创新设计
创新设计
ABSTRACT / 摘要
世界树自生系统、镜面湖与时间环的尺度、四季变色的树冠;能源取自硕多岗河引水,工业只做再生、精加工、生物制造。
FULL TEXT / 全文
一、整体建筑设计
采用“世界树”概念构建了一个巨型生态人造树屋,外形上高度适配香格里拉高原盆地的环境特点,完美融入当地生态而不突兀,与此同时整个建筑聚焦于自生系统,像真正的植株一样维持自己生存所需,符合百万立方生存理念。
与此同时采用巨大的镜面湖与时间环设计,这种庄严与神圣感与自然设计相得益彰,是我们小组独特的创新理念,时钟刻度标识一百年进度,镜面湖半径 977 m,既是美学与神圣感的来源,也是实际参与微气候调节的设备:夜间湖面辐射冷却为采后冷藏提供冷源,白天水体稳定周边温度。
最重要的美学设计在于一年四季变化的顶部树叶变色光合藻类与霓虹灯配合,春天如樱花树,夏天如白桦木,秋天如枫叶与银杏,冬天如白雪覆盖,诗意感拉满。
二、能源设计
采用以水力发电为主的独特能源体系。
我们灵活运用硕多岗河枯期流量稳定、径流年际变化小的特点,采用引水式水力发电解决基本用电需求。
与此同时顶部树冠采用光合藻类吸收太阳能,经过改造后可用作微生物培养系统,产生一些微型产物与次生代谢物,用于合成药物与食物,更重要的是藻类本身为优质微生物蛋白,可以作为动物饲料发展畜牧业,一藻多用为独特创新点。
三、农业与工业设计
一藻多用能够高效率利用太阳能且减少电耗,黑水虻转化车间位于世界树基座地下设备层,把厨余、废弃菜叶与加工残渣转化为高蛋白饲料,是饲料蛋白自给的重要一环。
工业设计方面,我们绝大部分工业原材料采用初始携带的方式,减少重工业,整个工业体系只做三件事:再生、精加工、生物制造。
四、军事设计
结合建筑设计采用无人机蜂群系统为独特防御手段,平时隐藏在树冠之中,遇到危险或者侦查时倾巢而出瞬间造成大量伤害并且实现高精度侦查与打击。
与此同时镜面湖上部署水路两栖自动化无人战车,巡航状态下防御野兽与外敌入侵十分可靠。
五 卫星星座
卫星体系是这套生境对外的唯一通道,也是唯一一件留在天上的东西。它的设计目标有三个,在轨的东西放得下、拿得出,一颗星能按需长成不同的样子,整星能活一百年而不靠换件。
5.1 在轨仓库
轨道上设 12 座库房,一面对应一座。每座由四片六边形花瓣舱沿对角线伸出,中心是菱形枢纽,舱与舱之间留缝、以桥相连,每座 80 个储位、载 68 颗。卫星沿舱内导轨弹射,靠自身弹簧排出,舱顶与开孔齐平的塞盖就是舱盖。库房不做车间,也没有机械臂,装配全部在地面完成,它只负责存放、释放与供电。深色电池带直接铺在花瓣舱外壁,四条外立面的法线彼此相差 90 度,任意太阳方位下至少两条被照。
5.2 模块化母体
整星母体是一颗正六棱柱,对边距 1.30 m、高 1.60 m、骨架 28 kg。六个侧面等宽,各留一个一级接口位,没有主面与次面之分,同一颗母体因此可以长成通信星、遥感星或实验星。上下端面分工明确,上端面出太阳翼转轴与驱动,下端面是二级对接环与电动力绳出口。
接口分三级。一级是外挂位,挂天线、相机这一类可直接更换的部件。二级是对接环,让整星能被库房抓住并弹出。三级是装配性,要求一次装对、永久可靠,因为轨道上没有人拧螺丝。
5.3 一套母体四种构型
母体留出的额度分两条线,互不挤占。结构与体积的额度管外形与储位,功率与散热的额度管用电与排热。按这两条线组合,同一颗星可以拆掉一片太阳翼回到基础档,换掉激光模块接光学链路,加装气象仪器做在轨观测,或者挂上单发模块进入战斗构型。四种改装各自通过构型合法性检查,改完仍是同一套接口、同一套姿控。
5.4 一百年
按一百年设计的方向,轨道上不换件。储能改走 80 V 工作电压,两组超级电容并联交叉供电,夜负载上限由 530 W 提到 1,060 W。光纤陀螺换成无光源、无运动件的固态角速率传感器,姿控质量一分不增。
按现行基线,12 个轨道面 × 16 颗等于 192 颗在役,每面 68 颗备件、十二面 816 颗。单星 722 kg,在役 139 t,备件 589 t,库房 918 t,全系统 1,646 t,卫星与库房合计 305 kW。
RESEARCH NOTES / 研究记录
- 01对应竞赛站页面:概述模块 4 · 创新设计
- 02归属栏目:概述(第 4 节)
- 03正文来源:概述组《创新设计模块》
- 04结构:整体建筑设计/能源设计/农业与工业设计/军事设计/卫星星座
0 条评论 (登录以进行评论)