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

Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Новая неопределенность: почему «мягкие» санкции США все-таки опасны Новая неопределенность: почему «мягкие» санкции США все-таки опасны

Как новые санкции в долгосрочной перспективе сдерживают развитие страны

Forbes
Маломощные реакторы спасут мирный атом Маломощные реакторы спасут мирный атом

Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке

Популярная механика
«Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей «Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Сервис для аренды пауэрбэнков «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

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

Как вы представляете консультацию у психолога?

Psychologies
«Как в «Жигулях». Что водители рассказали о новом «Москвиче 3» «Как в «Жигулях». Что водители рассказали о новом «Москвиче 3»

Водители перечислили плюсы и минусы кроссоверов «Москвич 3»

РБК
Евгений Кочергин. Свидетель времени Евгений Кочергин. Свидетель времени

Евгений Кочергин: Я никогда не был от себя без ума, наоборот, относился критично

Караван историй
Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
Жертвы хищников докембрия? Жертвы хищников докембрия?

Результаты исследования древнейших одноклеточных

Наука и жизнь
Он долго решался / не решался признаться ей в любви Он долго решался / не решался признаться ей в любви

Буквы одинаковые — значения противоположные

Наука
Учить играючи: предпринимателя надо растить иначе, чем исполнителя Учить играючи: предпринимателя надо растить иначе, чем исполнителя

Постсоветская школа изжила себя, а у родителей зреет запрос на другую школу

Forbes
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
Основательница I AM Studio — об уходе из бренда и дальнейших планах Основательница I AM Studio — об уходе из бренда и дальнейших планах

Почему Дарья Самкович I AM Studio покидает бренд

РБК
Матисс и Снупи Матисс и Снупи

Сочная графика, пестрые штаны и солнечные фотографии — это Мика Линдеберг

Seasons of life
Реновация «Оскара» удалась на оценку 2+ Реновация «Оскара» удалась на оценку 2+

Спецкор MAXIM смотрел церемонию «Оскар-2021» и будет жалеть об этом всю жизнь

Maxim
Как выглядели королевские невесты в день помолвки: Кейт Миддлтон, Диана и другие Как выглядели королевские невесты в день помолвки: Кейт Миддлтон, Диана и другие

Самые популярные представительницы британской монархии в день помолвки

Cosmopolitan
«Полностью заказное»: Фургал увидел связь своего дела с конфликтом на «Амурстали» «Полностью заказное»: Фургал увидел связь своего дела с конфликтом на «Амурстали»

Сергей Фургал считает дело против себя полностью заказным

Forbes
Расшифрован старейший геном современного человека Расшифрован старейший геном современного человека

Череп из пещеры Златый кун принадлежит старейшей известной женщине Европы

N+1
10 обычных продуктов, смертельных для котов и собак 10 обычных продуктов, смертельных для котов и собак

Еда со стола может быть опасной для домашнего любимца

Maxim
В Северном Йоркшире обнаружены остатки большого римского дома с неизвестной ранее планировкой В Северном Йоркшире обнаружены остатки большого римского дома с неизвестной ранее планировкой

Новая страница в архитектуре Римской империи

N+1
Весомая проблема Весомая проблема

Чем опасно ожирение для детей и как его предотвратить?

Лиза
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
Как мужчины покоряют рынок NFT Как мужчины покоряют рынок NFT

The Weeknd, Эминем и Пеле внесли свою лепту в развитие новой цифровой технологии

GQ
Железная защита: как меняются бизнес-ценности Железная защита: как меняются бизнес-ценности

Какие новые решения в кибербезопасности предлагают производители техники?

Forbes
Гигантские студенистые сферы из Атлантики оказались скоплениями яиц кальмаров Гигантские студенистые сферы из Атлантики оказались скоплениями яиц кальмаров

Морские биологи: для защиты потомства кальмары сохраняют яйца в слое слизи

N+1
5 стран, в которых лучше не рождаться женщиной 5 стран, в которых лучше не рождаться женщиной

Страны, в которых женщина не считается человеком

Cosmopolitan
«Я больше не боюсь ошибаться» «Я больше не боюсь ошибаться»

Ошибки — необходимая часть жизни

Psychologies
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
Какой игровой ноутбук выбрать и при этом не разориться Какой игровой ноутбук выбрать и при этом не разориться

Разбираемся в моделях игровых ноутбуков, цены которых сравнительно приемлемы

Популярная механика
Открыть в приложении