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

#инструктаж: как побороть стресс и тревогу этой осенью #инструктаж: как побороть стресс и тревогу этой осенью

Шесть простых практик, которые помогут отвлечься от тревожных мыслей

РБК
Science Art Science Art

Три года в Университете ИТМО работает магистерская программа Art & Science

Собака.ru
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
«Зарплаты хватает на еду и жизнь без изысков». Монологи предпринимателей, которые зарабатывают меньше, чем когда работали по найму «Зарплаты хватает на еду и жизнь без изысков». Монологи предпринимателей, которые зарабатывают меньше, чем когда работали по найму

Есть миф, что свой бизнес — это больше денег и меньше работы

Inc.
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
Гималайские медведи прижились на юге Южной Кореи после реинтродукции Гималайские медведи прижились на юге Южной Кореи после реинтродукции

В Южной Корее много лет работают над возрождением популяции гималайского медведя

N+1
Противораковая вакцина: когда она появится Противораковая вакцина: когда она появится

Свойства злокачественных новообразований можно использовать против них самих

Наука
Открытые экосистемы: перспективы партнерства Открытые экосистемы: перспективы партнерства

Как банковский сервис появился под брендом компании из сферы ретейла?

Forbes
Остров сокровищ Остров сокровищ

Алмазные старатели Борнео

Вокруг света
6 фильмов об аферистах и обаятельных обманщиках, которые стоит посмотреть 6 фильмов об аферистах и обаятельных обманщиках, которые стоит посмотреть

Почему фильмы вроде «Аферистки», «Каджиллионера» и «Стриптизерш» так неотразимы

Esquire
Почему гиалуроновая кислота так популярна и как она работает Почему гиалуроновая кислота так популярна и как она работает

Косметолог: как с помощью гиалуроновой кислоты сделать кожу здоровее и красивее

РБК
«Без прошлого нет будущего»: чем живут и как работают самые перспективные молодые художники России «Без прошлого нет будущего»: чем живут и как работают самые перспективные молодые художники России

Молодые художники о первых продажах, выставках и смысле творчества

Forbes
«Сестра встречается с моим биологическим отцом»: история одной семьи «Сестра встречается с моим биологическим отцом»: история одной семьи

Если дело касается семейной тайны, страсти могут накалиться до предела

Psychologies
«Я больше не боюсь ошибаться» «Я больше не боюсь ошибаться»

Ошибки — необходимая часть жизни

Psychologies
В контексте города В контексте города

Строгий, по-мужски лаконичный интерьер

SALON-Interior
«Музыка — это заклинание»: генеральный продюсер главной российской хип-хоп-радиостанции Виктор Худошин о том, как создавалась Studio 21 и как выбирает «Музыка — это заклинание»: генеральный продюсер главной российской хип-хоп-радиостанции Виктор Худошин о том, как создавалась Studio 21 и как выбирает

Виктор Худошин о том, как создавалась Studio 21

Esquire
Гузель Яхина: «То, что происходит сейчас, — это продолжение советского периода» Гузель Яхина: «То, что происходит сейчас, — это продолжение советского периода»

Гузель Яхина — о своем ощущении советского времени и о новом романе

Эксперт
Эстонцы представили первого в Европе робота-доставщика для дорог общего пользования Эстонцы представили первого в Европе робота-доставщика для дорог общего пользования

Робот-доставщик из Эстонии, который развозит небольшие посылки и еду

N+1
5 причин, по которым не надо проходить онлайн-тесты 5 причин, по которым не надо проходить онлайн-тесты

Прохождение онлайн-тестов может нанести существенный вред и лишить денег

Maxim
Sirtfood: звездная диета с вином и шоколадом Sirtfood: звездная диета с вином и шоколадом

Диета Sirtfood (сиртфуд) опробована самыми звездными звездами из возможных

Cosmopolitan
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
Это лишает тебя стиля — неочевидные ошибки при выборе модного тренча Это лишает тебя стиля — неочевидные ошибки при выборе модного тренча

Тренчкот — классика женского гардероба

Cosmopolitan
Афганский капкан Афганский капкан

За осуждение вторжения в Афганистан Андрей Сахаров был выслан из Москвы

Дилетант
Слово за слово: как русские аналог Clubhouse создали Слово за слово: как русские аналог Clubhouse создали

Новый сервис для аудиоэфиров от создателя Badoo

Популярная механика
Новый Renault Duster. Хорошо, что приехал Новый Renault Duster. Хорошо, что приехал

Новый Renault Duster стал интереснее и технически, и внешне

4x4 Club
Владимир Яглыч: «Я — за патриархат в моей семье!» Владимир Яглыч: «Я — за патриархат в моей семье!»

Актер Владимир Яглыч — о сериале «Мур-Мур» и своей любви к ролям военных

Cosmopolitan
Сразу в дамки: новые российские миллиардеры в рейтинге Forbes Сразу в дамки: новые российские миллиардеры в рейтинге Forbes

Шесть новых русских миллиардеров

Forbes
Используйте этот психологический прием, чтобы эффективно решать проблемы Используйте этот психологический прием, чтобы эффективно решать проблемы

Когда мы пытаемся решить проблему, обычно думаем, что нам что-то нужно добавить

Inc.
Любимые мужчины Ветлицкой, Овсиенко и других солисток группы «Мираж» Любимые мужчины Ветлицкой, Овсиенко и других солисток группы «Мираж»

Браки и интрижки солисток группы «Мираж»

Cosmopolitan
Идеальная наследница: как Франсуаза Бетанкур-Майерс сохранила и приумножила семейный капитал Идеальная наследница: как Франсуаза Бетанкур-Майерс сохранила и приумножила семейный капитал

Франсуаза Бетанкур-Майерс заняла 12-е место в списке Forbes

Forbes
Открыть в приложении