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

Существуют ли молекулы без химических связей? Существуют ли молекулы без химических связей?

Можно ли построить классическую молекулу без химической связи?

Популярная механика
Американская мечта для корейской семьи. О фильме «Минари», который получил шесть номинаций на «Оскар» Американская мечта для корейской семьи. О фильме «Минари», который получил шесть номинаций на «Оскар»

Фильм «Минари» — история семьи, которая пыталась найти американскую мечту

СНОБ
Древние сибиряки добыли пемзу более чем в 1000 километрах от места обнаружения Древние сибиряки добыли пемзу более чем в 1000 километрах от места обнаружения

Древние сибиряки собрали куски породы в районе Удоканского вулканического плато

N+1
Почему мы не испытываем оргазм и как это исправить Почему мы не испытываем оргазм и как это исправить

Как выяснить, не страдаем ли мы аноргазмией

Psychologies
Лучшие друзья не подведут: как и зачем женщины инвестируют в бриллианты Лучшие друзья не подведут: как и зачем женщины инвестируют в бриллианты

Как выбрать инвестиционные бриллианты, какая судьба ждет эти камни

Forbes
Потомки эмира Золотой Орды Потомки эмира Золотой Орды

Генетики получили несколько гипотез происхождения трёх казахских кланов

Наука и жизнь
Одна вокруг света: мексиканская рыбацкая деревня, пустыня и гигантские кактусы Одна вокруг света: мексиканская рыбацкая деревня, пустыня и гигантские кактусы

116 серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
«Оскар-2021» глазами психолога: расставляем «диагнозы» фильмам «Оскар-2021» глазами психолога: расставляем «диагнозы» фильмам

Деменция, нарциссизм и другие проблемы в фильмах-номинантах «Оскара-2021»

Psychologies
Отрывок из книги Николая Ускова «Ardis: Американская мечта о русской литературе» Отрывок из книги Николая Ускова «Ardis: Американская мечта о русской литературе»

Историк и журналист Николай Усков рассказывает об истории издательства Ardis

СНОБ
[ знакомьтесь ] [ знакомьтесь ]

Александр Шарапов строит в Санкт-Петербурге крупнейший в мире коливинг

Собака.ru
Здоровая кожа, крепкие сосуды: роль витамина C в организме Здоровая кожа, крепкие сосуды: роль витамина C в организме

Витамин C — ключевой элемент множества процессов, происходящих в организме

РБК
Что сказали бы Маркс и Сократ: разумно ли есть фастфуд и бояться смерти Что сказали бы Маркс и Сократ: разумно ли есть фастфуд и бояться смерти

Писатель Маркус Уикс — о том, как лучшие умы прошлого решили бы наши проблемы

Reminder
«Вероятности и неприятности. Математика повседневной жизни» «Вероятности и неприятности. Математика повседневной жизни»

Как можно объяснить жизнь, полную досадных закономерностей

N+1
Что и как нужно пить во время занятий спортом Что и как нужно пить во время занятий спортом

Как правильно соблюдать питьевой баланс во время тренировок?

GQ
Съел и умер: самые опасные деликатесы, которые лучше не пробовать Съел и умер: самые опасные деликатесы, которые лучше не пробовать

За некоторые деликатесы приходится платить слишком высокую цену

Cosmopolitan
Бактерии переработали ионы меди в стабильные атомы Бактерии переработали ионы меди в стабильные атомы

Эти бактерии могут помочь в будущем как производить атомарную медь

N+1
Топ-6: лучшие шутеры от первого лица на ПК Топ-6: лучшие шутеры от первого лица на ПК

Топовые шутеры от первого лица, в которые можно играть на ПК

CHIP
О каждом пятом О каждом пятом

В XXI веке реабилитация нацизма вползла в наш мир

Дилетант
Самый стойкий Самый стойкий

Крахмал, безопасный для фигуры

Худеем правильно
Наконец-то выспалась! Наконец-то выспалась!

Узнать причины проблем со сном, наладить его и, наконец, выспаться

Лиза
Сити-брейк: когда нужен короткий выходной Сити-брейк: когда нужен короткий выходной

Путешествие на пару дней в другой город – отличный вариант, чтобы развеяться

Лиза
7 изобретений, за которые нужно благодарить войну 7 изобретений, за которые нужно благодарить войну

Почему-то во время войн люди умудрялись изобретать кучу полезных вещей

Maxim
Оливки в номер: как экосистемы следят за нами и зачем они это делают Оливки в номер: как экосистемы следят за нами и зачем они это делают

Нужно не дробить пользователей по сегментам, а делать персональные предложения

Forbes
«Мы все видим». Инспекторы ГИБДД — о том, кого и почему останавливают «Мы все видим». Инспекторы ГИБДД — о том, кого и почему останавливают

Полицейские рассказали, как выбирают места дежурств и где прячутся по ночам

РБК
Не можете сосредоточиться? Используйте «правило трех пятерок» Не можете сосредоточиться? Используйте «правило трех пятерок»

Помогите себе «собраться», применив на практике это простое правило

Psychologies
Приставка для инвалидного кресла, архитектура будущего и другие крутые инновации резидентов креативного кластера Приставка для инвалидного кресла, архитектура будущего и другие крутые инновации резидентов креативного кластера

Какие инновационные проекты реализуют резиденты кластера Artplay

Популярная механика
Напечатать человеческий орган Напечатать человеческий орган

Успешные эксперименты по трансплантации участков кожи

Эксперт
Не умела даже включать плиту: история самой знаменитой эскортницы Японии Не умела даже включать плиту: история самой знаменитой эскортницы Японии

Какой была жизнь самой знаменитой гейши Японии Минэко Ивасаки

Cosmopolitan
Он долго решался / не решался признаться ей в любви Он долго решался / не решался признаться ей в любви

Буквы одинаковые — значения противоположные

Наука
20 актерских работ, претендующих на «Оскар» – от худшей к лучшей 20 актерских работ, претендующих на «Оскар» – от худшей к лучшей

Представьте, что оскаровских категорий не существует

Esquire
Открыть в приложении