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

Компьютерный мозг Компьютерный мозг

Как работают настоящие нейроморфные микросхемы

Популярная механика
Генетики установили важность родственных связей при захоронениях в домах эпохи неолита Генетики установили важность родственных связей при захоронениях в домах эпохи неолита

Исследователи описали генетическое родство между совместными захоронениями

N+1
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
Microsoft: постоянные видеозвонки приводят к стрессу и мешают сосредоточиться — мозгу нужен перерыв между встречами Microsoft: постоянные видеозвонки приводят к стрессу и мешают сосредоточиться — мозгу нужен перерыв между встречами

Как непрерывные видеозвонки влияют на работу головного мозга

VC.RU
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
Сознание — сила Сознание — сила

Медитация. Что это за практика, в чем причина ее популярности и нужна ли она вам

GQ
Китай: как победить грязный уголь Китай: как победить грязный уголь

За 15 лет Китай решил проблему экологического негатива от угольной энергетики

Монокль
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
Никогда такого не было Никогда такого не было

Самый большой неатомный ледокол России может крутиться на месте

Популярная механика
Бесполезные анализы Бесполезные анализы

Какие анализы нет смысла сдавать

Лиза
Рухнет ли британская монархия после интервью принца Гарри и Меган Маркл Рухнет ли британская монархия после интервью принца Гарри и Меган Маркл

Как англичане отреагировали на откровения герцогини и внука Елизаветы II

СНОБ
Как стать стройнее с помощью одежды: 15 способов, которые работают Как стать стройнее с помощью одежды: 15 способов, которые работают

Небольшие хитрости, позволяющие визуально скрыть недостатки фигуры

Cosmopolitan
10 самых дорогих фотографий в истории 10 самых дорогих фотографий в истории

Фото на любой кошелек! От миллиона до четырех миллионов долларов!

Maxim
Bestseller года Bestseller года

Макс Барских и Zivert приготовили своим поклонникам сюрприз

OK!
Какую температуру лучше выставить в холодильнике и морозильной камере Какую температуру лучше выставить в холодильнике и морозильной камере

Какая температура должна быть в холодильнике и морозилке?

CHIP
Волшебник-неудачник: что осталось от политического наследия Михаила Горбачева Волшебник-неудачник: что осталось от политического наследия Михаила Горбачева

Закончив заведомо проигранную войну, Горбачев добился выигрыша для всех

Forbes
Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям

Российская полиция успешно пропиарила оппозиционный Форум муниципальных депутато

СНОБ
10 самых уродливых животных, находящихся на грани вымирания 10 самых уродливых животных, находящихся на грани вымирания

Эти странные животные находятся на грани вымирания и ждут помощи от человека

Популярная механика
История балетного костюма История балетного костюма

Как эволюционировал балетный костюм в России

Культура.РФ
Точка автозакипания: как выбрать автомобильный радиатор Точка автозакипания: как выбрать автомобильный радиатор

Зачем нужны радиаторы и как их следует выбирать для своего автомобиля

Популярная механика
Как убийство семьи в Кудьме привело к новому всплеску мигрантофобии Как убийство семьи в Кудьме привело к новому всплеску мигрантофобии

Распространена ли в России мигрантофобия и что по этому поводу думают в Госдуме

СНОБ
Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью

Это помогло ограничить существование легкой темной материи

N+1
Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного

Ученые создали более безопасные и быстро заряжающиеся аккумуляторы

Популярная механика
Цифровые двойники: как Clubhose и другие соцсети влияют на наше «я» Цифровые двойники: как Clubhose и другие соцсети влияют на наше «я»

Как виртуальное общение влияет на наше восприятие себя

РБК
«Жаль, что я не знал этого раньше»: 20 важных фактов о жизни и людях «Жаль, что я не знал этого раньше»: 20 важных фактов о жизни и людях

Жизнь — это путешествие

Psychologies
5 самых известных случаев массового исчезновения людей 5 самых известных случаев массового исчезновения людей

Научное объяснение знаменитых историй про «похищение пришельцами»

Maxim
Мы формируем будущее Мы формируем будущее

Интервью со Стивом Джобсом в феврале 1985-го

Playboy
Извержение Везувия 2000 лет назад законсервировало церемониальную повозку древних римлян Извержение Везувия 2000 лет назад законсервировало церемониальную повозку древних римлян

На раскопках обнаружена хорошо сохранившаяся в окаменевшем пепле повозка

N+1
Что есть, чтобы меньше съесть: 7 продуктов, подавляющих аппетит Что есть, чтобы меньше съесть: 7 продуктов, подавляющих аппетит

Продукты, которые можно есть специально для того, чтобы меньше есть

Cosmopolitan
Защищает от инсульта, помогает похудеть: 5 причин пить кофе каждый день Защищает от инсульта, помогает похудеть: 5 причин пить кофе каждый день

Каждый день жители планеты выпивают не менее миллиарда чашек кофе

Cosmopolitan
Открыть в приложении