第624章 一举多得（2/2）

他看得很仔细，从舱段结构到能源系统，从姿态控制到生命保障，每一个子系统都过了一遍。

他发现的问题比之前发现的要多得多。

空间站现有的结构在扩展之后会有共振风险，能源系统的调度逻辑还是按照旧模式设计的，生命保障系统的循环效率也有很大的提升空间。

大部分问题他都能用已有的工具解决，逆材料、天枢、分形反应扩散方程，只要参数改一下就能用。

最严重的还是空间站的微重力问题。

微重力环境虽然只有十的负三次方g，但是对于某些极敏感的物理实验和生物实验来说，这个量级的残余振动还是太高了。

传统的振动隔离方案在空间站上已经做到极限了，再往下压，就需要一种全新的隔振原理了。

欧空局和NASA在空间站上都用过主动隔振平台，原理是用加速度计实时监测振动，再用电磁作动器输出反向力把振动抵消掉。

这种方案的隔振带宽有限，高频振动能压住，低频振动反而会被作动器本身的响应延迟放大。

除了主动隔振外，日本空间站上的微重力实验舱用的是另一种思路，那就是把实验设备悬浮在磁场里，用磁力代替机械支撑，从理论上可以做到零刚度。

可这样的话，系统需要常导线圈和大量液氦，体积和功耗都大得吓人，放在空间站上已经是极限了，根本不可能再扩展，对后续的发展反而是一种限制。

说白了，他们都是在“支撑”和“隔离”之间做取舍。

你要支撑，就有刚度，有刚度就有固有频率，有固有频率就有共振区。

你要隔离，就得把支撑去掉，可没有支撑的东西在空间站上根本没法定位。

这个矛盾在传统力学框架里是无解的。

不过，肖宿这里无解，你没有找到最优解，只是用错了方法而已。

就比如现在，他就觉得这个问题很熟悉。

肖宿之前在处理NS方程的时候用过的和乐框架，核心思想是把高维空间里的复杂运动投影到一个低维流形上，让原本复杂的动力学在投影之后变成一个可解的几何问题。

如果把这个思路用到结构力学上，那振动隔离的本质不就变成了一个几何问题？

而这个问题在数学上就等价于找一个和乐群表示平凡的结构构型。

如果结构的几何相位在振动循环中累积为零，那振动就不会产生净位移，也就不需要外部能量去抵消它。

换句话说，不是对抗振动，而是让振动在几何上自我抵消。

这个思路在传统结构力学里目前还没有人尝试过。

因为传统的隔振设计都是在频域里做的，考虑的是刚度和阻尼的频率响应，从来没有人从几何相位的角度去重新定义振动的传播路径。

但是肖宿觉得可行性很高，毕竟，在和乐框架下，这个问题的数学结构是无比清晰的。

他现在只需要构造一个拓扑构型，让结构的和乐群在振动频带内保持平凡，同时在其他频带内保持非平凡以维持结构刚度就行了。

这两个条件虽然在传统材料里是互斥的，但是在逆材料的非均质拓扑结构里，是可以通过空间梯度来同时满足的。

肖宿完全沉浸在自已的世界里，一动不动的，暖黄灯光下，双眸莹润如玉，仿佛一尊漂亮的瓷娃娃。

许久，他终于厘清思绪，在草稿纸上写下了第一行字。

“基于和乐约束的零刚度隔振结构。”

这个思路他在设计远航号的时候曾经想过，但是没有深入，现在空间站的需求把它推到前台了。

如果能把和乐约束应用在结构力学上，就有可能构造一种在特定频率范围内刚度趋近于零的隔振结构，让空间站的残余振动再降一个量级……

《和乐约束下的零刚度隔振结构：一种基于几何相位的振动隔离新原理》

“这个原理如果成立，不光是空间站能用，月球基地也一样，一举多得。”