Комбинированная трансмиссия транспортного средства

Полезная модель комбинированной трансмиссии направлена на повышение гибкости системы управления потоком энергии, подводимой к ведущим колесам транспортного средства от источников энергии, что, по сравнению с классическими схемами трансмиссий, позволит сэкономить топливо с одновременным снижением загрязнения окружающей среды. Наличие в полезной модели двигателя внутреннего сгорания, маховичного накопителя кинетической энергии, тяговой аккумуляторной батареи и обратимой электромашины, при совместной работе обеспечивающей движение транспортного средства. При применении полезной модели обеспечивается снижение расхода топлива и уменьшение загрязнения окружающей среды, за счет снижения мощности применяемого в транспортном средстве двигателя внутреннего сгорания и оптимизации режима его работы. Конструктивная схема полезной модели позволяет на некоторых режимах движения транспортного средства отключать двигатель внутреннего сгорания и тем самым полностью исключить выброс вредных веществ с отработанными газами.

Полезная модель комбинированной трансмиссия относится к автомобильной промышленности и может быть использована при модернизации и производстве автомобилей, автобусов, а также ж/д дрезин и других транспортных средств.

Известна трансмиссия Патент РФ ЕР 162519 в составе гибридного привода транспортного средства, включающая маховик и трехзвенный планетарный механизм. Водило трехзвенного планетарного механизма связано с бесступенчатой механической передачей. Трансмиссия имеет две муфты сцепления, первая из которых связана с маховиком и с солнечной шестерней, а вторая с коронной шестерней и с внешней передачей поступательного движения. Промежуточная передача позволяет соединять маховик с солнечной шестерней, передавать ускоренное вращение маховику и управлять при помощи вариатора включением второй муфты сцепления, что позволяет запасать энергию с помощью маховика и передавать ее гибридному приводу транспортного средства.

Известна трансмиссия Патент РФ 2160191 с планетарным механизмом и муфтой сцепления, связанной с маховиком, что обеспечивает ускорение маховика и последующую передачу его вращения выходному валу привода движителя транспортного средства.

Известна маховичная трансмиссия Авторское свидетельство СССР 1629654, содержащая корпус с размещенным в нем основным маховиком и дополнительными маховиками с переменными моментами инерции, а также фрикционную муфту и вариатор привода маховика. Дополнительные маховики с четырьмя фрикционными муфтами через планетарный редуктор соединяются с движителем транспортного средства.

Известна трансмиссия автомобиля Авторское свидетельство Великобритании 2121742, включающая трехзвенный дифференциал, первое звено которого связано с выходным валом, передающим вращение ведущим колесам транспортного средства, второе звено связано с двигателем, а третье звено с маховиком — накопителем энергии.

Известна трансмиссия, Учебник — Автомобили / В.К.Вахламов, М,Г. Шатров, А.А.Юрчевский / «Академия» 2005 г., обеспечивающая движение автобуса фирмы «Вольво», которая представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), дополнительно снабженный маховичным накопителем кинетической энергии. Раскрутка маховичного накопителя осуществляется от трансмиссии в процессе торможении автобуса, при этом маховичный накопитель играет роль тормоза-замедлителя. Запасенная энергия маховичного накопителя используется при трогании автобуса с места и при его разгоне.

Недостатком подобного устройства трансмиссии является ограниченность ее эффективности на всех режимах движения — она достаточно эффективна только в режиме частых остановок автобуса.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является трансмиссия, Учебник — Электромобили /В.А.Щетина, Ю.Я.Морговский/, Машиностроение, 1994 г., гиробуса, использующая маховичный накопитель энергии, разработанный фирмой «Дженерал электрик». В этом гиробусе функции тягового двигателя, обеспечивающего его движение, выполняет основная электромашина, питаемая от внешних источников энергии и от тяговых аккумуляторных батарей. При торможении гиробуса основная электромашина работает в режиме генератора и питает вторую электромашину, раскручивающую маховичный накопитель. При разгоне гиробуса вторая электромашина, за счет аккумулированной энергии маховичного накопителя, переходит в режим генератора и питает током основную тяговую электромашину, что и обеспечивает дальнейшее движение гиробуса.

Недостатком подобной конструкции трансмиссии является ее привязанность к внешнему электроснабжению, необходимому для подзарядки тяговых аккумуляторных батарей гиробуса на стоянках.

В перечисленных выше аналогах используется по два источника энергии: в первом аналоге — ДВС и маховичный накопитель, а во втором — маховичный накопитель и аккумуляторная батарея.

Предлагаемая полезная модель комбинированной трансмиссии позволяет решить техническую задачу по увеличению запаса хода транспортного средства, снижения загрязнения атмосферы вредными выбросами и экономии топлива, может быть использована для разных видов транспортных средств.

Решение поставленной задачи достигается путем использования энергии ДВС, аккумулированной кинетической энергии маховичного накопителя, энергии тяговой аккумуляторной батареи.

В отличие от аналогов, в предлагаемой полезной модели комбинированной трансмиссии транспортного средства предусмотрено использование трех источников энергии: ДВС, маховичного накопителя и тяговой аккумуляторной батареи. Кроме того, в предлагаемой полезной модели трансмиссии двигатель внутреннего сгорания является только дополнительным источником энергии, используемым для движения транспортного средства, раскрутки маховичного накопителя и подзарядки аккумуляторной батареи. При этом рабочий процесс ДВС выполняется на оптимальных режимах, обеспечиваемых программой электронного блока управления (ЭБУ), при которых выбросы токсичных веществ в атмосферу минимальны.

Предлагаемая полезная модель комбинированной трансмиссии транспортного средства представлена на фиг.1.

Полезная модель трансмиссия транспортного средства содержит:

ДВС 1, маховичный накопитель кинетической энергии 4 с редуктором-мультипликатором 3, сцепления в виде электромагнитных муфт 2, 5, трансмиссию, выполненную в виде обратимой электрической машины, соединенной с тяговой аккумуляторной батареей и электронным блоком управления 5, третья электромагнитная муфта 9 установлена после обратимой электрической машины. Поток энергии передается к ведущим колесам транспортного средства 11 через карданную передачу 10 и главную передачу 12, причем обратимая электромашина совместно тяговой аккумуляторной батареей является дополнительным источником энергии для движения транспортного средства.

Работа полезной модели трансмиссии осуществляется следующим образом:

Перед запуском ДВС электромагнитная муфта 9 отключена, а электромагнитные муфты 2 и 5 включены командой блока ЭБУ. Двигатель транспортного средства запускается управлением ЭБУ с помощью обратимой электромашины 8 и тяговой аккумуляторной батареи 7. После пуска и прогрева ДВС, установка переводится ЭБУ в автоматический режим, при котором электромашина 8 совместно с ДВС при включении всех трех электромагнитных муфт 2, 5 и 9 обеспечивают движение транспортного средства. Одновременно, от коленчатого вала через электромагнитную муфту 2 редуктор-мультипликатор 3 раскручивает маховичный накопитель энергии 4.

При остановке транспортного средства электромагнитная муфта 9 отключается, а ДВС продолжает работу, обеспечивая полную подзарядку аккумуляторных батарей и дополнительную раскрутку маховичного накопителя, после чего ДВС автоматически отключается блоком ЭБУ. При продолжении движения транспортного средства ДВС под управлением ЭБУ вновь запускается и рабочий цикл силовой установки повторяется.

В процессе движения транспортного средства при полной раскрутке маховичного накопителя 4, ДВС отключается ЭБУ с помощью электромагнитной муфтой 2, а подзарядка тяговой аккумуляторной батареи 7 продолжается под управлением ЭБУ за счет маховичного накопителя 4 и обратимой электромашины 8. При падении частоты вращения маховичного накопителя 4, примерно до 1/3 от ее максимальной рабочей величины, электромашина 8 в режиме электродвигателя и через электромагнитную муфту 5 раскручивает маховичный накопитель 4.

Если в процессе движения транспортного средства ДВС был заглушен, а уровень зарядки тяговой батареи снизился на 1520% от номинального, в связи с расходом электроэнергии, то ДВС автоматически запускается для подзарядки батареи и через электромагнитную муфту 2 обеспечивает дополнительное раскручивание маховичного накопителя 4.

При торможении транспортного средства или движении под уклон с произвольным набором скорости, а также в режиме движения «накатом», электромашина под управлением ЭБУ автоматически переводятся в режим генератора, подзаряжая аккумуляторную батарею 7 и через электромагнитные муфты 5 и 9 раскручивая маховичный накопитель 4. При достижении полной заряженности аккумуляторной батареи ДВС автоматически отключается ЭБУ.

В состав предлагаемой полезной модели комбинированной трансмиссии входит тяговая аккумуляторная батарея большой емкости, подзаряжаемая во время ночной стоянки от внешних источников электроэнергии. Это обеспечит дополнительный пробег транспортного средства без включения ДВС, что позволит значительно снизить расход топлива и выброс вредных веществ в атмосферу.

Наличие в полезной модели трансмиссии обратимой электромашины, тяговой аккумуляторной батареи и маховичного накопителя позволяют снизить мощность ДВС, по сравнению с силовой установкой классического транспортного средства с аналогичной массой.

Техническая задача по снижению расхода топлива и уменьшению загрязнения окружающей среды в полезной модели может быть решена за счет снижения мощности ДВС, оптимизации режима его работы и введения в состав предлагаемой комбинированной трансмиссии маховичного накопителя энергии и обратимой электромашины с аккумуляторной батареей. Предлагаемая в полезной модели конструктивная схема позволяет на некоторых режимах движения транспортного средства отключать ДВС и тем самым полностью исключить выброс вредных веществ с отработанными газами.

Отличительными признаками предлагаемой полезной модели комбинированной трансмиссии от наиболее близкой к ней являются наличие в ней ДВС, маховичного накопителя кинетической энергии, тяговой аккумуляторной батареи и обратимой электромашины, при совместной работе обеспечивающей движение транспортного средства. Электромашина приводится от ДВС или от маховичного накопителя, причем в режиме генератора заряжает тяговую аккумуляторную батарею, а в режиме электродвигателя совместно с ДВС раскручивает маховичный накопитель и ведущие колеса, кроме того, при подключении к тяговой аккумуляторной батарее, обеспечивает запуск ДВС.

При применении предлагаемой полезной модели трансмиссии, обеспечивается более гибкая система управления потоками энергии, подводимой к ведущим колесам автомобиля от трех источников энергии, что, по сравнению с классическими схемами силовых установок, позволит сэкономить до 15% топлива с одновременным снижением загрязнения окружающей среды.

Комбинированная трансмиссия транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания, аккумуляторную батарею, два сцепления, электронный блок управления, редуктор-мультипликатор с маховичным накопителем энергии, карданную передачу и главную передачу, отличающаяся тем, что трансмиссия выполнена в виде обратимой электрической машины, соединенной с тяговой аккумуляторной батареей и электронным блоком управления, электромашина одновременно является дополнительным источником энергии для движения транспортного средства, а сцепления выполнены в виде электромагнитных муфт, причем после обратимой электрической машины установлена третья электромагнитная муфта.

Комбинированная трансмиссия легкого вездехода с бортовым поворотом. Патент № RU 184238 МПК B62D11/14 | Биржа патентов

Реферат

Полезная модель относится к транспортным средствам и может быть использована при проектировании и изготовлении легкого вездехода с бортовым поворотом. Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка конструкции трансмиссии, позволяющей плавно и в широких пределах изменять развиваемую на движителях касательную силу тяги и тем самым упростить управление вездеходом.Решение указанной задачи достигается тем, что в трансмиссии легкого вездехода с бортовым поворотом, содержащего двигатель, раму, движители и рулевое управление, включающей полуоси, два тормоза, две цепные передачи, ведущие звездочки гусеничного движителя, согласно полезной модели, после двигателя установлен вариатор и механическая коробка перемены передач с главной передачей и дифференциалом.

Формула изобретения

Комбинированная трансмиссия легкого вездехода с бортовым поворотом, имеющего двигатель, раму, движители и рулевое управление, включающая полуоси, два тормоза, две цепные передачи, ведущие звездочки гусеничного движителя, отличающаяся тем, что после двигателя в трансмиссии установлен вариатор и механическая коробка перемены передач с главной передачей и дифференциалом.

Описание

Полезная модель относится к транспортным средствам и может быть использована при проектировании и изготовлении легкого вездехода с бортовым поворотом.

Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является легкий колесный вездеход, сконструированный по схеме транспортного средства с бортовым поворотом и состоящий из рамы, рулевого управления и силовой передачи, включающей двигатель, фрикционное сцепление, механическую коробку перемены передач, цепную передачу, межосевой дифференциал, механизм блокировки дифференциала, два тормоза, две полуоси, четыре бортовые цепные передачи, позволяющие передавать крутящий момент от двигателя на левые и правые ведущие колеса независимо друг от друга и создавать разность их угловых скоростей за счет затормаживания полуосей (патент на полезную модель №134484, опубл. 20.11.2013 г., бюл. 32), принят за прототип.

Недостатками данной конструкции силовой передачи является ступенчатое изменение передаваемого через коробку перемены передач крутящего момента, также достаточно сложное устройство трансмиссии, высокая материалоемкость и значительный вес. Следует отметить определенную сложность в управлении вездеходом, так как водитель при движении должен постоянно оценивать сопротивление движению вездехода и выбирать режим движения путем переключения передач, выжимая при этом сцепление.

Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка конструкции трансмиссии, позволяющей плавно и в широких пределах изменять развиваемую на движителях касательную силу тяги и тем самым упростить управление вездеходом.

Решение указанной задачи достигается тем, что в трансмиссии легкого вездехода с бортовым поворотом, содержащего двигатель, раму, движители и рулевое управление, включающей полуоси, два тормоза, две цепные передачи, ведущие звездочки гусеничного движителя, отличающейся тем, что после двигателя в трансмиссии установлен вариатор и механическая коробка перемены передач с главной передачей и дифференциалом.

Использование в трансмиссии вариатора позволяет в соответствии с его характеристикой плавно и в широких пределах автоматически изменять скорость и передаваемый крутящий момент в зависимости от условий движения вездехода. Кроме этого вариатор используется непостоянно замкнутый, что дает возможность использовать его в качестве сцепления.

oasis-open.org/tables/exchange/1.0″ xmlns:ns3=»http://www.w3.org/1998/Math/MathML3″ com:pnumber=»7″>Однако возможности вариатора с точки зрения изменения передаваемого крутящего момента ограничены. Поэтому за вариатором установлена механическая коробка перемены передач с главной передачей и дифференциалом. Это дает возможность изменять крутящий момент в более широких пределах.

Наличие в коробке перемены передач дифференциала позволяет передавать крутящий момент с двигателя на ведущие звездочки левой и правой гусениц независимо друг от друга и обеспечить их вращение при необходимости с разными угловыми скоростями. Замедление вращения гусеницы с одной стороны вездехода производится за счет затормаживания ведущих звездочек левой или правой стороны с помощью тормозов, которые приводятся в действие из кабины водителя. При разности угловых скоростей осуществляется поворот вездехода в ту сторону, гусеница которой вращается с меньшей угловой скоростью.

Устройство и принцип работы полезной модели поясняется чертежом. На фиг. 1 приведена кинематическая схема силовой передачи вездехода. Она состоит из двигателя 1, вариатора 2, подвижной муфты вариатора 3, ременной передачи 4, ведомого шкива 5, механической коробки перемены передач 6 с главной передачей ГП и симметричным коническим дифференциалом 7, дисковых тормозов 8, ведущих звездочек 9, натяжных звездочек 10, цепных передач 11, ведомых звездочек 12 и гусениц 13.

Крутящий момент, вырабатываемый двигателем 1, через ведущий шкив вариатора 2 и его муфту 3 передается на ремень 4. Далее через ведомый шкив 5 и механическую коробку перемены передач 6 на главную передачу и дифференциал 7, где разделяется на два равных потока на правую и левую ведущие звездочки 9. Затем через цепные передачи 11 на гусеницы 13.

При прямолинейном движении вездехода тормоза 8 нормально расторможены, водитель не воздействует на рычаги тормозов, левые и правые гусеницы 13 вращаются с одинаковыми угловыми скоростями, под ними реализуются одинаковые силы тяги. При необходимости поворота водитель воздействует на соответствующий тормоз, вращение гусеницы заторможенной стороны замедляется, гусеница же незаторможенной стороны при этом начинают вращаться быстрее и за счет этого осуществляется плавный поворот вездехода. При необходимости резкого поворота водитель воздействует на рычаг поворота с большей силой. Гусеница заторможенной стороны останавливается, при этом осуществляется резкий поворот вездехода на месте.

При движении водитель воздействует только на рукоятку открытия дроссельной заслонки, выбирая скорость движения и развиваемую силу тяги в зависимости от условий движения. Отсутствие в трансмиссии сцепления значительно упрощает управление вездеходом. Наличие последовательно установленных вариатора и механической коробки перемены передач позволяет выбирать режимы движения в более широком диапазоне, чем на прототипе.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет плавно и в широких пределах изменять скорость движения вездехода и развиваемую на движителях касательную силу тяги и упростить управление вездеходом.

Набор инструментов для повышения надежности и производительности комбинированной системы передачи-распределения при сильном проникновении солнечных лучей

Программные средства, обеспечивающие целостное понимание стационарного и переходного поведения взаимодействия передачи-распределения при высоких уровнях проникновения фотоэлектрических систем

Цель проекта

Достижение очень высокого проникновения солнечных фотоэлектрических систем, предусмотренное SunShot, потребует важных изменений в планировании и эксплуатации энергосистемы. Особую озабоченность вызывают потребности в улучшении понимания взаимодействий между передачей и распределением, осведомленности об условиях работы системы распределения в реальном времени и регистрации динамики временных рядов в различных масштабах с помощью соответствующих инструментов. Чтобы преодолеть такие технические барьеры/проблемы, команда проекта разработает набор программных инструментов, которые обеспечивают целостное понимание стационарного и переходного поведения взаимодействия между передачей и распределением при высоких уровнях проникновения фотоэлектрических систем, а также мониторинг распределения в режиме реального времени. система и интеграция системной защиты.

Результаты

• Разработка стационарного ко-симулятора передачи-распределения
  • Используемое программное обеспечение
    • PFLOW, IGMS, GridLAB-D, CAPE
  • Технический подход
  • Допущения моделирования
• Разработка совместного симулятора динамики передачи-распределения
  • Используемое программное обеспечение
    • ТС3ПХ, КИМЭ
  • Технический подход
  • Допущения моделирования
• Разработка оценщика состояния распределительной системы
  • Технический подход
  • Допущения моделирования

Разработано программное обеспечение

• PFLOW: https://​github​. com/​p​f​l​o​w​-​team/
• FESTIV: https://​github​.com/​N​R​E​L​/​F​E​S​T​I​V​_​MODEL
• IGMS: ссылка ожидается

Публикации

• Опыт интеграции моделирования передачи и распределения для РЭР с интегрированной системой моделирования энергосистем (IGMS). DOI: https://​doi​.org/​1​0​.​1​1​0​9​/​P​S​C​C​.​2​0​1​6​.​7​5​41029
• Структура совместного моделирования комбинированной системы передачи и распределения для оценки влияния управления напряжением/варом на систему передачи. DOI: https://​doi​.org/​1​0​.​1​1​0​9​/​P​E​S​G​M​.​2​0​1​7​. ​8​2​74633
• Оценка параметров модели нагрузки путем совместного моделирования передачи и распределения. DOI: https://​doi​.org/​1​0​.​2​3​9​1​9​/​P​S​C​C​.​2​0​1​8​. ​8​4​42939
• Воздействие усовершенствованных распределенных солнечных инверторов на напряжение передачи и реактивную мощность. DOI:
• Динамическое моделирование солнечных фотоэлектрических систем для анализа устойчивости распределительных систем. DOI:
• Ускорение моделирования электромагнитных переходных процессов для исследований стабильности энергосистемы с использованием сдвинутого по частоте сопутствующего сигнала и интеграторов с оптимизированной частотной характеристикой. DOI:

Валидация

• Подход
  • Запустите совместное моделирование передачи и распределения и соберите величину напряжения на интерфейсе T&D. Затем запустите симуляцию только для T и D, используя полученные переменные интерфейса. Сравните результаты совместного моделирования T&D с подходами только T и D.
• Метрики
  • Разница в величине напряжения менее 2 процентов, как утверждает консультативная группа коммунальных предприятий.

Варианты использования

Один из фундаментальных вопросов для этой работы — определить, требуется ли совместное моделирование для анализа конкретной энергосистемы. Варианты использования помогают ответить на этот вопрос количественно.

• DER Влияние на надежность сыпучих материалов
  • Измерение надежности системы энергоснабжения в зависимости от ошибки зонального контроля (ACE). Изучите, как высокий уровень проникновения солнечных лучей влияет на ACE.
• Предельные значения реактивной мощности для обеспечения стабильности установившегося напряжения на интерфейсе T-D
  • Этот вариант использования находит предел стабильности статического напряжения на стыке между системой передачи и распределения.
• Влияние сильного проникновения PV на защиту системы
  • Сценарии с высоким проникновением солнечной энергии при определенных условиях приводят к явлению, называемому обратным потоком энергии. Этот пример использования изучает указанное явление и его влияние на энергосистему с точки зрения защиты системы.
• Вариант использования частотной характеристики
  • Основная идея состоит в том, чтобы изучить влияние PV с высоким проникновением на динамическую частотную характеристику после серьезного нарушения передачи. В таких условиях система может потерять значительное количество энергии, вырабатываемой фотоэлектрическим инвертором, что может вызвать снижение частоты и инициировать каскадное отключение. Первоначальные помехи в сети передачи могут повлиять на работу фотоэлектрических инверторов, особенно на высоких уровнях проникновения. Затем снижение фотоэлектрической мощности на распределительных фидерах может повлиять на передающую сеть. Другими словами, теперь будет петля обратной связи, которая связывает T&D. Ключевым аспектом этого варианта использования является исследование того, когда и как можно использовать агрегированные модели только T, а не когда и как необходимо использовать комбинированные модели T&D.

Подтверждение финансирования

Эта работа поддерживается Министерством энергетики США, Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии, Управлением технологий солнечной энергии по контракту DE-EE0001748.

Скачать инструменты разработки

Команда

• Аргоннская национальная лаборатория
• Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии 
• Иллинойский технологический институт
• Siemens Industry Inc.

Контактное лицо:
Картикеян Баласубраманиам (kbalasubramaniam@​anl.​gov)

Комбинированный спектр пропускания экзопланет размером с Землю TRAPPIST-1 b и c

• Опубликовано: 20 июля 2016 г.

• Жюльен де Вит ¹ ,
• Ханна Р. Уэйкфорд ² ,
• Michaël Gillon ³ ,
• Nikole K. Lewis ⁴ ,
• Jeff A. Valenti ⁴ ,
• Brice-Olivier Demory ⁵ ,
• Adam J. Burgasser ⁶ ,
• Artem Burdanov ³ ,
• Laetitia Delrez ³ ,
• Emmanuël Jehin ³ ,
• Susan M. Lederer ⁷ ,
• Didier Queloz ⁵ ,
• Amaury H. M. J. Triaud ⁸ &
• …
• Валери Ван Гротель ³  

Природа
том 537 , страницы 69–72 (2016)Процитировать эту статью

• 7147 Доступ

• 138 цитирований

• 741 Альтметрический

• Сведения о показателях

Субъекты

• Экзопланеты

Abstract

Недавно рядом с обитаемой зоной были обнаружены три экзопланеты размером с Землю ^1,2 близкой ультрахолодной карликовой звезды TRAPPIST-1 (ссылка 3). Природа этих планет еще не определена, так как их массы остаются неизмеримыми, а наблюдательные ограничения для планетарного населения, окружающего ультрахолодные карлики, отсутствуют, первым транзитным примером которых являются планеты TRAPPIST-1. Теоретические прогнозы охватывают весь диапазон атмосфер, от обедненных до расширенных атмосфер с преобладанием водорода ^4,5,6,7,8 . Здесь мы сообщаем о наблюдениях комбинированного спектра пропускания двух внутренних планет во время их одновременного прохождения 4 мая 2016 г. Отсутствие особенностей в комбинированном спектре исключает наличие безоблачной атмосферы с преобладанием водорода для каждой планеты при  ≥10 σ уровней; Поэтому маловероятно, что TRAPPIST-1 b и c будут иметь протяженную газовую оболочку, поскольку они занимают область пространства параметров, в которой образование облаков/дымки на большой высоте не будет значительным для атмосфер с преобладанием водорода ⁹ . Многие более плотные атмосферы по-прежнему соответствуют невыразительному спектру пропускания — от безоблачной атмосферы, состоящей из водяного пара, до атмосферы, подобной Венере.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Соответствующие статьи

Статьи открытого доступа со ссылками на эту статью.

• Влияние облаков на спектры излучения супер Венеры

  • Паулина Волькенберг
  •  и Диего Туррини

  Астрофизика и космонавтика
  Открытый доступ
  31 января 2022 г.

• Распутывание атмосферных составов К2-18 б с помощью средств следующего поколения

  • Квентин Чангэт
  • , Билли Эдвардс
  •  … Джованна Тинетти

  Экспериментальная астрономия
  Открытый доступ
  14 сентября 2021 г.

• Обзор возможных планетарных атмосфер в системе TRAPPIST-1

  • Мартин Тюрбет
  • , Эмелин Болмонт
  •  … Эрик Т. Вольф

  Обзоры космической науки
  Открытый доступ
  23 июля 2020 г.

Варианты доступа

Подпишитесь на этот журнал

Получите 51 печатный выпуск и онлайн-доступ

199,00 € в год

всего 3,90 € за выпуск

Узнать больше

Взять напрокат или купить эту статью

Получите только эту статью до тех пор, пока она вам нужна

$39,95

Узнать больше

Цены могут облагаться местными налогами, которые рассчитываются при оформлении заказа

Рисунок 1: Кривая белого света Хаббла/WFC3 для TRAPPIST- 1b и двойной TRAPPIST-1c от 4 мая 2016 г. Рисунок 2: Спектрофотометрия Хаббла/WFC3 двойного прохождения TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c от 4 мая 2016 г. Рисунок 3: Спектры пропускания TRAPPIST-1b и TRAPPIST -1с по сравнению с моделями.

Ссылки

1. Kopparapu, R.K. et al. Обитаемые зоны вокруг звезд главной последовательности: новые оценки. Астрофиз. J. 765 , 131 (2013)

   Статья
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

2. Зсом, А., Сигер, С., де Вит, Дж. и Стаменкович, В. К минимальному внутреннему краю жилой зоны. Астрофиз. J. 778 , 109 (2013)

   Статья
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

3. Gillon, M. et al. Планеты размером с Землю в умеренном климате проходят транзитом через ближайшую ультрахолодную карликовую звезду. Природа 533 , 221–224 (2016)

   Статья
   КАС
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

4. Оуэн, Дж. Э. и Ву, Ю. Планеты Кеплера: история испарения. Астрофиз. J. 775 , 105 (2013)

   Статья
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

5. Джин, С. и др. Синтез планетарного населения в сочетании с выходом из атмосферы: статистический взгляд на испарение. Астрофиз. J. 795 , 65 (2014)

   Статья
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

6. Johnstone, C.P. et al. Эволюция звездного вращения и водородные атмосферы планет земной группы обитаемой зоны. Астрофиз. Журнал 815 , Л12 (2015)

   Артикул
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

7. Люгер, Р. и Барнс, Р. Экстремальные потери воды и абиотическое накопление O2 на планетах во всех обитаемых зонах М-карликов. Астробиология 15 , 119–143 (2015)

   Статья
   КАС
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

8. Оуэн, Дж. Э. и Моханти, С. Обитаемость планет земной массы в ГП карликов M. I. Атмосферы с преобладанием H/He. 902:58 Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 459 , 4088–4108 (2016)

   Артикул
   КАС
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

9. Morley, C.V. et al. Спектры теплового излучения и отраженного света суперземли с плоскими спектрами пропускания. Астрофиз. J. 815 , 110 (2015)

   Статья
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

10. Маккалоу, П. и МакКенти, Дж. Рекомендации по использованию пространственного сканирования с WFC3. Инстр. науч. Отчет WFC3 2012-08 (Научный институт космического телескопа, 2012 г.)

11. Deming, D. et al. Инфракрасная трансмиссионная спектроскопия экзопланет HD 209458b и XO-1b с использованием широкоугольной камеры-3 на космическом телескопе Хаббл. Астрофиз. J. 774 , 95 (2013)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

12. Уэйкфорд, Х.Р., Синг, Д.К., Эванс, Т., Деминг, Д. и Манделл, А. Маргинализация инструментальной систематики в транзитных кривых блеска HST WFC3. Астрофиз. J. 819 , 10 (2016)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

13. Sing, D.K. et al. Континуум от ясных до облачных экзопланет горячего Юпитера без изначального истощения воды. Природа 529 , 59–62 (2016)

    Статья
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

14. Kreidberg, L. et al. Облака в атмосфере суперземной экзопланеты GJ1214b. Природа 505 , 69–72 (2014)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

15. Хуссер Т.-О. и другие. Новая обширная библиотека звездных атмосфер и синтетических спектров PHOENIX. Астрон. Астрофиз. 553 , A6 (2013)

    Артикул

    Google Scholar

16. Хирано Т. и др. Затмение планета-планета и эффект Росситера-Маклафлина множественной транзитной системы: совместный анализ спектроскопии Субару и фотометрии Кеплера. Астрофиз. J. 759 , L36 (2012)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

17. Мандель, К. и Агол, Э. Аналитические кривые блеска для поиска планетарных транзитов. Астрофиз. J. 580 , L171–L175 (2002)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

18. Синг, Д. К. Коэффициенты затемнения к краю звезды для CoRot и Kepler. Астрон. Астрофиз. 510 , A21 (2010)

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

19. де Вит, Дж. и Сигер, С. Ограничение массы экзопланеты с помощью спектроскопии пропускания. Наука 342 , 1473–1477 (2013)

    Статья
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

20. Хоу, А. Р., Берроуз, А. и Верн, В. Соотношение массы и радиуса и разложение ядра и оболочки суперземли и субнептунов. Астрофиз. J. 787 , 173 (2014)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

21. Бин, Дж. Л., Миллер-Риччи, Кемптон, Э. и Хомейер, Д. Спектр передачи наземной экзопланеты GJ 1214b. Природа 468 , 669–672 (2010)

    Статья
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

22. Берта З. К. и др. Плоский спектр пропускания суперземли GJ1214b с широкоугольной камеры 3 космического телескопа Хаббл. Астрофиз. J. 747 , 35 (2012)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

23. Леконт, Дж., Форжет, Ф. и Ламмер, Х. О (предполагаемом) разнообразии атмосфер земных планет. Экспл. Астрон. 40 , 449–467 (2015)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

24. Теллман С., Петцольд М., Хойслер Б., Берд М. К. и Тайлер Г. Л. Структура нейтральной атмосферы Венеры, наблюдаемая в ходе радионаучного эксперимента VeRa на Venus Express. Ж. Геофиз. Рез. Планеты 114 , E00B36 (2009)

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

25. Wilquet, V. et al. Предварительная характеристика верхней дымки с помощью солнечного затмения SPICAV/SOIR в УФ и среднем ИК диапазоне на борту Venus Express. Ж. Геофиз. Рез. Планеты 114 , E00B42 (2009)

    Артикул

    Google Scholar

26. Ehrenreich, D. et al. Спектр пропускания Венеры как транзитной экзопланеты. Астрон. Астрофиз. 537 , Л2 (2012)

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

27. Evans, T. M. et al. Обнаружение h3O и доказательство наличия TiO/VO в сверхгорячей атмосфере экзопланеты. Астрофиз. J. 822 , L4 (2016)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

28. Huitson, C.M. et al. Спектр передачи HST от оптического до ближнего ИК горячего Юпитера WASP-19б: обнаружение атмосферной воды и вероятное отсутствие TiO. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 434 , 3252–3274 (2013)

    Статья
    КАС
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

29. Истман Дж. , Сиверд Р. и Гауди Б. С. Достижение точности гелиоцентрических и барицентрических юлианских дат с точностью более 1 минуты. Опубл. Астрон. соц. Пасиф . 122 , 935–946 (2010)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

30. Knutson, H.A. et al. Спектроскопия пропускания в ближнем ИК-диапазоне суперземли HD 97658b с помощью космического телескопа Хаббл. Астрофиз. J. 794 , 155 (2014)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

31. Гибсон, Н. П. Надежный вывод параметров кривой блеска экзопланеты с использованием моделей детерминированной и стохастической систематики. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 445 , 3401–3414 (2014)

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

32. Gillon, M. et al. Обзор южных транзитных планет TRAPPIST. I. Тридцать затмений сверхкороткопериодической планеты WASP-43 b. Астрон. Астрофиз. 542 , A4 (2012)

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

33. де Вит, Дж. и др. Прямая мера радиационных и динамических свойств атмосферы экзопланеты. Астрофиз. J. 820 , L33 (2016)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

34. Эспиноза, Н. и Джордан, А. Потемнение конечностей и экзопланеты: тестирование звездных моделей атмосфер и выявление погрешностей в параметрах транзита. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 450 , 1879–1899 (2015)

    Артикул
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

35. Беннеке, Б. и Сигер, С. Поиск атмосферы для суперземли: уникальное ограничение состава атмосферы с помощью спектроскопии пропускания. Астрофиз. J. 753 , 100 (2012)

    Статья
    ОБЪЯВЛЕНИЯ

    Google Scholar

Ссылки для скачивания

Благодарности

Эта работа основана на наблюдениях, сделанных с помощью космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА, которые были получены в Научном институте космического телескопа, которым управляет Ассоциация университетов по исследованиям в области астрономии, Inc. Эти наблюдения связаны с программой HST-GO-14500 (главный исследователь J.d.W.), поддержку которой оказало НАСА через грант Научного института космического телескопа. Исследование, приведшее к получению наших результатов, частично финансировалось Европейским исследовательским советом (ERC) в рамках гранта FP/2007-2013 ERC 336480, а также в рамках гранта Action de Recherche Concertée (ARC), финансируемого Валлонско-Брюссельской федерацией. Х.Р.В. выражает признательность за поддержку посредством назначения на постдокторскую программу НАСА в Центре космических полетов имени Годдарда, управляемую Ассоциацией космических исследований университетов по контракту с НАСА. М.Г. является научным сотрудником Бельгийского фонда научных исследований (FRS–FNRS). Л.Д. выражает благодарность Фонду подготовки научных кадров в промышленности и сельском хозяйстве ФРС–ФНРС. Мы благодарим Д. Тейлора, С. Деустуа, П. Маккалоу и Н. Рейда за помощь в планировании и проведении наших наблюдений. Мы также благодарны Z. Berta-Thompson и Pierre Magain за обсуждение этого исследования и рукописи. Мы благодарим команды ATLAS и PHOENIX за предоставление звездных моделей.

Author information

Authors and Affiliations

1. Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, 02139, Massachusetts, USA

   Julien de Wit

2. NASA Goddard Space Полетный центр, Гринбелт, 20771, Мэриленд, США

   Ханна Р. Уэйкфорд

3. Институт астрофизики и геофизики, Льежский университет, аллея 6 августа 19C, Liège, 4000, Бельгия

   Микаэль Гийон, Артем Бурданов, Летиция Дельрез, Эммануэль Жехин и Валери Ван Грутель

4. Научный институт космического телескопа, 3700 Сан-Мартин-Драйв, Балтимор, 21218, Николь2 0,3 90,0,00,00,0,0,0,0,0,0,0003 Lewis & Jeff A. Valenti

5. Группа астрофизики, Кавендишская лаборатория, 19 J J Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, UK

   Brice-Olivier Demory & Didier Queloz

6. Центр астрофизики и космических наук Калифорнийского университета Сан-Диего, Ла-Хойя, 92093, California, USA

   Adam J. Burgasser

7. NASA Johnson Space Center, 2101 NASA Parkway, Houston, 77058, Texas, USA

   Susan M. Lederer

8. Институт астрономии, Кембридж, Мэдинг-Роуд, Институт астрономии CB3 0HA, UK

   Amaury H.M.J. Triaud

Авторы

1. Julien de Wit

   Просмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Академия

2. Hannah R. Wakeford

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Michaël Gillon

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

4. Николь К. Льюис

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

5. Jeff A. Valenti

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

6. Brice-Olivier Demory

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

7. Adam J. Burgasser

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

8. Артем Бурданов

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

9. Laetitia Delrez

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

10. Emmanuël Jehin

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

11. Susan M. Lederer

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

12. Didier Queloz

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

13. Amaury H.M.J. Triaud

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

14. Валери Ван Гротель

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

Contributions

J.d.W. и Х.Р.В. руководил обработкой и анализом данных при поддержке M.G., N.K.L. и Б.-О.Д. J.d.W., H.R.W. и N.K.L. руководил интерпретацией данных при поддержке М.Г. и Я.А.В. Я.А.В. вместе с A.J.B. Каждый автор внес свой вклад в написание как рукописи, так и предложения HST, лежащего в основе этих наблюдений.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с
Жюльен де Вит.

Дополнительная информация

Информация для рецензентов Nature благодарит Д. Эренрайха и других анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы.

Рисунки и таблицы с расширенными данными

Расширенные данные Рис. 1 Предельное влияние инструментальной систематики на оценки глубины прохождения.

a , Доказательная масса, W _q , для каждой систематической модели ¹² применяется к кривой белого света. b , Комбинированная оценка глубины прохождения (Δ F _b+c ), полученная путем корректировки данных с использованием каждой систематической модели. c , d , Индивидуальные оценки глубины прохождения для TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c, Δ F _b и Δ F _c . Горизонтальные линии указывают окончательные маргинальные измерения и связанные с ними неопределенности. Шкала значений здесь указывает на то, что все систематические модели одинаково хорошо соответствуют данным.

Расширенные данные Рис. 2. Затемнение конечностей TRAPPIST-1.

Соотношения затемнения к краю звезды для TRAPPIST-1 (черные кривые) и четырех звездных моделей (цветные кривые), которые охватывают эффективную температуру и поверхностную гравитацию TRAPPIST-1 (показаны цветными и черными числами в a ; температура в K и сила тяжести на поверхности выражены в логарифмах ( г ).0258 I _c ) как функция μ ′ (косинус угла между внешним радиальным вектором и направлением на наблюдателя). Мы подогнали I / I _c , усредненные по указанным интервалам длин волн, для определения квадратичных (штриховые кривые) и четырехпараметрических (сплошные кривые) коэффициентов потемнения к краю. a , Соотношение затемнения к краю звезды, интегрированное по спектральному диапазону WFC3. b – l , Соотношение потемнения к краю звезды по 11 использованным здесь спектральным каналам.

PowerPoint Slides

PowerPoint Slide для рис.

1

PowerPoint Slide для рис. 2

Слайд PowerPoint для рис. 3

Права.

Эта статья цитируется по номеру

• Влияние облаков на спектры излучения супер Венеры

  • Паулина Волькенберг
  • Диего Туррини

  Астрофизика и космонавтика (2022)

• Распутывание атмосферных составов К2-18 б с помощью средств следующего поколения

  • Квентин Чангэт
  • Билли Эдвардс
  • Джованна Тинетти

  Экспериментальная астрономия (2022)

• Исследование космоса, чтобы понять Землю

  • Матье Г. А. Лапотр
  • Джозеф Г. О’Рурк
  • Робин Д. Вордсворт

  Обзоры природы Земля и окружающая среда (2020)

• Атмосферная характеристика с помощью широкополосных цветных фильтров в миссии PLATO: Transits and Oscillations of Stars (PLATO)

  • Джон Ли Гренфелл
  • Марейке Годольт
  • Хайке Рауэр

  Экспериментальная астрономия (2020)

• Обзор возможных планетарных атмосфер в системе TRAPPIST-1

  • Мартин Тюрбет
  • Эмелин Болмонт
  • Эрик Т.