Kaip veikia avarinio gelbėjimo sistema erdvėlaivio įgulai? Ar taip paprasta įkišti žmogų į stiklainį ar apie pilotuojamo erdvėlaivio sandarą Kaip veikia erdvėlaivis

Prietaisų skydelis laivas "Vostok-1" Yu. A. Gagarin. Centrinis ginkluotųjų pajėgų muziejus, Maskva

Bendra erdvėlaivio masė siekė 4,73 tonos, ilgis (be antenų) – 4,4 m, o didžiausias skersmuo – 2,43 m.

Laivą sudarė sferinis nusileidimo modulis (sveriantis 2,46 tonos, o skersmuo 2,3 m), taip pat tarnaujantis kaip orbitinis skyrius ir kūginis prietaisų skyrius (sveriantis 2,27 tonos, o didžiausias skersmuo – 2,43 m). Šiluminės apsaugos svoris yra nuo 1,3 tonos iki 1,5 tonos. Skyriai buvo mechaniškai sujungti vienas su kitu metalinėmis juostomis ir pirotechninėmis spynomis. Laive buvo įrengtos sistemos: automatinis ir rankinis valdymas, automatinis orientavimasis į Saulę, rankinis orientavimasis į Žemę, gyvybės palaikymas (sukurtas išlaikyti vidinę atmosferą, savo parametrais artimą Žemės atmosferai 10 dienų), komandinis ir loginis valdymas. , maitinimas, šiluminė kontrolė ir nusileidimas . Siekiant atlikti užduotis, susijusias su žmogaus darbu kosmose, laive buvo įrengta autonominė ir radiotelemetrinė įranga, skirta stebėti ir registruoti parametrus, apibūdinančius astronauto būklę, struktūrą ir sistemas, ultratrumpųjų ir trumpųjų bangų įranga dvipusiam radijo telefono ryšiui. tarp astronautų ir antžeminių stočių, komandinė radijo linija, programinis laiko įrenginys, televizijos sistema su dviem siunčiančiomis kameromis astronautui stebėti iš Žemės, radijo sistema, skirta stebėti orbitos parametrus ir laivo krypties nustatymą, TDU-1 stabdžių varomoji sistema ir kitos sistemos.

Erdvėlaivio svoris kartu su paskutine nešančiosios raketos pakopa siekė 6,17 tonos, o bendras jų ilgis – 7,35 m.

Kurdami nusileidimo transporto priemonę, dizaineriai pasirinko ašiesimetrinę sferinę formą kaip labiausiai ištirtą ir turinčią stabilias aerodinamines charakteristikas visuose atakos kampų diapazonuose. skirtingi greičiai judesiai. Šis sprendimas leido užtikrinti priimtiną įrenginio šiluminės apsaugos masę ir įgyvendinti paprasčiausią balistinę nusileidimo iš orbitos schemą. Tuo pačiu metu balistinio nusileidimo schemos pasirinkimas lėmė dideles perkrovas, kurias turėjo patirti laive dirbantis asmuo.

Nusileidusi transporto priemonė turėjo du langus, vienas iš kurių buvo ant įėjimo liuko, tiesiai virš astronauto galvos, o kitas su specialia orientavimo sistema – grindyse prie jo kojų. Kosmonautas, apsirengęs skafandru, buvo pasodintas į specialią išmetimo sėdynę. Paskutiniame nusileidimo etape, atmosferoje stabdęs besileidžiančią transporto priemonę, 7 km aukštyje, astronautas išlipo iš salono ir nusileido parašiutu. Be to, buvo numatyta galimybė astronautui nusileisti nusileidžiančioje transporto priemonėje. Nusileidusi transporto priemonė turėjo savo parašiutą, tačiau nebuvo aprūpinta švelniu nusileidimu, todėl joje likusiam žmogui bendro nusileidimo metu grėsė rimtas sužalojimas.

„Vostok“ laivų įranga buvo kuo paprastesnė. Grįžimo manevras dažniausiai buvo vykdomas automatine komanda, radijo ryšiu perduodama iš Žemės. Laivui horizontaliai orientuoti buvo naudojami infraraudonųjų spindulių jutikliai. Išlygiavimas išilgai orbitos ašies buvo atliktas naudojant žvaigždžių ir saulės orientacijos jutiklius.

Jei automatinės sistemos sugestų, astronautas galėtų pereiti prie rankinio valdymo. Tai buvo įmanoma naudojant originalų optinį orientavimo įrenginį „Vzor“, sumontuotą ant salono grindų. Ant iliuminatoriaus buvo uždėta žiedo formos veidrodinė zona, o ant specialaus matinio ekrano – rodyklės, rodančios žemės paviršiaus poslinkio kryptį. Kai erdvėlaivis buvo teisingai orientuotas horizonto atžvilgiu, visi aštuoni veidrodinės zonos taikikliai buvo apšviesti saulės. Žemės paviršiaus stebėjimas per centrinę ekrano dalį („Earth Run“) leido nustatyti skrydžio kryptį.

Apsispręsti, kada pradėti grįžimo manevrą, astronautui padėjo dar vienas prietaisas – mažas gaublys su laikrodžio mechanizmu, rodantis esamą laivo padėtį virš Žemės. Žinant atspirties taškas padėtį, buvo galima santykinai tiksliai nustatyti būsimo nusileidimo vietą.

Ši rankinė sistema gali būti naudojama tik apšviestoje orbitos dalyje. Naktį Žemės nebuvo galima stebėti per „Žvilgsnį“. Automatinė sistema orientacija turėjo mokėti dirbti bet kuriuo metu.

Erdvėlaiviai „Vostok“ nebuvo tinkami žmonių skrydžiams į Mėnulį, taip pat neleido skraidyti žmonėms, kurie nebuvo praėję specialių mokymų. Tai daugiausia lėmė laivo nusileidimo modulio, meiliai vadinamo, konstrukcijos Kamuolys. Nusileidžiančios transporto priemonės sferinė forma nenumatė padėties valdymo variklių. Prietaisas buvo kaip rutulys, kurio pagrindinis svoris buvo sutelktas vienoje dalyje, todėl judėdamas balistine trajektorija jis automatiškai apsisuko sunkiąja dalimi žemyn. Balistinis nusileidimas reiškė aštuonis kartus perkrovą grįžtant iš Žemės orbitos ir dvidešimt kartų perkrovą grįžtant iš Mėnulio. Panašus balistinis prietaisas buvo Merkurijaus kapsulė; Laivai Gemini, Apollo ir Sojuz dėl savo formos ir pasislinkusio svorio centro leido sumažinti patiriamas perkrovas (3 G grįžtant iš žemos Žemės orbitos ir 8 G grįžtant iš Mėnulio), turėjo pakankamą manevringumą. pakeisti nusileidimo tašką.

Sovietų laivai „Vostok“ ir „Voskhod“, kaip ir amerikiečių „Mercury“, nesugebėjo atlikti orbitinių manevrų, leido tik suktis apie pagrindines ašis. Varomosios sistemos iš naujo paleisti nebuvo numatyta, ji buvo naudojama tik grįžtamojo stabdymo manevrui atlikti. Tačiau Sergejus Pavlovičius Korolevas, prieš pradėdamas kurti „Sojuz“, svarstė galimybę sukurti manevringą „Vostok“. Šio projekto metu laivas buvo prijungtas prie specialių stiprintuvų modulių, kurie ateityje leistų jį panaudoti skrydžio aplink Mėnulį misijoje. Vėliau manevringos erdvėlaivio „Vostok“ versijos idėja buvo įgyvendinta žvalgybos palydovuose „Zenit“ ir specializuotuose „Foton“ palydovuose.

Erdvėlaivis primena povandeninį laivą: šen bei ten įgula priversta gyventi hermetiškoje kajutėje, visiškai izoliuotoje nuo išorinė aplinka. Oro sudėtis, slėgis, temperatūra ir drėgmė salone bus reguliuojami specialiu aparatu. Tačiau erdvėlaivio pranašumas, palyginti su povandeniniu laivu, yra mažesnis slėgio skirtumas salone ir išorėje. Ir kuo šis skirtumas mažesnis, tuo plonesnės gali būti korpuso sienos.

Saulės spinduliais galima šildyti ir apšviesti laivo kajutę. Laivo korpusas, kaip ir žemės atmosfera, atitolina į tarpplanetinę erdvę prasiskverbiančius ultravioletinius Saulės spindulius, kurie dideliais kiekiais kenkia žmogaus organizmui. Siekiant geresnės apsaugos susidūrimų su meteoroidais metu, patartina laivo korpusą padaryti daugiasluoksnį.

Erdvėlaivio konstrukcija priklauso nuo jo paskirties. Laivas, skirtas nusileisti Mėnulyje, labai skirsis nuo laivo, skirto skristi aplink jį; laivas skrydžiui į Marsą turi būti pastatytas kitaip nei laivas, vykstantis į Venerą; raketlaivis termocheminis kuras gerokai skirsis nuo branduolinio laivo.

Termocheminiu kuru varomas erdvėlaivis, skirtas skristi į dirbtinį palydovą, bus daugiapakopė dirižablio dydžio raketa. Paleidžiant tokia raketa turėtų sverti kelis šimtus tonų, o jos naudingoji apkrova – apie šimtą kartų mažesnė. Scenos, esančios glaudžiai viena šalia kitos, bus uždarytos supaprastintame korpuse, kad geriau įveiktų oro pasipriešinimą skrendant atmosferoje. Palyginti nedidelė kajutė įgulai ir kabina likusiam naudingajam kroviniui, matyt, bus laivo priekyje. Kadangi tokiame laive įgulai teks praleisti tik trumpą laiką (mažiau nei valandą), nereikės sudėtingos įrangos, kuri bus aprūpinta tarpplanetiniais laivais, skirtais ilgiems skrydžiams. Skrydžio valdymas ir visi matavimai bus atliekami automatiškai.

Panaudotos raketos pakopos gali būti nuleistos atgal į Žemę parašiutu arba naudojant ištraukiamus sparnus, kurie paverčia sceną sklandytuvu.

Apsvarstykime kitą erdvėlaivio variantą (žr. 8 pav., centre, 24-25 psl.). Laivas iš dirbtinio palydovo išskris aplink Mėnulį ir ilgai tyrinės jo paviršių nenusileidęs. Atlikęs užduotį, jis grįš tiesiai į Žemę. Kaip matome, šis laivas daugiausia susideda iš dviejų dvigubų raketų su trimis poromis cilindrinių bakų, užpildytų degalų ir oksidatoriaus, ir dviejų kosminių sklandytuvų su ištraukiamais sparnais, skirtų nusileisti į Žemės paviršių. Laivui nereikia supaprastintos odos, nes paleidimas atliekamas ne atmosferoje.

Toks laivas bus visiškai pastatytas ir išbandytas Žemėje, o tada išardytas perkeltas į tarpplanetinę stotį. Ten atskiromis partijomis bus pristatomas kuras, įranga, maisto atsargos ir deguonis kvėpavimui.

Po to, kai laivas bus surinktas tarpplanetinėje stotyje, jis keliaus toliau į kosmosą.

Degalai ir oksidatorius į variklį pateks iš centrinių cilindrinių bakų, kurie yra pagrindinės erdvėlaivio kabinos, laikinai pripildytų degalų. Jie išsituština praėjus kelioms minutėms po pakilimo. Laikinai įgula yra ne tokia patogioje sklandytuvo kajutėje.

Užtenka atidaryti nedidelį čiaupą, jungiantį bakus su beorę erdvę, kad likęs kuras akimirksniu išgaruotų. Tada salono bakai užpildomi oru, o į juos iš sklandytuvo persikelia įgula; Čia astronautai praleis likusį skrydžio laiką.

Priartėjęs prie Mėnulio laivas virsta dirbtiniu palydovu. Tam naudojami degalai ir oksidatorius, esantys galiniuose šoniniuose bakuose. Panaudojus kurą, bakai atjungiami. Kai įjungta -

Ateis laikas grįžti ir variklis bus įjungtas. Degalai šiam tikslui laikomi priekiniuose šoniniuose bakuose. Prieš pasineriant į Žemės atmosferą, įgula perkeliama į kosminius sklandytuvus, kurie yra atskirti nuo likusio laivo, kuris toliau skrieja aplink Žemę. Sklandytuvas patenka į Žemės atmosferą ir, manevruodamas ištraukiamais sparnais, leidžiasi žemyn.

Skrendant su išjungtu varikliu, žmonės ir daiktai laive bus nesvarūs. Tai didelis nepatogumas. Dizaineriams gali tekti sukurti dirbtinę gravitaciją laive.

Laivas, parodytas fig. 8, yra pastatytas būtent šiuo principu. Tada du jo komponentai, kylantys kaip vienas, atskiriami vienas nuo kito, tačiau lieka sujungti kabeliais ir sukamaisiais judesiais varomi mažų raketų variklių pagalba aplink bendrą svorio centrą (6 pav.) . Pasiekus reikiamą sukimosi greitį, varikliai išjungiami ir judėjimas tęsiamas pagal inerciją. Išcentrinė jėga, atsirandanti šiuo atveju, pagal Ciolkovskio idėją, turėtų pakeisti keliones

Greitosios pagalbos gelbėjimo sistema arba trumpiau SAS yra „raketa raketoje“, kuri vainikuoja Sąjungos smaigalį:

Patys astronautai sėdi apatinėje smailės dalyje (kuri yra kūgio formos):

SAS užtikrina įgulos gelbėjimą tiek paleidimo aikštelėje, tiek bet kurios skrydžio dalies metu. Čia verta suprasti, kad tikimybė gauti lyulią pradžioje yra daug kartų didesnė nei skrydžio metu. Tai tarsi lemputė – dauguma perdegimų įvyksta iškart, kai ją įjungiate. Todėl pirmas dalykas, kurį SAS daro avarijos metu, yra išskristi į orą ir nunešti astronautus kažkur toliau nuo plintančio sprogimo:

SAS varikliai paruošiami likus 15 minučių iki raketos paleidimo.

Dabar ateina įdomiausia dalis. SAS aktyvuoja du palydovai, kurie skrydžio direktoriaus nurodymu sinchroniškai paspaudžia mygtuką. Be to, komanda paprastai yra kai kurių pavadinimas geografine ypatybe. Pavyzdžiui, skrydžių direktorius sako: „Altajaus“, o palydovai aktyvuoja SAS. Viskas taip pat kaip prieš 50 metų.

Blogiausia ne nusileidimas, o perkrova. Žinioje apie išgelbėtus kosmonautus iš karto buvo nurodyta perkrova 9g. Tai nepaprastai nemalonus perkrovimas paprastam žmogui, tačiau apmokytam astronautui tai nėra mirtina ir net pavojinga. Pavyzdžiui, 1975 m. Vasilijus Lazarevas pasiekė 20, o kai kurių šaltinių teigimu, 26G perkrovą. Jis nemirė, bet pasekmės nutraukė jo karjerą.

Kaip buvo sakyta, CAS jau daugiau nei 50 metų. Per šį laiką ji patyrė daug pokyčių, tačiau formaliai pagrindiniai jos darbo principai nepasikeitė. Atsirado elektronika, atsirado daug įvairių daviklių, išaugo patikimumas, tačiau gelbėjantys astronautai vis dar atrodo taip pat, kaip prieš 50 metų. Kodėl? Kadangi gravitacija, pirmojo kosminio greičio įveikimas ir žmogiškasis faktorius yra dydžiai, kurie akivaizdžiai nesikeičia:

Pirmasis sėkmingas SAS bandymas buvo atliktas 1967 m. Tiesą sakant, jie bandė skristi aplink Mėnulį nepilotuojami. Bet pirmas blynas išėjo gumuliuotas, tad nusprendėme tuo pačiu išbandyti ir CAS, kad bent koks nors rezultatas būtų teigiamas. Nusileidusi transporto priemonė nusileido nepažeista, o jei viduje būtų buvę žmonių, jie būtų išgyvenę.

O štai kaip SAS atrodo skrydžio metu:

Jei turite produkciją ar paslaugą, apie kurią norite papasakoti mūsų skaitytojams, parašykite Aslanui ( [apsaugotas el. paštas] ) ir pateiksime geriausią reportažą, kurį matys ne tik bendruomenės, bet ir svetainės skaitytojai Kaip tai daroma

Erdvėlaivis. Tikrai daugelis iš jūsų, išgirdę šią frazę, įsivaizduoja kažką didžiulio, sudėtingo ir tankiai apgyvendinto, visą miestą erdvėje. Taip kadaise įsivaizdavau erdvėlaivius, prie to aktyviai prisideda daugybė mokslinės fantastikos filmų ir knygų.

Tikriausiai gerai, kad filmų kūrėjus riboja tik jų vaizduotė, kitaip nei kosminių technologijų dizaineriai. Bent jau filmuose galime mėgautis milžiniškais tūriais, šimtais skyrių ir tūkstančiais įgulos narių...

Tikro erdvėlaivio dydis visai neįspūdingas:

Nuotraukoje parodytas sovietinis erdvėlaivis Sojuz-19, kurį amerikiečių astronautai paėmė iš erdvėlaivio Apollo. Matyti, kad laivas yra gana mažas, o atsižvelgiant į tai, kad gyvenamasis tūris neužima viso laivo, akivaizdu, kad ten turi būti gana ankšta.

Tai nenuostabu: dideli dydžiai reiškia didelę masę, o masė yra priešas numeris vienas astronautikoje. Todėl dizaineriai erdvėlaivių jie stengiasi juos padaryti kuo lengvesnius, dažnai kenkiant įgulos patogumui. Atkreipkite dėmesį, koks ankštas yra Sojuz laivas:

Amerikietiški laivai šiuo atžvilgiu niekuo nesiskiria nuo rusiškų. Pavyzdžiui, čia yra Ed White ir Jimo McDivitto nuotrauka „Gemini“ erdvėlaivyje.

Bet kokia judėjimo laisve galėjo pasigirti tik „Space Shuttle“ įgulos. Jie turėjo du gana erdvius skyrius.

Skrydžio kabina (iš tikrųjų valdymo kabina):

Vidurinis denis (tai yra gyvenamasis skyrius su miegamosiomis vietomis, tualetu, sandėliuku ir oro šliuzu):

Panašaus dydžio ir išdėstymo sovietinis laivas „Buran“, deja, niekada neskraidė pilotuojamu režimu, kaip ir TKS, kuris vis dar turi rekordinį apgyvendinimą tarp visų kada nors suprojektuotų laivų.

Tačiau gyvenamasis tūris toli gražu nėra vienintelis reikalavimas erdvėlaiviui. Girdėjau tokius teiginius: „Jie įdėjo žmogų į aliuminio skardinę ir pasiuntė jį suktis aplink Motiną Žemę“. Ši frazė, žinoma, neteisinga. Taigi kuo erdvėlaivis skiriasi nuo paprastos metalinės statinės?

Ir tai, kad erdvėlaivis turi:
- aprūpinti įgulą kvėpuojančiu dujų mišiniu,
- pašalinti anglies dioksidą ir vandens garus, kuriuos įgula iškvepia iš gyvenamosios vietos,
- Užtikrinti įgulai priimtiną temperatūrą,
- turėti sandarų tūrį, kurio pakaktų įgulos gyvenimui,
- Suteikti galimybę valdyti orientaciją erdvėje ir (pasirinktinai) galimybę atlikti orbitinius manevrus,
- turėti maisto ir vandens atsargų, reikalingų įgulos gyvenimui;
- Užtikrinti galimybę saugiai grąžinti įgulą ir krovinį ant žemės,
- Būkite kuo lengvesni
- Turėkite avarinę gelbėjimo sistemą, kuri leistų grąžinti įgulą ant žemės, jei avarinė situacija bet kuriame skrydžio etape,
– Būkite labai patikimi. Bet koks įrangos gedimas neturėtų lemti skrydžio atšaukimo, bet koks antras gedimas neturėtų kelti grėsmės įgulos gyvybei.

Kaip matote, tai jau ne paprasta statinė, o sudėtingas technologinis įrenginys, prikimštas įvairiausios įrangos, turintis variklius ir kuro atsargas.

Štai pirmosios kartos sovietinio erdvėlaivio „Vostok“ modelio pavyzdys.

Jį sudaro sandari sferinė kapsulė ir kūginis instrumentų surinkimo skyrius. Beveik visuose laivuose yra toks išdėstymas, kai dauguma instrumentų dedami į atskirą beslėgį skyrių. Tai būtina norint sutaupyti svorio: jei visi instrumentai būtų patalpinti į sandarų skyrių, šis skyrius pasirodytų gana didelis, o jo viduje reikia palaikyti atmosferos slėgį ir atlaikyti dideles mechanines bei šilumines apkrovas patekus į tankius sluoksnius. atmosferos, kai leidžiasi į žemę, sienos turi būti storos ir patvarios, todėl visa konstrukcija yra labai sunki. O nesandariai kamerai, kuri grįžus į žemę atsiskirs nuo nusileidžiančios transporto priemonės ir sudegs atmosferoje, tvirtų, sunkių sienų nereikia. Nusileidžianti transporto priemonė be nereikalingų instrumentų grįžtant pasirodo mažesnė ir atitinkamai lengvesnė. Jai taip pat suteikiama sferinė forma masei sumažinti, nes iš visų vienodo tūrio geometrinių kūnų sfera turi mažiausią paviršiaus plotą.

Vienintelis erdvėlaivis, kuriame visa įranga buvo patalpinta į sandarią kapsulę, buvo amerikietiškas „Mercury“. Štai jo nuotrauka angare:

Į šią kapsulę tilpo vienas žmogus ir net tada sunkiai. Suprasdami tokio susitarimo neefektyvumą, amerikiečiai pagamino kitą Gemini laivų seriją su nuimamu, nesandariu instrumentu ir komponentų skyriumi. Nuotraukoje tai balta laivo galinė dalis:

Beje, į balta spalvaŠis skyrius yra nudažytas dėl priežasties. Faktas yra tas, kad į skyriaus sienas prasiskverbia daugybė vamzdžių, per kuriuos cirkuliuoja vanduo. Tai sistema, skirta pašalinti iš Saulės gaunamą šilumos perteklių. Vanduo paima šilumą iš gyvenamojo skyriaus vidaus ir perduoda ją į prietaisų skyriaus paviršių, iš kurio šiluma išspinduliuojama į erdvę. Kad šie radiatoriai mažiau įkaistų tiesioginiuose saulės spinduliuose, jie buvo nudažyti baltai.

„Vostok“ laivuose radiatoriai buvo ant kūginio prietaisų skyriaus paviršiaus ir buvo uždaryti langinėmis, panašiomis į žaliuzes. Atidarymas skirtingi kiekiai sklendes, buvo galima reguliuoti radiatorių šilumos perdavimą, taigi ir temperatūros režimą laivo viduje.

„Sojuz“ laivuose ir jų „Progress“ kroviniuose šilumos šalinimo sistema yra panaši į „Gemini“. Atkreipkite dėmesį į prietaiso skyriaus paviršiaus spalvą. Žinoma, balta :)

Instrumentų skyriuje yra pagrindiniai varikliai, mažos traukos manevriniai varikliai, degalų atsargos visoms šioms medžiagoms, baterijos, deguonies ir vandens atsargos bei dalis borto elektronikos. Radijo ryšio antenos, artumo antenos, įvairūs orientacijos jutikliai ir saulės elementai.

Nusileidimo modulyje, kuris taip pat tarnauja kaip erdvėlaivio kabina, yra tik tie elementai, kurių reikia transporto priemonei leidžiantis į atmosferą ir švelniai nusileidžiant, taip pat tie, kurie turėtų būti tiesioginėje įguloje: valdymo pultas, radijo stotis, avarinis deguonies tiekimas, parašiutai, kasetės su ličio hidroksidu anglies dioksidui pašalinti, minkšto tūpimo varikliai, atramos (kėdės astronautams), avariniai gelbėjimo rinkiniai nusileidus neprojektuotame taške, ir, žinoma, patys astronautai.

„Sojuz“ laivai turi dar vieną skyrių – buitinį:

Jame yra tai, ko reikia ilgam skrydžiui, bet kurio galima atsisakyti laivą išleidus į orbitą ir nusileidus: moksliniai instrumentai, maisto atsargos, nuotekų ir sanitarinė įranga (tualetas), skafandrai nelaimingam atsitikimui, miegmaišiai. ir kiti namų apyvokos daiktai.

Yra žinomas atvejis su erdvėlaiviu „Sojuz TM-5“, kai, taupant degalus, buitinis skyrius buvo apšaudytas ne išdavus stabdymo impulsą deorbituoti, o prieš tai. Tik stabdymo impulso nebuvo: sugedo padėties valdymo sistema, o tada variklio užvesti nebuvo įmanoma. Dėl to astronautai turėjo išbūti orbitoje dar vieną dieną, o tualetas liko sunaikintame komunaliniame skyriuje. Sunku perteikti, kokius nepatogumus per šias dienas patyrė astronautai, kol galiausiai pavyko saugiai nusileisti. Po šio incidento nusprendėme atsisakyti tokio kuro taupymo ir po stabdymo nušauti buitinį skyrių kartu su prietaisų skyriumi.

Štai kiek sudėtingumo buvo „banke“. Atskirai apžvelgsime kiekvieną SSRS, JAV ir Kinijos erdvėlaivių tipą kituose straipsniuose. Sekite naujienas.

Įvadas

Iš fizikos kurso sužinojau, kad tam, kad kūnas taptų dirbtiniu Žemės palydovu, jam reikia duoti 8 km/s greitį (I pabėgu greičiu). Jei toks greitis kūnui suteikiamas horizontalia kryptimi ties Žemės paviršiumi, tai nesant atmosferos jis taps Žemės palydovu, besisukančiu aplink jį žiedine orbita.

Tik pakankamai galingi palydovai gali perduoti šį greitį palydovams. kosminės raketos. Šiuo metu aplink Žemę skrieja tūkstančiai dirbtinių palydovų!

O norint pasiekti kitas planetas, erdvėlaiviui turi būti suteiktas II pabėgimo greitis, kuris yra apie 11,6 km/s! Pavyzdžiui, norint pasiekti Marsą, ką netrukus planuoja padaryti amerikiečiai, tokiu didžiuliu greičiu reikia skristi daugiau nei aštuonis su puse mėnesio! Ir tai neskaičiuoja kelio atgal į Žemę.

Kokią struktūrą turėtų turėti erdvėlaivis, kad pasiektų tokį milžinišką, neįsivaizduojamą greitį?! Ši tema Labai susidomėjau ir nusprendžiau išmokti visų erdvėlaivių projektavimo subtilybių. Pasirodo, praktinės projektavimo užduotys įgauna naujas gyvenimo formas. lėktuvas ir reikalauja kurti naujas medžiagas, kurios savo ruožtu sukuria naujas problemas ir atskleidžia daug įdomių senų problemų aspektų tiek fundamentiniuose, tiek taikomuosiuose tyrimuose.

Medžiagos

Technologijos plėtros pagrindas – žinios apie medžiagų savybes. Visi erdvėlaiviai naudoja įvairias medžiagas įvairiomis sąlygomis.

Per pastaruosius kelerius metus labai išaugo tiriamų medžiagų skaičius ir mus dominančios savybės. Spartus erdvėlaivių kūrimui naudojamų techninių medžiagų skaičiaus augimas, taip pat didėjanti erdvėlaivių konstrukcijų ir medžiagų savybių tarpusavio priklausomybė parodyta lentelėje. 1. 1953 m. aliuminis, magnis, titanas, plienas ir specialūs lydiniai buvo ypač svarbūs kaip orlaivių medžiagos. Po penkerių metų, 1958 m., jie buvo plačiai naudojami raketų moksle. 1963 metais kiekvienoje iš šių medžiagų grupių jau buvo šimtai elementų ar komponentų kombinacijų, o dominančių medžiagų skaičius išaugo keliais tūkstančiais. Dabar beveik visur reikia naujų ir patobulintų medžiagų, ir vargu ar tai pasikeis ateityje.

1 lentelė

Konstrukcijose naudojamos medžiagos erdvėlaivis

Naujų medžiagų mokslo ir technologijų žinių poreikis kartojasi mūsų universitetuose, privačiose įmonėse, nepriklausomose tyrimų organizacijose ir įvairiose vyriausybinėse agentūrose. 2 lentelėje pateikiama informacija apie NASA naujų medžiagų tyrimų pobūdį ir mastą. Šie darbai apima ir fundamentinius, ir Taikomieji tyrimai. Didžiausios pastangos sutelktos į sritį pagrindiniai tyrimai kietojo kūno fizikoje ir chemijoje. Čia įdomi materijos atominė struktūra, tarpatominių jėgų sąveika, atomų judėjimas ir ypač atomų dydžiui proporcinga defektų įtaka.

2 lentelė

Medžiagų tyrimų programa

Kitai kategorijai priskiriamos didelio specifinio stiprumo konstrukcinės medžiagos, tokios kaip titanas, aliuminis ir berilis, karščiui atsparūs ir ugniai atsparūs lydiniai, keramika ir polimerai. Į specialią grupę turėtų būti įtrauktos medžiagos, skirtos viršgarsiniam greičiui transporto aviacija.

NASA programoje didėja susidomėjimas elektronikoje naudojamų medžiagų kategorija. Vykdomi superlaidininkų ir lazerių tyrimai. Puslaidininkių grupėje tiriamos tiek organinės, tiek neorganinės medžiagos. Tyrimai taip pat atliekami termionikos srityje.

Galiausiai, medžiagų tyrimų programa baigiama nagrinėjant klausimus labai bendru požiūriu praktinis naudojimas medžiagų.

Norėdamas parodyti potencialius būsimus medžiagų tyrimų pritaikymus, daugiausia dėmesio skirsiu tyrimams, susijusiems su atomų erdvinio išsidėstymo įtaka metalų trinties savybėms.

Jei būtų įmanoma sumažinti trintį tarp besiliečiančių metalinių paviršių, tai leistų patobulinti beveik visų tipų mechanizmus su judančiomis dalimis. Daugeliu atvejų trintis tarp besiliečiančių paviršių yra didelė, o jai sumažinti naudojamas tepalas. Tačiau labai įdomu suprasti ir trinties tarp neteptų paviršių mechanizmą.

1 paveiksle parodyti kai kurie Lewis atliktų tyrimų rezultatai paieškų centras. Eksperimentai buvo atlikti gilaus vakuumo sąlygomis, nes atmosferos dujos užteršia paviršius ir smarkiai pakeičia jų trinties savybes. Pirma svarbi išvada yra ta, kad trinties charakteristikos gryni metalai labai priklauso nuo jų natūralios atominės struktūros (žr kairė pusė 1 pav.). Kai metalai kietėja, vienų atomai sudaro šešiakampę erdvinę gardelę, o kitų atomai – kubinę gardelę. Įrodyta, kad metalai su šešiakampe gardele turi daug mažesnę trintį nei metalai su kubinėmis gardelėmis.

1 pav. Atominės struktūros įtaka sausai trinčiai (be tepimo).

2 pav. Reikalavimai karščiui atsparioms medžiagoms.