion Energy).
- القوة: الكهرباء 10-20 ميغاوات، والحرارة 50-100 ميغاوات.
- المقصود: توفير الطاقة لجميع أنظمة الطائرة التي تتحرك فوق عناصر النظام المغنيتوليفيتيشن محركات البلازما الكهرومغناطيسية (إمب)و أنظمة التبريد النشط و محركات السباحة الذاتية. مصممة للعمل دون إعادة تشغيل الوقود طوال مدة خدمة الشاحنة (5-10 سنوات).
- نظام تحديد التأثيرات والثباتات على طول قاعدة القارب تم دمج وحدات كريوجينية ذات مغناطيسات فائقة التوصيل على أساس الموصلات فائقة درجة حرارة عالية (VTSP) ، التي يتم تبريدها بالنيتروجين السائل أو الهيدروجين من الأنظمة على متن الطائرة. هذه المغناطيسات تخلق حقل مغناطيسي قوي للنقل والثبات النشط (نظام مؤثر مغناطيسي). أنها تسمح للقارب للحفاظ على الالتزامات حتى عند عدم إعطاء الطاقة الخارجية للتنيل بالكامل بسبب التفاعل الإندكسي مع الملفات السلبية-المرصات (تأثير المرآة المغناطيسية).
نظام إدارة الاستقرار مبني على المبدأ الترتيبي:
- المواصفات السلبية (الثواني الصغيرة): الاتصال الإندكسي للمكالمات الفائقة مع معدات التنيل يخلق قوتًا عائدة تلقائياً عند أي تحريك دون مشاركة الإلكترونيات.
- المخططات الآلية (الثواني الصغيرة الثواني الميلي): تتيح السكيمات المتخصصة (FPGA، ASIC) اكتشاف عدم التوازن وتغيير القسمات على أساس خوارزميات صعبة.
- المخطط البرمجية (مليثواني عشرات المليثواني): محاسبة المكوك (مع دعم إصطناع اصطناعي محدود) تقوم بتوزيع التيارات بين أقسام الموصلات العالية لتعويض التجولات البطيئة والانعدام الموازن المحلي دون الحاجة إلى رد فعل في نانو ثانية.
هذه الهندسة المعمارية توفر وقتًا مليثانية من رد فعل الإثارة ، مما يتجاوز بشكل كبير متطلبات الاستقرار للقارب الذي يزن 15 000 طن في سرعات فائقة الصوت.
- الأساسيات المحركات: محركات البلازما الكهرومغناطيسية عالية الجهد.
- المبدأ: محركات المغناطيسوموديناميكية (MPD) أو محركات ذات التدفق المحرك (VASIMR) التي تتغذى على مفاعل الطائرة.
- التشديد: إلى 50-100 كيهون (5-10 طن قوة) في وضع نبض، وهو ما يكفي لإجراء تصحيحات المدار، وانخفاضها، والانتقالات بين المدار.
- الهيئة العاملة: مخزون السائل الكسينون أو الأرجون أو الهيدروجين (والذي يستخدم أيضاً لنظم التبريد).
- الإستقلال: المحركات تديرها إصطناع اصطناعي على متن الطائرة قادر على حساب وتجهيز التحركات الخاصة بالربط مع المحطات المدارية وإفراجها وإعادتها.
- نظام الحرارة الإدارة:
- المواصلات المتحركة. لوحة ذات مُحيط سائل يتم تطويرها في الفضاء لإلقاء الحرارة الزائدة من المفاعل والمعدات إلى الفراغ.
- التكاليف الحرارية الفازية (تا). العناصر الحرجة. تقع في الجزء الخرسي والعقود الحرجة. تستوعب الحرارة الذروة (ميجاجولي) عند اختراق الغلاف الجوي عند البدء والدخول، مما يمنع إعادة تسخين البناء. في الفضاء أو المحيط، يتم إلقاء الحرارة ببطء عبر المتباعدين أو البيئة.
- نظام التبريد النشط. مُطابق مغلق مع هيل / هيدروجن سائل لتبريد الطائرة الطارئة للشاشة الحمية والعناصر الحرجة في الرحلة.
- الحجز والسلامة: أنظمة إدارة مفاعل مزدوجة، ومواصفات التبريد المستقلة، وسائل التفشي الحراري.
الأنظمة الاستقلالية للزرع والبحرية
بعد إدخالها في منطقة معينة من المحيط الأطلسي، تتحول القوارب إلى وضع سفينة بحرية مستقلة بالكامل.
- مجمع الحركة. مجموعة من المزاجين المتحركين (أجهزة التخفيف المتحركات) أو المحركات المتحركة التي توفر مناورة عالية عند التحركات الصغيرة.
- الطاقة للسباحة. توفر الطاقة الكهربائية للمحركات وأنظمة الطائرة المفاعل النووي / النووي الطرفيويعمل في الحد الأدنى من النظام، ويحتوي مخزون المنطقة النشطة على الانتقالات المستقلة التي تستمر لأشهر عديدة.
- التنقل والاتصال. القمر الصناعي (GPS/GLONASS) ، الملاحة العصرية، الرادارات والقائدات للتعرف على الظروف السطحية. الاتصال المستقر عبر الأقمار الصناعية الجيوستاتشيونية.
- نظام التوقف النهائي. لضبط السرعة المتبقية (100-150 كم/ساعة) قبل أن تلمس الماء تستخدم النظام المشترك: فرشاة التوقف ذات مساحة صغيرة (للتثبيت والتربية الأولي) و نبض قصير من محركات البلازما المرتفعة (للمطفأة الدقيقة للسرعة العمودية). المظلة تنطلق بعد الإنتشار
هذا التكوين يسمح للقارب بعد الهبوط بالذهاب إلى ميناء التسجيل أو إلى نقطة اللقاء مع السحب دون الحاجة إلى مساعدة فورية. يمكنه أن يحتفظ بشكل مستقل بموجة العاصفة، ويجري عمليات انتقال طويلة، ويأتي إلى المرفأ المحدد للخدمة حسب الجدول الزمني، ويتحول من جهاز فضائي إلى سفينة بحرية روبوتية.
AstroLiner-S: إصدار مبكر / مبكر
في المراحل الأولى من تطوير ستار رواد، وكإعداد أساسي، معقّد من الناحية التكنولوجية، وأكثر تحافظاً على التشغيل، يُتوقع استخدام النسخة التشغيلية للشاحنة AstroLiner-S (Simplified / Start).
هذا التغيير هو إصدار كامل وظيفيا، ولكن الطاقة والنظامية من أساس أسهل من AstroLiner، مصممة لاستخدام الممرات الرأسية، والشحن المبكر والإطلاقات المأرقة، وذلك لحد من المخاطر التكنولوجية والتنفيذية والتنظيمية للنظام.
- المفتاح فكرة AstroLiner-S. أسترولينر-س تطبق النمط الأساسي لـ StarRoad طارون ثواجي من الغلاف الجوي، ولكن بدون استخدام مصدر طاقة نووي أو حراري و مع الحفاظ الكامل على الميزات الناشئة الكبيرة للنسخة الأساسية.
جميع العمليات الطاقة المتطرفة (القطع والسطح والاستقرار في النفق) تم إدخالها بالكامل إلى البنية التحتية الأرضية.
خيط AstroLiner-S هو:
- جهاز النقل الذاتي
- ومتعددة المرات
- قادرة على الخروج في المدار، والنزول منها، والعودة بها
- ولكن باستخدام الدفع الكيميائي خارج الأنفاق فقط
- لا تحتوي على مصادر إشعاعيّة ايونيّة عالية القوة على متن الطائرة.
- الطاقة والأنظمة المتسوقة. في تشكيل AstroLiner-S ، مستبعد تماماً:
- المرافق النووية والطاقة الحرارية
- المخاطر الإشعاعية والحرارية والحوادث المرتبطة بها
- سيناريوهات التلوث المستحيل في الأنفاق والبوابات
عناصر التشغيل العالي للسيطرة، والاستقرار والتفاعل مع الطريق:
- يتم إمداد الكهرباء قبل البدء
- يتم تحويلها إلى وضع دائم
- ويتم عزلها عن بعضها البعض ويتم تحكمها بواسطة نظام طائرة.
يتم تغذية الإلكترونيات على متن الطائرة وأنظمة التحكم والحماية عن طريق الكمبات الكهربائية والكابينة (المحركات) ، والتي تمت حسابها على دورة كاملة من التفريق المنزلي مع احتياط في الوقت.
التحكم النشط في المواصفات المُتَقَدِّمة في عملية التفريق محدودةً بالتواليات المُعَدِّلة الصغيرة وأوضاع الطوارئ، مما يستبعد الحاجة إلى مصدر طاقة مستمر عالي القوة على متن الطائرة.
في النظام المداري كمصدر فعال للطاقة تستخدم ألواح شمسية متكاثفة.
- التركيبات المتحركة خارج النفق
كل العمليات المدارية لـ AstroLiner-S يتم باستخدام الدفع الكيميائي.
يُجهز القيادة:
- محركات الكيميائية المرتفعة المتوسطة الجهد (درجة LOX/LH₂ أو LOX/LCH₄) ،
- النظم المثقلة للتوجيه والتحكم في الحوادث (RCS).
يضمن التركيبات المتحركة:
- إقلاعها إلى المدار المستهدف بعد الخروج من الغلاف الجوي
- تعديل المعايير المدارية
- إنزلاق من المدار
- دخول و عودة المجال المتحكم
إن رفض المحركات الكهربائية والخمض المغناطيسي في هذا النسخة يتأثر بعدم وجود مصدر طاقة كهربائية عالية القوة على متن الطائرة ولا يعتبر قيوداً معماريًا للنظام بشكل عام.
- العودة التكرار
أسترولينر-س قادر على:
- التنقل المستقل من المدار
- دخول الهواء المتحكم
- التخطيط الجوي
- إقلاعها في المحيط باستخدام أجنحة وبرنامج غطاء الطائرة
غياب مفاعل يسهل بشكل كبير:
- الاستخدام البحري
- الخدمة التنظيمية
- إعادة إصلاح الجهاز بعد عمليات إرسال غير شرعية
- الدور AstroLiner-S في التنمية StarRoad
تستخدم AstroLiner-S:
- أول نسخة من القارب "ستار رواد"
- منصة لتجميع إحصاءات الإطلاق والإفشل
- وسيلة لتشغيل النظام في وقت مبكر
- النقل الأساسي للبنية التحتية المدارية الأساسية.
ومع تطور المشروع، وظهور مصادر طاقة عالية القوة المكتسبة، واكتساب الخبرة التشغيلية، يمكن أن يكتمل أو يبدل AstroLiner-S تطورياً بالنسخة الكاملة من AstroLiner، مجهزة بموجات طاقة عالية القوة على متن الطائرة ومحركات بلازما كهربائية مغناطيسية
وبالتالي، فإن AstroLiner-S ليس تعزيزاً، بل هو مستوى تشغيل منطقي للنظام، يسمح لنا بدء تشغيل StarRoad في وقت مبكر، آمناً، مع مخاطر أقل في النظام، دون تغيير بنية الطريق السريع
المقصود والمبدأ
يتضمن المشروع إنشاء بنية تحتية طاقة ومناخية متكاملة خاصة بمجموعة جيجاواط على أساس تقنية Enhanced Geothermal Systems (EGS) المعدلة . كجسد عمل يستخدم ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (sCO₂) ، الذي يتم الحصول عليه عن طريق السيطرة المباشرة من الغلاف الجوي (Direct Air Capture ، DAC). يجمع النظام بين ثلاثة وظائف حرجة: 1) الإدارة الفعلية الجيوثرمالية للحقل الحراري لضمان الاستقرار الحراري للمناقل المتسارعة؛ 2) توليد الطاقة الكهربائية الأساسية. 3) الاستخدام الطويل الأجل من الغلاف الجوي CO₂.
الهندسة المعمارية الجوفية
لضمان الاستقرار الحراري والعمولة الطاقة والعمرة، يرافق كل نفق سريع مع مجموعة من سبعة نفق خدمية صغيرة الأقطار، التي تشكل نظامًا متكاملًا لـ " دبي إيه إيه ":
- ست أنفاق كالتورية-طاقة رئيسية (المتوسط 2 م). تقع في 30 مترات أقل من مستوى سطح الممر السريع، مع خطوة متساوية 7 تعمل جانباً في وضع إعادة التدوير من قبل المتبردة بشكل عنيف (+5°C) من النتائج المفرطة CO₂. هذا التكوين يشكّل تحت جميع قطاعات المسرّع بطانة مُبردة متكاملة سمكها >15 متر، باستثناء الجسور الحرارية بالكامل.
- نفق خدمة فنية واحدة (الديامتر) 3 (م). يقع على نفس المستوى مع نفق التسارع ، في 3 متر من الجانب. يوفر إمكانية إصلاح التشخيص والإصلاح باستمرار دون توقف الحركة. تم تصميم نفقات GATES على التأثير المشترك للضغط الداخلي العالي (حتى 25 MPa) ، الضغط الجبري والثقلات الديناميكية. يمر المجمع بأكمله من سبعة أنفاق بواسطة أسطول روبوتي بالكامل الممرات الصغيرة المجمعات (تلك). تقوم بنظام الطاقة الكهربائية العالمي بتفريق البنية التحتية الطاقة من النقل بشكل جسدي وفعالي، مما يضمن موثوقية ومقدرة على الإصلاح غير مسبوقة.
نظام التبريد و GTMK
- -موجة التبريد العميقة تحت نفق التسارع توجد نفقات الكولكتورية والطاقة للطاقة في غاتيس، التي تتداول فيها جسم العمل على أساس CO₂ في وضع ضيق عالية الضغط أو فوق الحرجة. درجة حرارة الهدف من التدفق البارد قبل دخول المستجمعات العميقة حول +5...+15°C في الوضع الطبيعي منخفض الدرجة الحرارة. بعد اختيار الحرارة الجيوثورية والمرور في القطاع العميق CO₂ يمكن أن يُحمى أعلى من +100°C اعتمادا على العمق وتدفق الحرارة والطاقة. يفرز المخطط الحرارة الجيوثرمالية، ويشكل منطقة باردة تحت الأنفاق الرئيسي ويسمح بإرسال الطريق السريع بأمان على عمق حوالي 5–8 كم.
- الهيدروتيرمالي القناة السريعة (المساعدة) يتم بناء قناة هيدرو حرارية رئيسية GTMK على طول الطريق StarRoad ، بالتوازي مع الطريق السريع الخدمي ، ومحطة التشغيل والاتصالات.
الممرات المعدنية هي قناة مياه بعرض حوالي 5–8 الميترات والعمق 2–3 يمر على قاع القناة عدة خطوط أنابيب ذات ضغط عالية مستقلة CO₂ يتحرك بين المحطات المجاورة الماء هو حافظ حرارة ومركز حرارة.
بعد أن تكون عقدات التوربين أو تبادل الحرارة أو المضغوطة CO₂ تدخل إلى الحوافذ الحارة بحرارة تقريرية +50...+80°C. في الموقع المتوسط المكمل طوله حوالي 50 كم، يعطي حرارة الماء، وتبرد إلى حوالي +22...+35°C اعتمادا على موسم، رطوبة الهواء، كثافة الأمطار، التبريد الإشعاعي ليلاً ونظام العمل في القناة
يتم الحفاظ على درجة حرارة الماء في الحرارة في الحرارة الطبيعية في نطاق +22...+32°C تقريبًا ، مع ارتفاع محلي في القسمات الحارة إلى +35...+45°C. في مناطق معينة قرب مدخل التدفق الحار، يمكن أن يتم تسخين الماء لفترة قصيرة إلى +50...+80°C، مما قد يقلل من النشاط البيولوجي جزئياً، ولكن لا يجعل الماء شربياً دون تنظيف.
فوق القناة تغلق بآلام مختارة خفيفة تعكس الإشعاع الشمسي وتسمح بإطلاق الحرارة في نطاق تحت الحمراء.
- التبريد المحرّك في كل محطة، توجد محطات حرارة، ومبادلات حرارة، ومصاعد، ومضغرات، ومركبات التوربوتاندر، ومركبات احتياطية.
تقوم الحوافز ومبادلات الحرارة الترمينية بتوصيل تدفق CO₂ بعد الحرارة الكهربائية من +22...+35°C إلى +15...+25°C تقريبًا. عند الضرورة يجب أن تخفض التخزينات الاحتياطية درجة الحرارة إلى -5...+5°C قبل إدخالها إلى مجموعات العميقة. لا تستخدم الشيلر كوضع دائم أساسي، ولكن كاحتياطي ذروة أو طارئ أو موسمي.
- مضخات مضخة وتربوتاندر إلى المحطة التالية CO₂ يتم تسليمه، ولكن تحت ضغط مرتفع. ثم يمكن أن يتوجه إلى التندر التوربودي حيث يتم استرداد جزء من طاقة الضغط ، وتقلل درجة الحرارة إضافياً من خلال توسيع نحو -10...+5°C حسب الضغط ، النفقات والمرحلة المطلوبة.
بعد ذلك CO₂ يتم إدخالها إلى أنفاق GATES المجمعة مع درجة الحرارة والضغط والحالة المطلوبة. هذه الدورة ليست مصدر طاقة مجاني: المضغوط يدخل العمل، القناة تنفذ حرارة الضغط، وتربوتاندر لا يعيد الطاقة المفقودة إلا جزئيا. النتيجة المفيدة تدفق أكثر برودة عند الاحتياجات الأقل على المثبيتات التبريدية النشطة.
- الحجز وال التوجهات. يتم تصميم الأنابيب المتحركة بشكل مضاعف ومقاوم. عند تدمير أحد المواصفات، يتم توزيع التدفق عبر الأنابيب الاحتياطية أو المحطة المجاورة. يمكن أن يتغير اتجاه الحركة CO₂ اعتمادا على الاحترار الحراري، والوضع الطارئ، وحالة المواقع الفردية.
- إصلاحية يتم قطع الممرات عبر قوافذ على بعد كل كيلومتر تقريباً، وعندما يتلف القطاع، يتم عزل القطاع، وتخفض مستوى المياه من خلال المضخات إلى الحد الأدنى من المستوى التكنولوجي أو يتم تجفيف القطاع جزئياً. بعد إلقاء الضغط، تتمكن الفرق أو المجموعات الروبوتية من الوصول إلى الحركات دون توقف على الطريق السريع. في وقت الإصلاح يتم دعم التبريد من خلال خطوط احتياطية وتغيير اتجاه التدفق وتعزيز تبادل الحرارة عبر المحطات المجاورة والتشيلر المؤقتة.
- وظيفة محدودة في مجال إدارة المياه يمكن أن تقوم قناة التنقل المياهية بمهمة إضافية في مجال الحفاظ على المياه. مع منحدر مستمر من الشرق إلى الغرب، يمكن أن تدعم القناة حركة البحر البطيئة، وغسل القسمات، وإفراز الزائد المنظم.
يمكن استخدام المطر الليلي في الحادث الاستوائي لملء القناة من خلال تجمعات المياه والمساحات والمرشحات والانفاضات. وبما أن الماء لا يتواصل مباشرة مع CO₂ ، يمكن استخدامه بعد التصفية المحلية للاسيطرة المحدودة، وتزويد المحطات بتقنية المياه، ومخازن مكافحة الحرائق، ومناطق حماية خضراء.
هذه الوظيفة لا تزال ثانوية: لا يسمح باختيار الماء إلا في الحدود التي لا تنتهك المهمة الأساسية لـ GTMC التبريد CO₂ والحفاظ على استقرار الحرارة لـ GATES.
- قيمة StarRoad. الكولكتورات العميقة ، و GTMK ، و التبريدات المحطة ، و الجرايدري ، و الوسائل المضغوطة ، و التركيبات ، و الاحتياطيات تشكل نظام واحد من نظم التحكم في الحرارة. ويقلل من الاعتماد على آلات التبريد المحلية ويزيد من مقاومة التعطيل ويمكّن من إعادة توزيع تدفقات الحرارة بين المحطات ويحقق أكثر واقعية من وضع نفق السرعة العميق.
كما يزيد نظام التبريد السطحي من أهمية اقتصادية لـ StarRoad: يتم تشكيل حزام خطي للمحطات، والطرق الخدمية، والعقارات الطاقة، وقناة المياه، المواقع الصناعية والمناطق الزراعية المستنقية
التكامل مع الأنفاق التقنية والحوافز الأرضية
- التكامل مع GATES. تحت كل نفق متجرف ، على عمق 10-20 مترا إضافيا ، تمر نفقات الكولكتورية من GATES للتجميد المسبق واستقرار الجسر في مرحلة البناء وتوليد الطاقة التالية.
- محطة محطة على الأرض كل نفق منحني على السطح يُنهي بمحطة أرضية متعددة الوظائف. كل من 40 المحطات تعتبر عقدة مستقلة تشمل:
- مجمع التهوية والتنظيف الغازي للحفاظ على وضع الهواء في النفق وإزالة الهواء المتجمد.
- قاعدة البناء مع مساحات لتخزين وحدات، التربة ومواد البناء، وإعادة تحميلها وتخزينها مؤقتًا.
- الهيئة الإدارية-المنزلية لوضع موظفي بدء (الديستيتشيرات وغرف الراحة والورشات والمستودعات).
- محطة كهرباء جيوتردية ومركبات التبريدالمدمج في شبكة عامة من المنتجات الوطنية للطاقة والتي تستخدم وتدير محمولات الحرارة العميقة.
- محطة الاستيلاء والمعالجة CO₂ (DAC). إنشاء ضبط مباشر لدرجة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي (Direct Air Capture) يضمن دورة مغلقة من GATES: يتم تسرب CO₂ المستخرج ، وتنظيف وتقديمها إلى الأنفاق العميقة للكولكتور كحامل للحرارة.
- نقطة الاتصال بالشبكات الطاقة الخارجية والاتصالات (الطاقة الاحتياطية، قناة النطاق العريض)
أهمية استراتيجية
بالإضافة إلى توفير الطاقة والاستقرار الحراري، فإن الوظيفة الرئيسية للنظام هي إنشاء إمكانية مبدئية لترسيخ الأنفاق السريع الأساسي بأمان واقتصادي (5-8 كم وأكثر). إدارة حرارة الحرارة ونزيل التدفق الجيوثرالي يزيل القيود الحرارية التي من شأنها أن تجعل هذا التعمق مستحيلاً. هذه الفرصة، بدورها، تسمح بتحقيق الجغرافية المثلى S-شكل الطريق مع قطاعات كبيرة من التجاعيد، ما هو ضروري لتحديد ارتفاع السلسة وإخراج القارب عند زاوية ~5-6° إلى الأفق مع مراعاة المرافق المسموح بها للشحنات والإكابات (~4g) على طول المسار في 2050 كم. وبالتالي، فإن محطة الطاقة النووية هي الأساس التكنولوجي ليس فقط للطاقة، ولكن أيضاً لجميع تحسينات الباليستية لمسار ستار رواد. يتم عبور المجمع بأكمله بواسطة أسطول روبوتي مجهز بالكامل من قبل طائرات التسريبات الصغيرة.
القوة والحجم
- تكلفة محطة واحدة 2.5 غو: $2.0–3.0 مليار.
- تكلفة 40 المحطات: $80–120 مليار دولار.
يثبت هذا التقييم بالحدود السفلى لتكاليف المشاريع الروسية (بناء على بيانات إيتوروب حوالي $650/كيلوواط) والحدود العليا للمشاريع المعقدة ($1,500/كيلوواط).
عند الحساب يعتبر الأساس تقييم أعلى للقدرة العامة لـ 100 غيتوت. يمكن تقييم القدرة المتاحة الحقيقية فقط بعد الاستكشاف الجيولوجي ويمكن أن تكون أقل بكثير ، حتى وحدة جيجاواط. في هذه الحالة، فإن الأموال التي تم إطلاقها تذهب لبناء مصادر بديلة لتوليد الطاقة.
الوظائف البيئية والإقليمية
ستار رواد تقوم بتنفيذ نموذج خدمة البيئة النشطة. المشروع هو أكبر مستخدم ثابت في العالم للاغراض الجوية CO₂ ، والذي في حالة حرجة للغاية هو جسم عمل دائم في نظام غلق من GATES. الملايين من طن من الكربون يتم استخراجها من دورة الغلاف الجوي وتحتوي على طرق تقنية على مدى قرون. وهذا يُحوّل "ستار رواد" إلى أداة قوية في هندسة المناخ لتعويض انبعاثات الكربون التي تُبذِل من القطاعات الصناعية بأكملها.
لم تكن المطار الوطني للطاقة البرية مجرد عنصر في نظام التبريد في النظام الوطني للطاقة البرية، بل كانت أيضاً بنية تحتية عبر القارة ذات هدف مزدوج، والتي تحقق فائدة للمنطقة:
- الري. تسمح بفتحات التسرب باستخدام مياه القناة لري الأراضي الزراعية على طول الطريق، مما يُحول المناطق الجافة إلى حزام أخضر أفريقيا.
- إضافة طبيعية. يتم تعزيز القناة تلقائياً بسبب هطول الأمطار المتكرر في خط الاستواء.
- تدفق الجاذبية. بسبب منحدر طبيعي للمنطقة (3400 م في الشرق → 0 م في الغرب) ، تتحرك المياه عبر القناة بمفردها دون أنشطة مضخة ، مما يوفر الدوران المجانية.
- الميكرو-غاز. تسمح التفاوتات في الطول على طول القناة بتقديم طرد من محطات الكهرباء المائية الصغيرة التي تنتج طاقة متجددة إضافية للشبكات المحلية والإمدادات الذاتية.
وبالتالي، فإن "ستار رواد" لا تصبح فقط منصة نقل، بل أيضاً منصة زراعة وطاقة متكاملة في التنمية المستدامة للمنطقة.
وتضمن محطة النفط الكهربائية والكهرباء الكهربائية شبكة من الطاقة الخضراء الزائدة ليس فقط السرعة، ولكن أيضا المدن القريبة، والمشاريع الصناعية والفروع.
نظام الأنفاق الجانبية التقنية المتقدمة
لتوفير البناء والتهوية والإصلاح والإخلاء، يتم بناء 40 على طول الطريق عبر كل 50 كم من الأنفاق النقلية الملتفة (زاوية 30°، قطاع البطاقة ~17.5 × 12.5 متر). هذه الأنفاق تمر بنفس الممرات التي تمر بها الأنفاق الرئيسية، وتربط السطح مع الطريق السريع الرئيسي على عمق يصل إلى 8 كم.
- -المساعدة يضمنون طريقًا مستقلًا للتخفيض للفرد والطاقم عند التوقف في حالة حادث (Alarm-2). على عكس المناجم العمودية، يتيح نفق الميل استخدام أجهزة ذاتية الحركة لإخلاء عشرات الأشخاص في رحلة واحدة.
- الأمن يضمنون طريق إخلاء مستقل ثان للشخصيات والإكواف عند التوقف الطارئ (Alarm-2).
- التوسع. وتعمل الأنفاق المرتفعة كأساس لربط خطوط ستار رواد المتوازية المستقبلية. يمكن أن تنشأ من هذه الأنفاق التنفيذية الأفقية إلى أنفاق تسريع جديدة، مما يُحول شبكة المقاربات إلى إطار نقل متزايد.
- التكامل مع GATES. تحت كل نفق متجرف ، على عمق 10-20 مترا إضافيا ، تمر نفقات الكولكتورية من GATES للتجميد المسبق واستقرار الجسر في مرحلة البناء وتوليد الطاقة التالية.
مجمع المحطة الأرضية
كل نفق منحني على السطح يُنهي بمحطة أرضية متعددة الوظائف. كل من 40 المحطات تعتبر عقدة مستقلة تشمل:
- مجمع للتهوية والنظافة الغازية للحفاظ على وضع الهواء في الأنفاق وإزالة الهواء المعدل.
- قاعدة بناء مع مساحات لتخزين وحدات، التربة ومواد البناء وإعادة تحملها وتخزينها مؤقتًا.
- الكوربوس الإداري-الوطني لوضع الموظفين المبدعين (الديستيتشر، غرف الراحة، ورش العمل، المستودعات).
- محطة كهرباء جيوترمالية ومرافق تبريد متكاملة في شبكة عامة من GATES تستخدم وتدير محمولة الحرارة من الأنفاق العميقة.
- محطة التقاط وتجهيزها CO₂ (DAC) ، وضع التقاط مباشرة للكربون diokside من الغلاف الجوي (Direct Air Capture). يوفر دائرة مغلقة من GATES: يتم تسرب CO₂ ، وتنظيفها وتقديمها إلى الأنفاق العميقة لجمع الطاقة كحامل للحرارة.
- نقطة الاتصال بشبكات الطاقة الخارجية والاتصالات (الطاقة الاحتياطية، قناة الشريط العريض).
- طرق الدخول (طرق السيارات أو السكك الحديدية) للاتصال بشبكة النقل الإقليمية.
- نقطة الإخلاء (خروج إلى السطح) ، مجهزة بموقع الإسعاف الطارئ وموقع طائرة هليكوبيت.
المرونة القانونية والبيئية
تتيح هندسة المنافق التقنية المرتفعة أن تأخذ المحطات الأرضية خارج حدود المناطق المحمية (المنتزهات الوطنية والمحميات والمناطق التي تجمع المياه) حتى لو كانت مسار ستار رواد نفسه تحتهم في أعماقها هذا يزيل العائق القانوني الرئيسي لتسهيل الطريق السريع تحت مناطق حماية البيئة، باستثناء الحاجة إلى بناء البنية التحتية في حدود الحدائق. كل محطة يتم وضعها على أقرب مساحة من الأرض غير المحمية ويتصل بها بنفق مع جذع مرفوع مما يسهل التوافق يقلل من التعبئة البيئية ويقضي تماماً على خطر التأثير المباشر على النظم البيئية المحمية.
نظام إمدادات الطاقة وتخزين الطاقة
نظام توفير الطاقة للمسارع StarRoad بني كشبكة ثلاثية المستويات توفر:
- الاحتياط المضمون (رفض العناصر الوحيدة لا يؤدي إلى التوقف) ،
- سرعة الإعطاء المتكيفة (من الثانية عند البدء إلى الثانية الصغيرة عند الانتهاء)
- الحد الأدنى من طول كابلات القوة (انخفاض الخسائر والاندكستيفية).
مستويات التوبولوجيا
المستوى 0: الجهاز الأول (المركبات)
- 40 محطات، كل منها مع حديقة من محفزات الجاذبية، محطات الطاقة الكهربائية (ميكرو-غازات الكهرباء في القناة) وبطاريات الليثيوم-أيون (BESS).
- الإمكانية الإجمالية للمحطة: ~5–9 جفت؛ (كل ~360 جفت؛ في الطريق).
- الإرسال: تيار دائم عالي التوتر (حتى 100 كيلو في) عبر الكابلات السريعة إلى النفق الفني.
مستوى 1: مراقبي القطاعات (50-كم القطاعات)
- تم تقسيم المسار إلى 41 قطاع (في 50 كم؛ آخر 50 كم حتى الشلوز).
- كل قطاع له جهاز تحكم التوزيع الرئيسي الذي يتقبل الطاقة من محطتين مجاورتين (احتياط متقطع).
- يقوم مراقب القطاع بتوزيع الطاقة على كيلومترات الكهرباء (في 1 كيلومترات كل واحدة) ، مما يزامن عملها.
مستوى 2: كتلة الطاقة الكيلومترية
كل كيلومتر يحتوي على جهاز تحكم محلي:
- يتحمل الطاقة من جهاز التحكم في القطاع
- يدير بطاقات البفرية ليتيوم-أيونية (موضعة تحت جدران النفق الأساسي) ،
- يدير مجموعات الملفات المتبثلة المتصلة عبر المهربات والإيونستورات (موضعة خلف جدران النفق ، في النشات الخاصة).
قنوات مستقلة من جهاز التحكم في القطاع إلى كل كيلومتر يضمن احتياط.
معمارة خطوط الكابل
- كابلات السير (مستوى 0→1): يتم وضعها في نفق تقني ثلاث أمتار (مناقل خدمة) ، والتي تمر بالتوازي مع الأساس على مسافة 3 متر.
- التوزيع على الطريق: من كل محطة ، تسير الكابلات إلى كلا الجانبين على بعد 50 كم (كل 100 كم من المحطة) ، تغطي مناطق العمل في المحطات المجاورة. وبالتالي، كل قطاع يتم تغذيته على الأقل من محطتين (جواريان) ، مما يمنح احتياطًا 100٪.
- مدخل النفق الرئيسي: كل 1 كم يتم إخراج الكابلات من النفق الفني بشكل رئيسي عبر الممرات المثقلة ويتم ربطها بمراقب الكيلومتر.
- التشريح داخل الوحدة: بعد مراقب التغذية تقسيمها إلى اثنين من السلك المتوازية:
- النقطة أ: على البيوترات البفرية ليتيو-أيونية (قدرة ~0.5–1 GW·h لكل بلوك، لتسهيل الذروات الثانية).
- النقطة ب: على مجموعات الملفات التي يتم تحويلها عبر المكوكات (المجمعات السلبية) واليونستورات (المكثفات السائدة) ، التي يتم تركيبها خلف جدران الأنفاق.
تكييف معدل الإفراز في ثلاث مناطق
تم تحسين ملفات إشعال القارب بحيث تكون القوة الرفيعة لكل مجموعة واحدة من الملفات أكبر في البداية (حيث لا تحتاج إلى نبضات قصيرة للغاية) ، وتقلل إلى نهاية المسار. هذا يسمح باستخدام أنواع مختلفة من الجهازات المحمولة وبرامج التبديل في مناطق مختلفة:
| المنطقة | قطاع الطريق | المدة المحددة لترخيص | تكنولوجيا تخزين/تحويل | السبب |
|---|---|---|---|---|
| المنطقة I (سرعة منخفضة) | 0 – 200 كيلومتر | الثواني إلى الميليسكونات | بطاريات ليثيوم أيون + محولات IGBT القياسية | يتنقل القيادة ببطء، وقت الطيران >0.1 س. يمكن عمل من BESS دون طرود. |
| المنطقة الثانية (سرعة متوسطة) | 200 – 1000 كيلومتر | الميلي ثانية إلى ميكرو ثانية | تخزين ليتيو-أيونات مضخة + عجلات طائرة، ومعدانات سي سي | المكوك يتزايد السرعة، ويتطلب تغيير أسرع، لكن عجلات الطائرة الميكانيكية لا تزال قابلة للحياة. |
| المنطقة الثالثة (سرعة عالية) | 1000 – 2000 كيلومتر | النبضات في الدقيقة | المكونات الإيونية (المكونات الفائقة) + مفاتيح التيرستور السريع (GTO/IGCT) | وقت الطيران الكيلومتر يقلل إلى 0.09 س. فقط الكثافة العظمى والإيونستورات التي تستجيب نانو ثانية قادرة على استقرار النبض. |
المهم: في المنطقة الثالثة، الطاقة المطلوبة أقل بكيلومتر من المنطقة الأولى (بسبب تراجع التسارع) مما يقلل من عبء العناصر على الرغم من متطلبات عالية لسرعة الإعطاء.
احتياطية وقوتة الحوادث
- إضافة المراقبين: كل جهاز تحكم قطعي وكميتر له احتياط ساخن (أجرين متطابقين مع التغذية المستقلة).
- التغذية المتقطعة: كل كيلومتر من الكتل يمكن أن تحصل على الطاقة ليس فقط من جهاز التحكم الخاص بها، ولكن أيضا من الجيران (من خلال كابلات احتياطية في النفق الفني).
- احتياط محلي للمكافآت: كل كيلومتر من الكتل يحتوي على ثلاث مجموعات مستقلة من المفاتيح التي تتحول بشكل متتالية. في حالة تلف مجموعة واحدة، تستمر اثنتان أخرى في العمل، مما يضمن إزالة أقل كفاءة، ولكن دون توقف.
- إيقاف الطوارئ: عند اكتشاف إغلاق قصير أو إفراط في التدفئة، يقوم المراقب بمقطع الطاقة من وحدته ويعزله من خلال قوانين متقاطعة دون تأثير على وحدات مجاورة.
التنفيذ المادي والخلاصات
| العنصر | مكان الإقامة | الوظيفة |
|---|---|---|
| الجهاز الاكتشافي الأول | على السطح (المحطات) | تخزين الطاقة لفترة طويلة (360 جفت. |
| كابلات السير | النفق الفني (3 م) | نقل الطاقة من المحطات إلى القطاعات المحجوزة |
| سيطرة القطاعات | النشاطات في الأنفاق الرئيسية (كل 50 كم) | توزيع الطاقة على 10 كيلو مترات، التزامن. |
| مكثفات الليثي-أيونية المضخمة | تحت جدران النفق الأساسي | إضفاء الضوء على الذروات الثانية في المناطق الثانية |
| طائرات الطيران | خلف جدران النفق (المنطقة الثانية) | خفيفة للنبضات الميليسيكونية |
| الأيونستورات (المركبات الخارقة) | خلف جدران النفق (المنطقة الثالثة) | استقرار في الثانية الصغيرة، تعويض الفشل. |
| المراقبين المحليين (الكمتر) | في النشاشات كل 1 كم | تحكم التحولات، مراقبة الحالة، تحكم المضخات. |
| ملفات المسارع | السطح الداخلي للمناقل | إنشاء مجال مغناطيسي سريع لتفريق القارب |
مزايا معمارة إمدادات الطاقة
- توزيعات مسطحة للعبء لا يتطلب الطاقة الذروة في نفس الوقت على طول الممر: في البداية نبضات بطيئة ، في النهاية قصيرة ، ولكن أقل قوة.
- الحجز على جميع المستويات إن رفض محطة واحدة أو جهاز تحكم أو حتى قطاع كامل 50 كيلومتر لا يوقف النظام المحطات المجاورة وتعويض القطاعات عن نقص الطاقة.
- مرونة التوسع. لا يتطلب إضافة خطوط متوازية جديدة لـ StarRoad إعادة بناء نظام الطاقة يكفي إضافة كابلات رئيسية إضافية في الممر الفني القائم.
- تحسين التكلفة تستخدم الأيونستورات والمحركات الثمينة فقط حيثما تكون ضرورية (المناطق النهائية) ، في حين تستخدم البطارية الأيونية الأيونية الأيونية الأقلية في بداية الطريق.