Без какого материала не обойтись при постройке космического корабля?

Популярная механикаНаука

Без чего нельзя построить космический корабль

Анастасия Шартогашева

Без какого достижения инженерной мысли не обойтись, если вы задумали построить космический корабль, который должен долететь до других планет? Конечно, без сверхлёгких материалов, ультрапрочных сплавов и прорывных идей. А ещё - без мощных программ для инженерного моделирования. Такие программы способны завершить полмиллиарда операций меньше, чем за сутки, и показать, что случится с каждым узлом корабля, когда закончится отсчёт и в бетон космодрома ударит пламя двигателей первой ступени.

Сегодня мы как никогда близки к покорению Марса. И дело даже не в амбициозных планах правительственных агентств и частных компаний, а в технологиях, которые позволяют моделировать физические процессы. Сейчас специалисты располагают такими системами инженерного анализа, которые позволяют виртуально протестировать каждую деталь конструкции прежде, чем первые винтики сойдут с заводского конвейера или выйдут из сопла 3D-принтера. Именно такие расчёты превратили строительство корабля Orion, который должен доставить людей на Красную планету, из невозможно дорогого проекта в просто очень дорогой, из проекта на десятилетия — в дело ближайшего будущего. Во время посадки космического корабля Orion на поверхность Марса на него будут действовать колоссальные силы, воссоздать которые в земных условиях просто невозможно. Просчитать все нагрузки, которые лягут на конструкцию, нужно, разумеется, еще до того, как взвоют двигатели первой ступени ракеты-носителя. Для этого при помощи пре- и постпроцессора Femap и МКЭ-решателя NX Nastran от Siemens PLM Software была создана подробнейшая модель корабля — все три отсека и их состояние на всех этапах полёта. Уменьшив масштаб модели, инженер может рассчитать давление, которое придётся на каждую конкретную гайку или участок переборки. Увеличив масштаб, можно рассчитать перегрузки, которые лягут на всю систему вместе с ракетой-носителем.

349c9cd9c0d1ee2b2a4685f8408915b9.png
Инженер NASA за работой над моделью космического корабля Orion в системе Femap.

Имея систему моделирования, подобную Femap, не нужно строить громоздкий и дорогой образец корабля, чтобы проверить, какие материалы лучше подойдут для каждой детали: их можно подобрать, глядя на экран компьютера. Несколько кликов мышкой — и инженер может проверить, как поведёт себя в данном месте тот или иной сплав или пластик. Изначально перед создателями Orion стояла задача максимально облегчить конструкцию без потери прочности. Благодаря Femap это удалось сделать, сократив изначальный расчётный вес на четверть: учёные меняли материал на более лёгкий в виртуальной модели и смотрели, выдержит ли она ожидаемые нагрузки. Еще 20 лет назад мощность систем компьютерного моделирования физических процессов позволяла рассмотреть для конструкции сложной машины

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Иллюзия успеха Иллюзия успеха

Четыре истории о талантливых мастерах пускать пыль в глаза

Популярная механика
«Остров обреченных». Отрывок романа одного из наиболее трагичных и плодовитых шведских прозаиков ХХ века Стига Дагермана «Остров обреченных». Отрывок романа одного из наиболее трагичных и плодовитых шведских прозаиков ХХ века Стига Дагермана

Отрывок из романа классика шведского модернизма Стига Дагермана

Esquire
Чжунго, Хуася или Поднебесная: сколько имен у Китая и какое из них правильное Чжунго, Хуася или Поднебесная: сколько имен у Китая и какое из них правильное

Почему у одной страны так много названий

Популярная механика
Больше 50 внуков и минимальная пенсия: как живет самая знаменитая бабушка России Больше 50 внуков и минимальная пенсия: как живет самая знаменитая бабушка России

Как же живет бабушка, у которой 51 внук?

Cosmopolitan
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Открытая книга Открытая книга

2020 год стал для 35-летней Аманды Сайфред

OK!
Алексей Герман: «Отец не считал, что режиссеру нужно дружить с актерами» Алексей Герман: «Отец не считал, что режиссеру нужно дружить с актерами»

Как и отец, я живу и работаю здесь и уезжать никуда не собираюсь

Караван историй
Как называются и что означают спецоперации ГИБДД. Памятка для водителей Как называются и что означают спецоперации ГИБДД. Памятка для водителей

Разбираемся в названиях и целях специальных операций и рейдов ГИБДД

РБК
Отсечь и отпустить Отсечь и отпустить

Принципы жизни Бурятии

Вокруг света
Я решила рожать! Звездные россиянки, сохранившие беременность после предательств Я решила рожать! Звездные россиянки, сохранившие беременность после предательств

Известные россиянки не испугались взять ответственность за двоих

Cosmopolitan
Орнитологи подтвердили первую в Европе смерть грифа от диклофенака Орнитологи подтвердили первую в Европе смерть грифа от диклофенака

Ранее от отравлений этим препаратом умерли миллионы грифов в Индии

N+1
Как на фото! 8 звезд, которые в реальной жизни и в Instagram выглядят одинаково Как на фото! 8 звезд, которые в реальной жизни и в Instagram выглядят одинаково

Селебрити, которые на фото и ковровых дорожках выглядят одинаково круто

Cosmopolitan
5 книг Нобелевских лауреатов, которые вам стоит прочесть 5 книг Нобелевских лауреатов, которые вам стоит прочесть

Топ книг нобелевских лауреатов, которые стоит прочесть каждому

Популярная механика
Горячие мамочки! Как выглядят «ангелы» Victoria’s Secret, воспитывающие дочерей Горячие мамочки! Как выглядят «ангелы» Victoria’s Secret, воспитывающие дочерей

У каждой из них есть дочери, которые унаследовали их красоту

Cosmopolitan
Тогда и сейчас: как выглядят Ева Польна, Алсу и другие поп-звезды 2000-х Тогда и сейчас: как выглядят Ева Польна, Алсу и другие поп-звезды 2000-х

Певицы, которые прославились в начале нулевых

Cosmopolitan
7 признаков того, что вы эмоционально зрелый партнер 7 признаков того, что вы эмоционально зрелый партнер

Несколько доказательств того, что вы хороший партнер

Psychologies
Подстава! Неудачные фото Костенко, Бородиной и даже Джей Ло, сделанные мужьями Подстава! Неудачные фото Костенко, Бородиной и даже Джей Ло, сделанные мужьями

Снимки, которые селебы предпочли бы навсегда и отовсюду удалить

Cosmopolitan
Самые опасные животные: топ-15 смертоносных созданий (угадай, кто самый страшный) Самые опасные животные: топ-15 смертоносных созданий (угадай, кто самый страшный)

Список животных, которые чаще других становятся причиной смерти людей

Playboy
Что такое NFT и зачем вам это знать Что такое NFT и зачем вам это знать

NFT — большой бизнес, по крайней мере сейчас

Inc.
Лежачие полицейские защитили занзибарских колобусов от гибели под колесами машин Лежачие полицейские защитили занзибарских колобусов от гибели под колесами машин

Редкие обезьяны с острова Занзибар нередко гибнут под колесами машин

N+1
Симптомы и причины возникновения расстройств аутистического спектра Симптомы и причины возникновения расстройств аутистического спектра

Как живут люди с расстройством аутистического спектра в России

РБК
7 лучших сборников современных переводных рассказов — от авторов, которые вас не разочаруют 7 лучших сборников современных переводных рассказов — от авторов, которые вас не разочаруют

Екатерина Баева собрала список большой литературы в малых формах

Esquire
Что, если не Марс? Что, если не Марс?

Куда можно «переехать» в пределах Солнечной системы

РБК
Каким получился «Чернобыль» Данилы Козловского Каким получился «Чернобыль» Данилы Козловского

Почему «Чернобыль» Данилы Козловского не спорит с сериалом HBO, а дополняет его

РБК
Шах вперед Шах вперед

В нынешнем сезоне Аня Тейлор-Джой играет по-крупному

Cosmopolitan
Поведенческий эксперимент: быстрый и необычный способ решить проблему Поведенческий эксперимент: быстрый и необычный способ решить проблему

Как вы представляете консультацию у психолога?

Psychologies
Лебединое озеро Лебединое озеро

Самым теплым морем в этом году оказалось озеро Байкал — и самым светским

Tatler
Свобода для врача: почему лечение заключенных не должно зависеть от начальников колоний Свобода для врача: почему лечение заключенных не должно зависеть от начальников колоний

Повод задуматься о состоянии российской тюремной системы

Forbes
Ближе, чем вы думаете Ближе, чем вы думаете

10 сценариев будущего от компаний-визионеров

РБК
Бьешь как девчонка: как российский женский бокс отвоевывает место в мировом спорте Бьешь как девчонка: как российский женский бокс отвоевывает место в мировом спорте

Как развивается российский женский бокс

Forbes
Открыть в приложении