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

Гидрофойл для миллионов Гидрофойл для миллионов

Гидрофойл – доска на подводных крыльях для серфинга

Популярная механика
«Основной фактор развития рака органов головы и шеи — курение» «Основной фактор развития рака органов головы и шеи — курение»

Как пагубная многолетняя привычка уменьшает шансы на благополучный исход

Наука
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
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
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
Как в России тренируют операторов военных беспилотников? Как в России тренируют операторов военных беспилотников?

Где же учат на операторов военных БПЛА у нас, в России

Популярная механика
По следам «Арматы» По следам «Арматы»

Мир бросился создавать новые танки

ТехИнсайдер
Звезда Звезда

Ларс Айдингер об "Уроках фарси", современном кино и травмах прошлого

Esquire
«Пустые клеточки» таблицы Менделеева «Пустые клеточки» таблицы Менделеева

Откуда берутся новые химические элементы? Зачем расширять таблицу Менделеева?

Наука и жизнь
Чем закончились испытания двигателя, нарушающего законы физики Чем закончились испытания двигателя, нарушающего законы физики

EmDrive не смог произвести ту тягу, которую ожидали его сторонники

Популярная механика
Как украинские поп-звезды зажигали на «Евровидении»: Лобода, Лорак и другие Как украинские поп-звезды зажигали на «Евровидении»: Лобода, Лорак и другие

Как на «Евровидении» вызывали фурор представительницы соседней страны

Cosmopolitan
7 толстяков, невероятно популярных у женщин 7 толстяков, невероятно популярных у женщин

Ударим мужским бодипозитивом по двойным стандартам и слащавым красавчикам!

Maxim
Воспоминание о будущем. О «Новой Москве», которую запретили Воспоминание о будущем. О «Новой Москве», которую запретили

Воображаемая столица будущего

СНОБ
О каждом пятом О каждом пятом

В XXI веке реабилитация нацизма вползла в наш мир

Дилетант
Рапунцель из Индии рассказала, как отрастить волосы на 15 см всего за 3 месяца Рапунцель из Индии рассказала, как отрастить волосы на 15 см всего за 3 месяца

Маска для волос, которая поможет ускорить рост волос на 30-40%

Cosmopolitan
Волочкова, подвинься! Асмус, Карпович и другие звезды с потрясающей растяжкой Волочкова, подвинься! Асмус, Карпович и другие звезды с потрясающей растяжкой

Многие российские красотки могут составить конкуренцию Анастасие Волочковой

Cosmopolitan
Астрономы нашли два новых скопления галактик Астрономы нашли два новых скопления галактик

Астрономы подвели итоги обзора неба CHiPS

N+1
Древние артефакты: в Калахари найдены загадочные кристаллы возрастом 105 000 лет Древние артефакты: в Калахари найдены загадочные кристаллы возрастом 105 000 лет

Пещера в Калахари скрывала в себе новаторское поведение первых людей

Популярная механика
Византийские купцы уже в IV веке наладили доставку консервированных моллюсков Византийские купцы уже в IV веке наладили доставку консервированных моллюсков

Археологи обнаружили необычные находки на стоянках в южном Леванте

N+1
Тогда и сейчас: как изменились Пелагея, Ёлка и другие артистки, игравшие в КВН Тогда и сейчас: как изменились Пелагея, Ёлка и другие артистки, игравшие в КВН

Как за эти годы изменились артистки из КВН

Cosmopolitan
Композитор Фабрицио Патерлини: «Переход от бухгалтера к музыканту занял 10 лет» Композитор Фабрицио Патерлини: «Переход от бухгалтера к музыканту занял 10 лет»

Композитор Фабрицио Патерлини — о своем пути к музыкальному олимпу

Cosmopolitan
Тогда и сейчас: как изменились красотки-актрисы сериала «Деффчонки» Тогда и сейчас: как изменились красотки-актрисы сериала «Деффчонки»

В жизни исполнительниц главных ролей сериала «Деффчонки» произошло много событий

Cosmopolitan

Самый бескомпромиссный кинокритик Зинаида Пронченко о российском кино

Esquire
Правильная прикормка Правильная прикормка

Какова роль «Роснефти» в успехе партнеров Сергея Сударикова и Романа Авдеева

Forbes
Бикини и интимные подарки: каким был медовый месяц Кейт Миддлтон и Уильяма Бикини и интимные подарки: каким был медовый месяц Кейт Миддлтон и Уильяма

Герцоги Кембриджские провели две недели на экзотическом острове

Cosmopolitan
«Неразумная обезьяна. Почему мы верим в дезинформацию, теории заговора и пропаганду» «Неразумная обезьяна. Почему мы верим в дезинформацию, теории заговора и пропаганду»

Почему главред Nature опубликовал работу, постулирующую эффективность гомеопатии

N+1
Контрольное взвешивание Контрольное взвешивание

8 мифов о расстройствах пищевого поведения, которые давно пора развеять

Лиза
Не стоит прогибаться… Не стоит прогибаться…

Когда компромиссы в отношениях оправданны, а когда они идут тебе во вред?

Лиза
Звезды, которым мужчины изменили с подругами: Скарлетт Йоханссон, Гомес и другие Звезды, которым мужчины изменили с подругами: Скарлетт Йоханссон, Гомес и другие

Известные красотки, которых предали бойфренды и мужья, увлекшись их подругами

Cosmopolitan
«На те же грабли»: почему мы выбираем похожих друг на друга партнеров? «На те же грабли»: почему мы выбираем похожих друг на друга партнеров?

Эксперт: какие механизмы психики определяют наш выбор партнера и как их изменить

Psychologies
Открыть в приложении