[实用新型]一种天梯等效实验装置

说明书

本实用新型公开了一种天梯等效实验装置，涉及天梯实验装置技术领域，包括：容器箱体，容器箱体用于盛放实验液体；拉力计，拉力计固定于容器箱体的底部；连接缆索，连接缆索的下端与拉力计连接；气球，气球连接于连接缆索的上端；扰动缆索，扰动缆索的一端连接于连接缆索上，扰动缆索的另一端穿出容器箱体的侧壁；信号接收计算机，信号接收信号机与拉力计电连接。本实用新型能够模拟天梯在太空中实际受力情况，从而用于研究天梯在建设和运行过程中的结构稳定性。

技术领域

本实用新型涉及天梯实验装置技术领域，特别是涉及一种天梯等效实验装置。

背景技术

天梯是一种将有效载荷从地球表面运送到空间的新型运输系统，其原理为通过缆绳将地球表面的锚点与位于太空的锚点连接，通过运行于缆绳上的载荷舱将有效载荷送入空间。

现有技术中关于天梯的专利有以下几个：

1、《浮力型太空天梯》(申请号：CN200910226501.0)提出了一种浮力型太空天梯，提出了承重浮力天梯的结构：1、天梯2、天梯主干3、太空跑道4、以及若干个航天器；

2、《一种地球天体系统》(专利号：ZL 201510527267.0)提出了一种地球天梯系统,它包括：缆索(1)、天顶锚(2)和地面锚站(3),以及提供了一种上述地球天梯系统的建造方法；

3、《悬空天梯》(申请号：CN02210847.5)，本实用新型涉及一种建筑物上所使用的悬空天梯；

4、《一种基于天梯原理的月球空间探测系统》(CN201910363693.3)本发明提供一种基于月球天梯原理的月球空间探测系统,它是由地基、地基-空间站缆绳、空间站、配重-空间站缆绳、配重、维护攀爬器、固定探测器、活动探测器组成。

综上所述，现有的天梯分布位置大概如图1所示，天梯的两端分别连接地球和远端平衡块，其中远端平衡块在平衡块轨道上转动，天梯上设有同步轨道太空舱，同步轨道太空舱在地球同步轨道上转动。

但是天梯在建设和使用的过程中，同步轨道太空舱一直处于平衡状态：受到地球的引力和地球自转的离心力。由于离心力F＝m·ω²·r,地球引力F₀＝G·M·m/(R+r)²，其变化关系如图2可以得知：当同步轨道太空舱因收到扰动而发生近地位移时，地球引力的变化远大于离心力的变化，会使同步轨道太空舱发生下坠。

现有的天梯仅给出了概念图及一定的理论计算，尚未有明确的实际验证，在太空天梯的建设和运行中存在扰动过大导致结构失稳的问题。

为了能够更清楚的了解其他扰动对天梯的影响，天梯研究领域急需一种天梯等效实验装置，用于解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种天梯等效实验装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，用于利用浸没于实验液体的气球的浮力和重力等效模拟地球同步轨道太空舱及其下方地球天梯的受力状态，通过缆索的扰动去研究地球同步轨道太空舱及其下地球天梯的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型公开了一种天梯等效实验装置，包括：

容器箱体，所述容器箱体用于盛放实验液体；

拉力计，所述拉力计固定于所述容器箱体的底部；

连接缆索，所述连接缆索的下端与所述拉力计连接；

气球，所述气球连接于所述连接缆索的上端；

扰动缆索，所述扰动缆索的一端连接于所述连接缆索上，所述扰动缆索的另一端穿出所述容器箱体的侧壁；

信号接收计算机，所述信号接收信号机与所述拉力计电连接。