11. Розрахунок параметрів системи транспортування місячного реголіту

Автори:

Семененко Є. В.¹, Біляєв М. М.², Семененко П. В.³

Організація:

Інститут геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України¹; ДП “КБ “Південне” ім. М. К. Янгеля”, Дніпро, Україна²; Український державний університет науки та технологій³

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2024, (1); 93-101

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2024.01.093

Мова: Українська

Анотація: Мета статті полягає в розробленні науково обґрунтованого методу визначення основних технологічних показників шнекового транспорту, таких як витрата матеріалу та потужність відповідного електродвигуна, за густиною та пористістю матеріалу, який транспортується, геометричними характеристиками шнека та особливостями гравітаційних полів в місці транспортування, а також у дослідженні можливих обмежень параметрів шнека при транспортуванні місячного реголіту. Для досягнення мети були використані відомі залежності для розрахування параметрів шнека-транспортера та фундаментальні закономірності механіки сипкого середовища, основні рівняння електродинаміки асинхронних двигунів, а також особливості поведінки сипких середовищ при переміщенні шнеком, що були експериментально досліджені вітчизняними авторами. Це дозволило вперше для умов Місяця запропонувати методику розрахування технологічних показників шнека-транспортера, таких як витрата матеріалу та потужність електродвигуна, що її забезпечує, за відомими геометричними характеристиками магістралі та трубопроводу, ступенем наповненості шнека та параметрами обраного електродвигуна. Вдалося дослідити вплив величини ступеня наповненості шнека-транспортера на його основні характеристики та встановити можливі обмеження геометричних параметрів та ступеня наповненості шнека, які обумовлені властивостями та особливостями електродвигуна, що використовується. Визначено припустимі значення відстані транспортування, діаметра шнека-транспортера та його інших геометричних параметрів, а також ступеня наповненості шнека, які можливі за параметрів обраного електродвигуна. Обґрунтовано, що для транспортування розсипів місячного реголіту в умовах Місяця найбільш перспективними будуть технологічні рішення на основі шнекового транспорту, оскільки вони малогабаритні та гнучкі, можуть розміщатися у трубах та розташовуватися під рівнем денної поверхні, забезпечують безперебійний процес транспортування, дозволяють автономне використання та спроможні живитися від сонячних батарей.

Ключові слова: Місяць, реголіт, шнек, електродвигун, витрата, потужність

Список використаної літератури:

1. Pustovgarov A. A., Osinoviy G. G. Kontseptsiya shlyuzovogo modulya misyachnoi bazy. ХХV Mizhnarodna molodizhna naukovo-praktychna conf. «Lyudyna i cosmos». Zbirnyk tez, NTsAOM, Dnipro, 2023. S. 86 – 87.
2. Semenenko P. V. Sposoby transortirovki poleznykh iskopaemykh ot mesta ikh dobychi k mestu pererabotki v lunnykh usloviyukh. P. V. Semenenko, D. G. Groshelev, G. G. Osinoviy, Ye. V. Semenenko, N. V. Osadchaya. XVII conf. molodykh vchenykh «Geotechnichni problemy rozrobky rodovysch». m. Dnipro, 24 zhovtnya 2019 r. S. 7.
3. Berdnik A. I. Mnogorazoviy lunniy lander. A. I. Berdnyk, M. D. Kalyapin, Yu. A. Lysenko, T. K. Bugaenko. Raketno-kosmichny complexy. 2019. T. 25. №5:3-10. ISSN 1561-8889.
4. Semenenko Ye. V., Osadchaya N. V. Traditsionnye i netraditsionnye vydy energii, a takzhe kosmicheskie poleznye iskopaemye v okolozemnom prostranstve. Nauch.-parakt. conf. «Sovremennye raschetno-experimentalnye metody opredeleniya characteristic raketno-kosmicheskoy techniki». m. Dnipro, 10 – 12 grudnya 2019 r. S. 62 – 63.
5. Komatsu pobudue excavator dlya roboty na Misyatsi https://www.autocentre.ua/ua/ news/concept/komatsu-postroit-ekskavator-dlya-raboty-na-lune-1380272.html.
6. Help NASA Design a Robot to Dig on the Moon https://www.nasa.gov/directorates/ stmd/help-nasa-design-a-robot-to-dig-on-the-moon/
7. Robert E. Grimm. Geophysical constaints on the lunar Procellarum KREEP Terrane. Vol. 118, Issue 4. April 2013. P. 768-778. https://agupubs-onlinelibrary-wiley-com.translate. goog/doi/10.1029/2012JE004114?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc
https://doi.org/10.1029/2012JE004114
8. Chen Li. A novel strategy to extract lunar mare KREEP-rich metal resources using a silicon collector. Kuixian Wei, Yang Li, Wenhui Ma, Yun Lei, Han Yu, Jianzhong Liu. Journal of Rare Earths Vol. 41, Issue 9, September 2023, P. 1429-1436. https://www-sciencedirect-com.translate.goog/science/article/ abs/pii/S1002072122001910?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc https://doi. org/10.1016/j.jre.2022.07.002
9. Moon Village Association https://moon-villageassociation.org/about/
10. GLOBAL MOON VILLAGE. https://space-architect.org/portfolio-item/ global-moon-village//
11. Just G. H. Parametric review of existing regolith excavation techniques for lunar In Situ Resource Utilization (ISRU) and recommendations for future excavation experiments. G. H. Just, Smith K., Joy K. H., Roy M. J. https://doi.org/10.1016/j.pss.2019.104746
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003206331930162X
12. Anthony J. Analysis of Lunar Regolith Thermal Energy Storage. Anthony J. Colozza Sverdrup Technology, Inc. Lewis Research Center Group Brook Park, Ohio NASA Contractor Report 189073. November 1991. S-9 https://denning.atmos.colostate.edu/readings/ lunar.regolith.heat.transfer.pdf
13. Obgruntuvannya vykorystannya shneka dlya utilizatsii vidkhodiv vuglezbagachennya z mozhlyvistyu pidvyschennya bezpeki energetychnoi systemy pidpriemstv. SLobodyannikova I. L., Podolyak K. K., Tepla T. D. Materialy XХІ Mizhnarod. conf. molodykh vchennykh (26 zhovt. 2023 roku, m. Dnipro). Dnipro: IGTM im. M.S. Polyakova NAN Ukrainy, 2023. S. 50–55.
14. Kulikivskiy V. L., Paliychuk V. K., Borovskiy V. M. Doslidzhennya travmuvannya zerna gvintovym konveerom. Konstryuvannya, vyrobnitstvo ta exspluatatsiya silskogospodarskykh mashin. 2016. Vyp. 46. S. 160 – 165.
14. Lyubin M. V., Tokarchuk O. A., Yaropud V. M. Osoblyvosti roboty krutopokhylennykh gvyntovykh transporterov pri peremischenni zernovoi produktsii. Tekhnika, energetika, transport APK. 216. № 3(95). S. 235 – 240.
15. Gevko R. B., Vitroviy A. O., Pik A. I. Pidvyschennya tekhnichnogo rivnya gnuchkykh gvyntovykh konveeriv. Ternopil: Aston, 2012. 204 s.
16. Bulgakov B. M., Adamchyuk V. V., Nadikto V. T., Trokhanyak O. M. Teoretichne obgruntuvannya parametriv gnuchkogo gvintovogo konveera dlya transportuvannya zernovykh materialiv. Visnyk agrarnoi nauki. 2023. № 4(841). S. 59 – 66.
17. New Views of the moon. Reviews in mineralogy and geochemistry. Eds. Joliff B.L., Wieczorek M.A., Shearer C.K., Neal C.R. Mineralogical Society of America. Reviews in mineralogy and geochemistry. 2006. Vol. 60. 721 p. DOI: 10.2138/rmg.2006.60.
18. Semenenko Ye. V. Nauchnye osnovy technologiy hydromechanizatsii otkrytoy razrabotki titan-cyrkonovykh rossypey. Yevgeniy Vladimirovich Semenenko. Kiev: Nauk. dumka, 2011. 232 s.

Повний текст (PDF) || Зміст 2024 (1)

Завантажень статті: 18

Переглядів анотації:

528

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Чикаго; Колумбус; Ешберн; Лос Анджелес; Сан-Франциско; Портленд; Сан-Матео; Ашберн	8
Німеччина	Фалькенштайн; Дюсельдорф; Фалькенштайн	3
Unknown	; Гонконг	2
Франція		1
Китай	Шеньчжень	1
Ізраїль	Хайфа	1
Канада	Торонто	1
Україна	Кременчук	1