小農經濟時代 32 電梯

作者 ︰ 南非閑人

長長地松了一口氣,王石把設計的整個思路再次理了一遍,然後開始對整個方案進行了模擬驗證。

為了讓整個運載工具有持續不斷的巨大能源,王石打算把離子發動機與偵察網絡中的能量網絡結合起來。偵察網絡中的傳量傳輸過程,是通過激光通道來進行的。當然,由于節點需要的能源總量比較小,所以系統運行起來還算順利,而這次需要一次性地舉起包括運載工具在內的幾噸重的貨物,到達幾百公里的高空,需要的能量規模是無法想象的。

王石設想的運載工具,本體大小為3米見方,高度為10厘米左右的平台,算上加注的燃料介質,總重量超過1噸。這個被王石稱為電梯的運載器,頂面安裝豎立起來的蝸居以後,總重量將達到3噸重。為了克服這麼巨大的份量,四台裝在電梯四角的主發動機,需要每秒噴射100克不到一點,速度被加速到900公里每秒鐘的離子介質。而這需要的每秒輸送進去9573mj的能量。

看到這個用手毛算出來的數字,王石也有點傻眼了,很顯然,這個數字是非常不合理的。但王石仔細檢查了算式的單位和數量,終于發現了問題所在,原來由于離子加速器的介質噴射速度過快造成的,而實際上,由于過高的噴射速度,它的大部分能量都被浪費掉了。

到了這時,王石才反應過來,當時夢想設計的時候,為了達到設計極限,才把離子介質的噴射速度調得這麼高。而事實上,王石腳上的李寧鞋,要讓介質這麼全力噴射的話,反應堆根本提供不了這麼強大的動力。

而詢問了夢想之後才知道,平常飛行的時候,離子介質的噴射速度才每秒200多公里。而王石害怕的廢熱問題,在夢想眼里根本就不是問題。由于整個回路都是運行在超導模式下的,所以電路上的損耗是幾乎為零。而王石腦海中的錯誤觀念,就是當時並沒有認真全面的了解設計文檔,自以為是所造成的後果。

怪不得鞋子上側面的進氣口開得那麼大,王石側頭看了一下鞋子側面,郁悶地想。速度降低也就是同時需要增加噴射介質的總量了。

到了這時,王石再次回過頭來觀看這個電梯的草案,終于發現不對勁的地方了,由于原本設想的電梯底面用來把激光轉化為電能,輸送給離子發動機使用,現在想來還是想得太簡單了。盡管王石手上有高效轉化單一頻率激光的轉換材料技術,但那些都是靠近x射線頻譜的。而偵察網絡的光電轉換效率卻不是很理想,到了這里,王石也不想再充老大了,把方案扔給了夢想進行處理。

結果出來的方案讓王石大跌眼鏡。夢想童鞋對于王石這段時間搞的東西,一直看在眼里,但就是不聞不問,就等著王石鬧笑話。這次王石既然救了上來,夢想童鞋那個興奮勁就別提有多高了,整個人在模型上翻來跳去。

夢想設計的方案與王石的草稿沒有一點相似之處。雖然整個型狀還是成片狀,但已經把方形切片面包改成了圓形,仔細看一下標注尺寸,圓形的半徑居然有30米,這還不時最讓王石感到奇怪的,本來四個主發動機,都完全被取消了,取而代之的是周邊一圈不知道小多少倍的發動噴管。把模型翻起來看,整個底面被一種暗灰色材質材料鋪滿了,而且發動機真的只有在外圍的圓周上。

與面積巨大的底面比較起來,離子發動機顯得小得可憐。雖然整個底面都是一個大大的平面,但是發動機在周圍布置的一圈卻要凸出不少尺寸。夢想童鞋興奮的身影在模型上跳來跳去,有點煩的王石一把拎住它的領子,遠遠地扔了出去,好繼續觀看這個模型。耳邊甚至還釁起隱約听到我會回來的的聲音。

把模型翻到正面,復雜的桁架把整個碟形構造撐了起來,在中間部分設置了一個平面,上面標注著運載平台的字樣。而相對來說,3米見方的平台在整個大大的圓形面上,顯得那麼細小。而上面的蝸居模型並沒有被直接安裝上去,所以整個平台上,除了幾個卡接的孔洞以外,什麼也沒有。

而這時夢想也從遠處飛了過來,雙手前伸,作著超人飛行的姿態,腳上的李寧鞋發出一束亮光,夢想並沒有象以前一下坐在或在騎在模型上,而是繞著模型飛來飛去起來。

王石想再次把她給拎走,可惜這次再也拎不到手上了。夢想童鞋靈巧地躲過王石的手掌,最後通過鞋子一上一下的沉浮在空中。王石見她不再鬧了,就抓緊時間向她了解情況了。

原來由于光電轉換材料的限制,單位面積上能夠轉換的電能有限,為了獲取足夠的能量,只能通過擴大吸收面積來彌補,整個運載器的大部分質量都用在了這塊光電轉換板上。為了保證轉換效率和總體功率,整個轉換陣列按扇區被設計成了各自獨立的系統。也就是說,就算是有部分區域失效,導致發動機無法啟動,也不影響其他發動機工作,從而大大提高了系統的可靠性。要知道太空中有很多比子彈速度還快好幾倍的碩石微粒,難保不會踫上。而這個電梯是王石需要長期運行重復使用的,自然對可靠性要求比較高。

听了夢想的解說才知道,盡管隨著電梯的升高,地面激光隨著距離的延長而快速衰減,但是相應的地球引力也在減小,引力減小部分抵消了激光衰減而帶來的能量損失,而根據夢想設計的規程,部分消耗的介質重量也大大減輕了電梯的負擔。按照理想的設計,整個電梯的底面法線,自然需要始終指向地面激光發射器。但是出于一些特定的原因和需要,平台也可以適當地偏轉一些角度,從而保證運輸的貨物可以獲得相對于地面的相對速度,比如最低的7.8千米每秒的第一宇宙速度。

按照設計的運行規程,電梯在低空階段並不消耗燃料介質,而是通過吸取周圍空氣進行加熱加速,作為工作介質來進行噴射的。而當檢測到空氣密度已經難以維持發動機工作的時候,電梯本身儲存的燃料介質才會開始進入發動機工作。當然由于電梯本身是采用氫動力容器的,這也是保證它能在太空中得不到地面激光輸送能源的時候,能夠應急使用的一種能量來源。

為了保證整個系統的可靠性,夢想對電梯這個方案備用了好幾個後備應急預案,其中最主要的就是氫動力系統,並結合大面積的正面太陽能涂膜電池。

從工作過程來講,一般情況下,電梯只是作垂直升降運動,並可在一定範圍內將貨物橫向加速到特定的速度,為了達到這個目的,周邊一圈的發動機都有方向控制機構。但是不允許讓電梯運行到超出與地面站的視線外的區域,從而導致電梯的失控墜毀。盡管有預案處理這些情況,但是這些預案花費的代價也是不小的,而且還有一個成功率的問題。

而經過夢想這樣的設計以後,整個電梯的運載量也有質的提升,它可以把超過十噸的貨物送入近地軌道,把2噸多3噸不到的蝸居送入太空,根本不成問題。

夢想特別提醒王石,整個電梯平台事實上有把成噸的貨物一次送上地球同步軌道的能力。但這也是電梯所以投射最遠的距離了。需要更遠的投送距離,那只能是拋射的方式,或者與貨物一去不返了。

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