Космические системы и ракетостроение
Недавно прошедший юбилей полета Юрия Гагарина не мог не привлечь дополнительное внимание к космосу, которое временами было схожим с тем, что царила во времена СССР, когда космонавты были самыми настоящими героями страны. Интерес к космосу проявляется не только в виде почета космонавтов, но и в интересе к этому вопросу с технической стороны. Многих людей работающих с техникой интересует работа корабля с технической точки зрения. При этом открытой информации об этом в сети не так много. Наш ресурс дает возможность восполнить пробелы. Так, вы можете у нас скачать чертежи, которые относятся к космической тематике. Причем это могут быть не только реальные космические корабли, но и многие модели космических кораблей, которые можно встретить в различных фантастических фильмах. Сейчас в России начинается подъем аэрокосмической отрасли, строятся новые спутники, космодромы, наконец полетела Ангара, развиваются новые проекты по освоению космоса. Ждем новых открытий!
Основные программы для работы
с чертежами, опубликованными на сайте:
• КОМПАС-3D • AutoCAD
• SolidWorks • T-FLEX CAD
Софт: КОМПАС-3D 17
Состав: ПЗ, Головной обтекатель, Схема головного обтекателя, Схема топливного отсека, Схема топливного отсека без учета ДУ, Спецификация
Софт: КОМПАС-3D 18.1
Состав: Чертеж камеры ЖРД, спецификация, пояснительная записка
Софт: КОМПАС-3D 16
Состав: Доклад, 3D модель камеры двигателя, проект ANSYS(архив), презентация
Софт: КОМПАС-3D 17.1
Состав: Чертеж РКН «Ангара-А5М» с МРУ «Байкал», Технологическая схема работ, Генеральный план СК космодрома «Восточный»
Софт: КОМПАС-3D 18.1
Состав: Стартовый двигатель (СБ) , Маршевый двигатель КРПДТ (СБ), Регулятор расхода топлива (СБ), Оправка технологическая (ВО), Схема размещения эквивалентных окружностей в сечении КС, Технологическая схема сборки стартового ракетного двигателя,
Софт: КОМПАС-3D 18.1
Состав: Ракета, ПГС, Газогенератор, РПЗ
Софт: КОМПАС-3D 18.1
Состав: Габаритный чертеж, Чертеж общего вида, Спецификация, Пояснительная записка
Софт: SolidWorks 2011 + КОМПАС-3D
Состав: Вид общий (ВО), Завеса, Коллектор, Кольцо, 3D Сборка, ПЗ
Софт: SolidWorks 2017
Состав: 3д Сборка, детали, stl файл корпуса
Софт: Autodesk Inventor 2016
Состав: 3D модель
Софт: КОМПАС-3D 16.1
Состав: ПЗ, чертеж ракеты
Софт: КОМПАС-3D 17.1
Состав: 3D Сборка, Модели отдельных элементов сборки
Софт: Pro/Engineer Wildfire 5.0
Состав: параметрическая 3д модель (баки окислителя, горючего,шпангоуты, топливные отсеки, платформа,двигатель),пз
Софт: КОМПАС-3D 18,1
Состав: меридиональное сечение турбины
Софт: КОМПАС-3D 18.1
Состав: Пневмогидравлическая схема двигателя, Газодинамический профиль камеры
Софт: AutoCAD 19
Состав: ОТРК (компоновка), ВО, поворотное сопло, ПЗ
Софт: Autodesk Inventor 19 SP2
Состав: Модель одной деталью
Софт: КОМПАС-3D 13
Состав: Сборочный чертеж (СБ), Спецификация, Схема укладки инструмента, 3D-модель
Софт: КОМПАС-3D 17
Состав: Общий вид, компоновка, спецификация, членение, центровка, бак, аннотация ,записка
Софт: КОМПАС-3D 15
Состав: 3D сборка, модель из нескольких деталей
Источник
Схема космического корабля
В процессе работы над новой НФ возникла необходимость продумать внутреннее расположение отсеков в космическом корабле. Корабль — небольшой катер, на котором поисковая команда летит, собственно, искать пропавшую экспедицию. Экипаж — три человека. Вообще изначально я хотел четыре, но четвёртый не вписывался в сюжет, и пришлось его выкинуть. В общем, получилась вот такая схема:
Основная ориентация на пользование всем этим добром в невесомости, потому что катер не рассчитан на полёты в атмосфере. То есть он таки может там летать, но в основном это происходит при схождениии с орбиты. Плюс ЖРД используется для манёвров в термосфере.
Склад как место наибольшей концентрации массы расположен в центре масс корабля.
Теперь чешу репу и думаю, что я забыл. Если вдруг кто увидит — подскажите.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.
Большое спасибо, как раз пишу фантастический рассказ, ваша схема очень помогает хотя бы примерно ориентироваться.
Как долго ваши герои должны находиться в полете? Если больше 2-3-х лет — три человека, как мне кажется, маловато будет. Для цели: искать пропавшую экспедицию, состав спасателей из трех человек (в космосе?) не потянет. Это миссия не выполнимая. Вовсе не обязательно втискивать каждого в сюжет с именем. Типа просто они (бригада спасателей) есть, и все.
Жилой модуль в виде кают, думаю, должен быть хорошо защищен от космической радиации, и иметь возможность вращения вокруг одной из осей, для создания минимальной гравитации. Вы как с этими проблемами во время длительного полета справляетесь?
Не боитесь, что во время межзвездных прыжков крылья могут: обтесаться, обгорят, просто деформируются или исчезнуть. Как представляете себе этот прыжок? По прямой вряд ли получится, в для винтообразной траектории гирокомпасы при этих условиях не смогут компенсировать все отклонения. Или вы иначе решаете этот момент?
Поиск пропавшей экспедиции ведётся по маячкам из чёрных ящиков. Грубо говоря, поисковая миссия заключается в том, чтобы посетить все планеты системы, пытаясь уловить сигнал, ну и попытаться установить судьбу экспедиции. Если, скажем, корабль остался цел, просто у него поломка того же генератора искривления, не позволяющая улететь в обитаемые системы и послать сигнал помощи, то катер может помочь с этим делом или хотя бы эвакуировать экипаж.
Жилой модуль в виде кают, думаю, должен быть хорошо защищен от космической радиации, и иметь возможность вращения вокруг одной из осей, для создания минимальной гравитации. Вы как с этими проблемами во время длительного полета справляетесь?
Защита от радиации — само собой. Время пребывания — не больше пары месяцев.
Не боитесь, что во время межзвездных прыжков крылья могут: обтесаться, обгорят, просто деформируются или исчезнуть. Как представляете себе этот прыжок? По прямой вряд ли получится, в для винтообразной траектории гирокомпасы при этих условиях не смогут компенсировать все отклонения. Или вы иначе решаете этот момент?
У меня это искривление пространства, ну, что-то вроде пузыря Алькубьерре. Поскольку он пока даже в теории не разработан, здесь, имхо, руки развязаны. В целом же я предполагаю такую схему: корабль выводится на орбиту, включает ионники и улетает на достаточное расстояние от планеты, где мощность её гравитационного поля упадёт до нужной величины, после чего прыгает в другую систему или к другой планете. Т. е. это не только межзвёздный, но и межпланетный двигатель.
Источник
Практичная конструкция космического корабля для писателей
Эрик Примм, инженер Боинг
Научная фантастика любит красивые космические корабли. А кто нет? От крейсера Шарлин до имперского Звездного Разрушителя, от Куба Борга до Золотого Сердца — эстетика рулит. С практической точки зрения, большинство космических кораблей в нф плохо сконструированы. Они созданы, чтобы вызывать ощущение восторга, но корабль, который разработан с учетом экономики* и эффективности будет довольно скучно выглядеть.
Физика будет распространяться и на общество звездных городов. Вместо того, чтобы возиться с плохой конструкцией, судовладельцы захотят как можно большей практичности, с как можно меньшими простоями. Добиться этого можно только с помощью хороших инженеров, а ремесло инженеров основывается на ошибках.
Чтобы создать практичный космолет, нужно изучить и учесть современные ошибки. Форма, окна и пилотируемые аппараты изменить проще и уместней всего.
Форма корабля
Чтобы поддерживать жизнь в звездном корабле, должна быть атмосфера для пассажиров. Снаружи корабля вакуум. Структура должна быть плотно запечатана и не допускать утечек. Другими словами, космические корабли — это большие воздушные шары. Внутри корабля атмосфера должна соответствовать стандартам давления родной планеты или, хотя бы, поддерживать давление, при котором возможна жизнь. В результате дисбаланса давления снаружи и внутри, корабельная атмосфера давит на корпус, пытаясь выровнять баланс. По логике, корпус давит в обратную сторону на атмосферу, удерживая ее внутри. Это означает, что даже без движения на структуру корабля действует определенная сила. В инженерных терминах, структура находится под давлением.
Самолеты — во всяком случае, та часть, где люди — и подводные лодки также находятся под давлением и, как правило, они имеют скругленную форму. Пропановый бак горелки и гелиевый бак для надувания шаров скруглены потому что это самая эффективная конструкция при давлении изнутри. Лучшая форма для структуры под давлением — это сфера. В сфере давление равномерно распределяется во всех направлениях. Но в атмосфере планеты сфера ограничивает. Аэродинамика и гидрогазодинамика — причины, по которым самолеты и подводные лодки имеют цилиндрическую форму. Практичные звездные корабли будут либо сферическими, либо цилиндрическими, а скорее всего — комбинацией двух форм.
Добавьте маневры, изменения среды, гравитационные флюктуации, изменение веса, цикл герметизации/разгерметизации в шлюзе, и т.д., и вы увидите, что на космический корабль влияет много сил. Варьирующиеся уровни давления влияют на структуру, вызывая эффект, известный как усталость. Да, структуры могут уставать. Но они не становятся сонными и раздражительными, вместо этого в них появляются трещины и они нуждаются в починке.
Аэрокосмическая промышленность выяснила это на примере Де Хевилленд DH.106 «Кометы», коммерческого реактивного авиалайнера, у которого было несколько аварий, связанных с катастрофическими трещинами. Было определено, что трещины в квадратных окнах увеличиваются до размеров, которые могут приводить к проблемам. По мере изучения вопроса инженеры выяснили, что углы плохо влияют на конструкцию. Они создают концентрацию напряжения, и это действительно так плохо, как звучит. Это участки, которые любят трескаться. Чем острей угол, тем выше концентрация напряжения.
Таким образом, конструкция с мягкими очертаниями имеет более низкую концентрацию напряжения. Окна в коммерческих самолетах создаются по этому правилу. Двери в отсеках подводной лодки закруглены по той же причине. Цивилизация достаточно продвинутая, чтобы строить космические корабли, будет знать и понимать усталость и образование трещин, и хотя их технологии будут более совершенны, чем нынешние, вполне разумно предположить, что они будут применять базовый дизайн, чтобы добиться максимальной безопасности корабля.
Скругленная конструкция практична. Посмотрите на коммерческие самолеты и подводные лодки, чтобы увидеть эффективную конструкцию. Лучшим примером в нф будет космическая станция Вавилон 5 из сериала под тем же названием. Обратите внимание на ее цилиндрическую форму, которая достаточно близка к сфере, чтобы считаться хорошим инженерным компромиссом. Худшим нф примером являются корабли из «Светлячка». Они ужасны. Очень креативные, но это кошмар инженера.
Космос огромен и, честно говоря, там особо не на что смотреть. Тем не менее, научно фантастические корабли как правило с окнами или, даже хуже, у них окна, чтобы пилот мог… эм, пилотировать. Сильвия Спрак Вригли уже говорила об опасности визуального пилотирования в Космическом полете в научной фантастике . Поскольку она права и космолеты будут пилотироваться с помощью приборов, пилотам не нужен обзор. Окно, по сути, дыра в структуре, заполненная чем-то прозрачным. Другими словами, окна — это слабые места.
Располагать важные функции корабля рядом со слабыми местами — плохое конструкторское решение. Какой бы ни была миссия корабля, есть шанс, что он наткнется на какие-нибудь осколки в космосе. Будут ли это факторы среды, вроде микрометеоров, обломки после битвы, или мусор, оставленный не считающимися с другими астронавтами, которые, скорей всего, разговаривают во время фильмов, корабль получит повреждения. А значит инженеры поместят навигацию и весь остальной командный центр подальше от поверхности. Если корабль будет поврежден, критические функции продолжат работать.
Часто в научной фантастике окна используются, чтобы наводить лазеры или снаряды. НФ права насчет ракет, или еще лучше торпед, которые используют софт для наведения, а не наводятся вручную. Но эквивалент пулеметов часто оставляют пилоту или стрелку, которые наводят на глаз. Бой в космосе не будет похож на воздушный бой. Разумные военные будут окрашивать свои корабли в черный, чтобы сливаться с космическим фоном. Во время сражения в глубинах космоса, черные корабли будет сложней заметить. Даже в бою в солнечной системе со звездой и светом тактическое преимущество будет у корабля, который сумел слиться с фоном.
Программное обеспечение для наведения понадобится всему оружию. Учитывая, что экраны — относительно дешевая технология, гораздо разумней создать сплошную структуру снаружи и экран с компьютерами внутри.
В космических кораблях, особенно боевых, командный мостик будет ближе к центру, где ниже шанс повреждения. Тот факт, что для навигации и сражения не нужны визуально наблюдаемые ориентиры, означает, что такие станции можно разместить в любом месте корабля. В Звездном крейсере Галактика это сделано хорошо. Вместо того, чтобы оперировать как самолет, мостик Галактики больше напоминает командный пункт подводной лодки. Это демонстрирует, что Двенадцать колоний выучили свои уроки.
К сожалению каждый корабль в Звездных войнах это правило нарушает. Тысячелетний сокол классный, но зависит от реакции пилота**. Несмотря на распространенность дроидов и ИИ, корабли в ЗВ в бою зависят от визуальной информации пилота. Это не эффективно, но куда более круто смотрится.
Пилотируемые истребители
Когда X-wing впервые появились на экране во время показа Изгой-один, по кинотеатру, где я смотрел фильм, прокатились приветственные восклицания. Силуэт этого корабля ассоциируется со всей франшизой. Он олицетворяет надежду. Еще X-wing — это ненужный риск для жизни. Во время создания франшизы о дронах не думали как о военных машинах. Звездные войны экстраполировали воздушные бои в космос, что не страшно. Но как выясняет современная армия — самое слабое место машины, это человек в ней.
Эта истина останется таковой и в будущем, так что космическая цивилизация продолжит развивать технологию дронов. Вместо транспортного судна с бойцами, практичный космолет будет командным центром с автоматическим обслуживанием. Пилоты могут безопасно располагаться в глубинах командного судна***, каждый контролируя дрона или целый отряд.
Как уже говорилось, визуальный полет и бой не нужны; так зачем помещать корабли отдельно от большого космолета? Если спасения жизни ради жизни недостаточно, тогда подумайте о времени, необходимом для тренировки пилота. Навыки полета вырабатываются долго и помещение летчика в боевой корабль — это значительный риск, если пилот не на главном корабле. Продвинутая цивилизация не примет подобного риска, а автоматизированный флот будет просто построить в обществе с ИИ.
Если удалить пилота, дроны теряют ненужный вес и становятся более маневренными. Нет необходимости в системе поддерживания жизни, а структуру можно спроектировать без опасений повредить летчику. Раньше в статье говорилось, что структура выдерживает множество значимых нагрузок и это касается и того, что внутри нее. Биологические тела слабы и несмотря на все защитные меры, тренировки и препараты — тело остается критической слабостью. Это ограничивает нагрузку, которой может подвергаться структура. Удалив тело, инженер может разработать корабль, который меньше, маневренней и эффективней.
Беспилотные корабли — это боевые корабли будущего. Рейдер сайлонов ближе всего подходит к подобному решению, но эти корабли сами по себе являются киборгами.
В новой версии сериала у них есть биологические контуры. Это потенциально ограничивающий фактор, но не фатальный. Истребители Вавилона 5 красивы, но очень ограничены.
В заключение: Практическая конструкция корабля
Космические корабли — одна из лучших составляющих научной фантастики. Будь это гражданские транспортники, грузовые судна контрабандистов, героические истребители или злодейские крейсеры, ничто так не говорит о возможностях, как космические корабли. Научная фантастика изменилась с годами, а вместе с ней поменялись и корабли. Золотой век ракет уступил Звездным войнам и Вавилону 5, которых сменили отличные корабли Пространства. С увеличением наших знаний о физике, нф включает их в лучшие истории. Это касается и транспорта в нф. Жанр всегда двигался от возможного к правдоподобному, а конструкция космических кораблей от возможного к практичному.
* Даже в предполагаемом космическом обществе инженеры всегда будут стремиться к эффективному дизайну
** Как бы я ни любил классический дизайн Звездных войн, корабли в их вселенных демонстрируют, что это не научная фантастика, а космическое фэнтези
*** В военной технике уже применяется глушение сигнала, это известно как электронная война. Современные военные научились с этим справляться и легко предположить, что продвинутая цивилизация будет разбираться в ней еще лучше.
Источник