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カウンターウエイト質量をつけたシミュレーション-宇宙エレベーター特別教室(3)-

※このシミュレーションの前提として、テザーの材料をカーボンナノチューブ(CNT、密度は1,400kg/m3と想定)、テザーの断面積は一定として計算しています。

カウンターウエイト(おもり)を必要としないテザー長は144,630kmとなります。
全体の長さを短くする場合、宇宙エレベーターそのもののシステムが落下しないためにカウンターウエイト(子衛星など)が必要となります。

テザーの質量、システムが落下しないために必要なカウンターウエイト(アペックス)の質量、そしてシステム全体の質量を、全長に対して計算したのが次の図です。たとえば、全長を40,000kmとするならば、図からアペックス質量は1139トン以上必要で、テザー質量は56トン、全質量は1200トンとなります。

テザー長との関係(シミュレーション)

さらに、先端に行くほどかかる力が小さくなるなら、先端に行くほど細くする、すなわち、「ひも」(テザー)の断面形状にテーパーをつけることによって、システムに働く最大応力を減少させることが可能となります。
この形状については、次回ご紹介いたします。

テーマ : 実験 科学 サイエンス
ジャンル : 学校・教育

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