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

Цифровое бессмертие Цифровое бессмертие

Sensorium Galaxy – VR-платформа, которая способна преобразить нашу жизнь

Популярная механика
33 способа исправить последствия десяти лет войны с собой 33 способа исправить последствия десяти лет войны с собой

Индульгенция за бесцельно прожженные годы

Men’s Health
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
Венчурный инвестор подсел на наркотики, азартные игры и женщин. Сможет ли он исцелиться и заслужить прощение? Венчурный инвестор подсел на наркотики, азартные игры и женщин. Сможет ли он исцелиться и заслужить прощение?

Подробный бизнес-план буйного кутежа

Inc.
Российские учёные открыли новую элементарную частицу с помощью Большого адронного коллайдера Российские учёные открыли новую элементарную частицу с помощью Большого адронного коллайдера

Российские ученые объявили об обнаружении новой элементарной частицы

Популярная механика
Берега утопии: как устроена жизнь в Пирамиде — законсервированном российском поселке на Шпицбергене Берега утопии: как устроена жизнь в Пирамиде — законсервированном российском поселке на Шпицбергене

Пирамида — законсервированный русский поселок на Шпицбергене

Esquire
Тайна завещания Леонида Быкова Тайна завещания Леонида Быкова

Воспоминания Глеба Скороходова о Леониде Быкове

Коллекция. Караван историй
Оригинальный сценарий Оригинальный сценарий

Как Тайка Вайтити умудряется работать на грани смешного и страшно реалистичного

Glamour
...Бегом под парусом ...Бегом под парусом

Кубок «Америки» – 2021 и гонка бегущих яхт

Популярная механика
Знакомьтесь, коллекционер Знакомьтесь, коллекционер

Виталий Аксенов-Шабловский создает новое медиа

Собака.ru
«Продюсер — это человек, которому больше всех надо, чтобы все получилось» «Продюсер — это человек, которому больше всех надо, чтобы все получилось»

Продюсер Ирина Сосновая — о буме сериалов, Netflix и проблемах индустрии

Esquire
Прокачай или проиграешь: зачем IT-специалисты нанимают менторов Прокачай или проиграешь: зачем IT-специалисты нанимают менторов

Ментор позволяет ученику быстрее добиться профессиональных целей

Forbes
Как лечиться от фобий Как лечиться от фобий

Чтобы избавиться от собственных страхов

СНОБ
Плюсы и минусы модных диет Плюсы и минусы модных диет

Разбираемся, безопасны ли популярные диеты

Добрые советы
Сладкая жизнь. Зачем нам нужны шоколадные эндорфины Сладкая жизнь. Зачем нам нужны шоколадные эндорфины

Как шоколад действует на наше психоэмоциональное состояние?

СНОБ
Магия магния Магия магния

Достаточно ли в организме магния?

Здоровье
Иисус против Сатаны: как дизайнеры из Бруклина продают подделки за тысячи долларов и судятся с Nike Иисус против Сатаны: как дизайнеры из Бруклина продают подделки за тысячи долларов и судятся с Nike

Зачем стартап из Нью-Йорка выпускает очевидные подделки?

Forbes
Обзор Oppo Reno5: Достойный бюджетный камерофон, но далеко не лучший Обзор Oppo Reno5: Достойный бюджетный камерофон, но далеко не лучший

Плюсы и минусы перспективного смартфона Oppo Reno5

Популярная механика
Михаил Зыгарь: «Я мечтаю о том, что зависит от меня» Михаил Зыгарь: «Я мечтаю о том, что зависит от меня»

Михаил Зыгарь – o друзьях, популярности и приключениях

Cosmopolitan
Старикам тут не местечко Старикам тут не местечко

Анна Толстова о «Блуждающих звездах» и новом подходе к еврейской теме

Weekend
Елизавета Боярская: «Четкий план – это моя стихия» Елизавета Боярская: «Четкий план – это моя стихия»

Жизнь Елизаветы Боярской на первый взгляд кажется идеальной

Psychologies
Глэмпинг, фрирайд и гастротуризм. Какой формат отдыха популярен сегодня среди предпринимателей Глэмпинг, фрирайд и гастротуризм. Какой формат отдыха популярен сегодня среди предпринимателей

О трендах, наметившихся в туризме и отдыхе среди предпринимателей

СНОБ
Легкое чтение: 5 книг из знаменитого книжного клуба Риз Уизерспун Легкое чтение: 5 книг из знаменитого книжного клуба Риз Уизерспун

Новинки книжного клуба Hello Sunshine актрисы Риз Уизерспун

Esquire
7 худших моментов в шутерах от первого лица 7 худших моментов в шутерах от первого лица

Даже в идеальной FPS-игре можно попасть на уровень, который вызывает зубную боль

Maxim
«Живу с абьюзером, который употребляет наркотики, и не могу уйти» «Живу с абьюзером, который употребляет наркотики, и не могу уйти»

Я была виновата даже в том, что на меня кто-то из мужчин смотрит

Psychologies
Школа Автотуризма. Выбор шин для путешествий Школа Автотуризма. Выбор шин для путешествий

Поговорим об особенностях применения шин для путешествий

4x4 Club
Между нами Между нами

Форма мира Лизы Аминовой вмещает в себя гедонистические виды спорта и любовь

Tatler
Выращивание гороха наряду с пшеницей снизит выбросы и повысит питательную ценность урожая Выращивание гороха наряду с пшеницей снизит выбросы и повысит питательную ценность урожая

Британские ученые: включение бобовых в посевы пшеницы улучшит экологию

N+1
Тайные едаголики: о чем говорят наши пристрастия в еде Тайные едаголики: о чем говорят наши пристрастия в еде

Откуда у нас пристрастие к определенным продуктам

Psychologies
Что такое селфхарм и как справиться с желанием навредить себе Что такое селфхарм и как справиться с желанием навредить себе

Разбираемся, почему люди делают себе плохо и как им помочь

РБК
Открыть в приложении