Aerodinamičke karakteristike.
Elementi konstrukcije zrakoplova moraju imati visoku čvrstoću, jer su izloženi velikim opterećenjima tijekom leta, slijetanja i kretanja zrakoplova po tlu. Dok oblik fiksnih zemaljskih konstrukcija, kao što su zgrade ili mostovi, može odrediti projektant zbog čvrstoće i ekonomičnosti, dizajn zrakoplova mora, osim toga, zadovoljiti niz strogih dodatnih zahtjeva, posebice aerodinamičkih. Na primjer, krilo mora izdržati sile savijanja i torzije te momente koji proizlaze iz nestacionarnih sila. protok zraka na površinu krila. Čvrsto ugrađena greda može najučinkovitije izdržati takva opterećenja, ali je takva konstrukcija neprikladna s aerodinamičkog gledišta, prema kojem presjeci krila moraju biti tanki, dobro usmjerenih profila. Ovaj primjer ilustrira važnu značajku konstrukcija zrakoplova, pri čijem je projektiranju, uz ispunjavanje zahtjeva čvrstoće, potrebno osigurati visoke aerodinamičke karakteristike.
Karakteristike težine.
Drugi karakteristična značajka zrakoplovnih konstrukcija je želja da se njihova težina smanji na najmanju moguću mjeru. U suprotnom, avion ili raketa neće moći poletjeti ili primiti potreban teret. Iz tog razloga, projektiranje i proračun zrakoplovnih konstrukcija provodi se s takvom točnošću da je dopuštena samo težina koja je apsolutno neophodna za čvrstoću. Ovako mala težina konstrukcije može se postići samo primjenom tankih i izduženih konstrukcijskih elemenata izrađenih od materijala visoke čvrstoće.
konstruktivna razmatranja.
Dakle, dvije glavne značajke koje razlikuju zrakoplovne konstrukcije od zemaljskih inženjerskih konstrukcija su utjecaj aerodinamičkih opterećenja na oblik konstrukcije i korištenje iznimno laganih izduženih i tankostjednih elemenata izrađenih od materijala visoke čvrstoće. U različitim fazama razvoja zrakoplovstva predlagana su različita konstrukcijska rješenja za zrakoplove. Postoji očit odnos između optimalnog dizajna zrakoplova i njegove brzine. Zanimljivo je primijetiti da su se neka konstrukcijska rješenja usvojena u ranoj fazi razvoja zrakoplovstva pokazala prihvatljivima za moderne zrakoplove koji lete u istom rasponu brzina. Tako je zavareni trup izrađen od čeličnih cijevi tijekom Prvog svjetskog rata bio novost koja je omogućila poboljšanje performansi lovaca i povećanje njihove brzine leta na 160 km / h. Slični dizajni postali su potpuno neprikladni za lovce iz Drugog svjetskog rata, koji su letjeli brzinom od oko 640 km/h. S druge strane, mnogo kasniji sportski i osobni zrakoplovi rijetko postižu brzine veće od 160 km/h, a zavarljive metalne cijevi uspješno se koriste u konstrukciji njihovih trupa.
ZRAKOPLOVSTVO PRIJE I SVJETSKOG RATA
Tijekom prvih desetljeća razvoja zrakoplovstva, dizajneri su pokušali optimizirati dizajn zrakoplova eksperimentirajući s razne opcije i dijagrami. Ispostavilo se da su mnoge sheme dizajna koje su predložene u prijavama izuma 1930-ih imale svoje prototipove, koji su već bili predloženi početkom ovog stoljeća, ali su s vremenom odbačeni i zaboravljeni. Jedna značajna značajka zajednička svim zrakoplovima izgrađenim prije Prvog svjetskog rata bila je ta da su koristili iznimno tanka krila. Tada se smatralo da se zahtijevani uzgon može postići samo na vrlo tankim, ravnim ili blago zakrivljenim aeroprofilima. Takvo tanko krilo, slično tankoj ploči, savija se čak i pod utjecajem malog opterećenja. Kako bi se osigurala potrebna krutost i čvrstoća, krilo je ojačano vanjskim podupiračima.
Poduprt monoplan.
U ranoj fazi razvoja zrakoplovstva uspješno su korištene dvije sheme rasporeda zrakoplova - učvršćeni monoplan (Sl. 1, a) i dvokrilac (slika 2). Primjeri jednokrilaca su zrakoplovi koje su dizajnirali Alberto Santos-Dumont i Louis Blériot. Dvokrilce su dizajnirala braća Wright. Jednostavna analiza ravnoteže sila i momenata pokazuje kako vanjske spone i spone povećavaju čvrstoću konstrukcije. Na sl. jedan, b vidi se da težina G zrakoplov je uravnotežen uzgonom Y koji proizlaze iz strujanja zraka oko krila. Sila dizanja djeluje na daljinu d od težišta i stvara moment Yd. Ovaj moment mora biti uravnotežen momentom sila reakcije, budući da je sustav krilo-upornik u ravnoteži, kao što je prikazano na sl. jedan, b. Pod djelovanjem sile dizanja dolazi do istezanja donje, a slabljenja gornje spone. Posljedično, u letu, gornji oslonac ne prenosi nikakve sile na trup, a sile reakcije nastaju samo na spoju krila s donjim osloncem. To su sile H na sl. jedan, b. Njihova se vrijednost može izračunati iz uvjeta ravnoteže za trenutke:
Iz ove jednostavne algebarske jednadžbe nalazimo veličinu horizontalne sile reakcije H:
Formula (2) pokazuje da je horizontalna sila reakcije to manja što je udaljenost veća h između krila i točke pričvršćenja donjeg nosača za trup. Kada zrakoplov slijeće ili putuje pistom, uzgon na krilu je mali jer je proporcionalan kvadratu brzine. U takvim uvjetima, dio težine krila mora biti poduprt gornjim osloncem, dok je donji oslonac neopterećen. Iz tog razloga, gornji steznik se naziva "slijetanje" ili obrnuti steznik, a donji se zove "let" ili nosač. Tanko krilo nije u stanju izdržati velika opterećenja. Stoga je potrebno povećati udaljenost h, tj. pričvrstite nosač nosača u blizini šasije, a gornji nosač - na pilon, koji je u tu svrhu postavljen iznad trupa.
Učvršćeni dvokrilac.
Kako bi se povećale okomite udaljenosti pri pričvršćivanju spona, predložena je dvokrilna izvedba (slika 2). Udaljenost između gornjeg i donjeg krila dvokrilca odgovara udaljenosti h, raspravljeno gore u vezi s dizajnom monoplana, dok as d uzima se udaljenost između podupirača i trupa. Jednadžbe (1) i (2) primjenjuju se na dvokrilac koji dopušta veću visinu h u usporedbi s monoplanom. 
Zrakoplovni materijali.
U nacrtima prvih zrakoplova korišteno je uglavnom izdržljivo drvo, poput smreke i bambusa. Postojalo je mišljenje da su teški materijali, poput metala, neprikladni za izradu konstrukcija zrakoplova. Za proteze je korišten čelik. Drvo je nedvojbeno izvrstan konstrukcijski materijal koji uspješno podnosi opterećenja savijanja uz malu vlastitu težinu. Istodobno, vanjske konture krila i trupa su dobivene rastezanjem platna na drveni okvir.
Problem povlačenja.
Glavni nedostatak ukrućenih konstrukcija je veliki otpor (sila otpora translatornom kretanju aparata u zraku) zbog prisutnosti mnogih pomoćnih strukturnih elemenata, kao što su podupirači, podupirači, kotači stajnog trapa, osovine i amortizeri. stajnog trapa, koji su izloženi strujanju zraka. Takav bi zrakoplov mogao razviti relativno malen najveća brzina(svjetski brzinski rekord 1910. iznosio je samo 106 km/h).
OKVIRNA KONSTRUKCIJA
Da bi se povećala brzina zrakoplova, bilo je potrebno radikalno promijeniti njegov dizajn - prijeći na strukture okvira. Osnova okvirnog zrakoplova je njegov trup, koji sadrži kokpit, putnički prostor i odjeljke za teret. Na trup se također prenose velika opterećenja koja pri brzom manevru djeluju na repnu jedinicu zrakoplova. Skup snage strukture okvira prikazan na sl. 3, a Ima malu težinu i istovremeno može izdržati značajna opterećenja.
Zavareni trupovi od čeličnih cijevi.
Neki od prvih zrakoplova imali su okvire trupa sastavljene od šipki smreke ili bambusa, spojene čeličnom žicom. Međutim, takve strukture nisu bile dovoljno čvrste; značajan napredak bila je zavarena konstrukcija trupa od čeličnih cijevi, koju je tijekom Prvog svjetskog rata predložio A. Fokker. Fokker je koristio meki čelik s udjelom ugljika manjim od 0,12% za konstrukcije zrakoplova, jer se elementi izrađeni od njega lako međusobno zavaruju. U početku se ovaj tip trupa smatrao nepouzdanim, ali je postupno pronašao široku primjenu, a s pojavom krom-molibdenovih cijevi visoke čvrstoće bilo je moguće značajno smanjiti težinu trupa.
Trupi s rastavljivim vezama elemenata.
Sasvim drugačije konstrukcije zrakoplova razvijene su u Engleskoj, gdje se zavarivanje smatralo nepouzdanom metodom spajanja te su se pojedini elementi okvira spajali mehaničkim, često vrlo vještim spojnicama. Odbijanje zavarivanja otvorilo je Britancima široke mogućnosti za korištenje aluminijskih legura i visokolegiranih čelika koji se nisu mogli zavarivati. Ovi materijali visoke čvrstoće omogućili su smanjenje težine konstrukcije zrakoplova unatoč dodatnoj težini zglobova. Glavni nedostatak trupa s rastavljivim vezama elemenata bila je visoka cijena izrade, čak i ako se zrakoplov proizvodio u velikim serijama. Proizvodnja zavarenih trupova od čeličnih cijevi bila je znatno jeftinija.
Oblaganje.
Da bi se stvorili ugodni uvjeti za putnike, okvir mora biti prekriven oblogom. Štoviše, još početkom stoljeća utvrđeno je da je za povećanje brzine i smanjenje otpora potrebno da vanjska površina zrakoplova bude glatka. Najjednostavniji omotač bilo je platno koje se natezalo preko grednog okvira, a zatim prekrivalo bojom ili lakom. Međutim, tako dobiveni oblik nije imao glatke konture: vanjski elementi okvira stršili su ispod kože. Očito je s takvim nespretnim oblicima bilo nemoguće postići glatko strujanje uz minimalan otpor. Kako bi uklonili ovaj nedostatak, dizajneri brzih zrakoplova počeli su koristiti okvir trupa okvira ovalnog oblika pričvršćenih na grede (sparovi) i uzdužne uzice, kao što je prikazano na sl. 3, b. Ovi okviri i uzice dali su pravokutnom okviru dobro usmjeren oblik. Međutim, izbočine su i dalje stršale ispod platnene obloge, a kako bi ih uklonili, dizajneri su počeli koristiti tanke obloge od šperploče.
dvokrilna krila.
Tipična shema okvirnog zrakoplova bio je dvokrilac, koji se koristio gotovo posvuda tijekom Prvog svjetskog rata. Bio je preferiran sve do sredine 1930-ih. Piloti borbenih aviona imali su negativan stav o jednokrilcima, a njihov glavni argument bio je da je dvokrilac lakši za manevriranje. Doista, dvokrilac ima dobru manevarsku sposobnost zbog malog raspona krila, zbog čega je težina zrakoplova koncentrirana u blizini trupa. Aeronautički inženjeri drugačije formuliraju ovo svojstvo, govoreći da dvokrilac ima mali moment tromosti.
Tradicionalni dizajn drvenog dvokrilnog krila prikazan je na sl. 4. Sadrži dva glavna nosiva elementa - krilce. Vanjska kontura krila oblikovana je uz pomoć elemenata koji se nazivaju rebra, a preko njih se proteže tkanina. Ovaj dizajn zrakoplova ostao je nepromijenjen sve do 1920-ih, kada je zrakoplovna industrija u Engleskoj prešla na potpuno metalne konstrukcije. Sada su se poluge počele izrađivati od traka od visokolegiranog čelika, a rebra od čeličnih ili aluminijskih ploča utiskivanjem željenih profila. Rubovi i rebra sastavljeni su u strukturu otvorenog okvira.
Visokokrilni jednokrilac.
Jednokrilci s visokim krilima pojavili su se 1930-ih i brzo su postali popularni kao zrakoplovi s dva sjedala za osobnu upotrebu i školski zrakoplovi koji su zamijenili dizajn dvokrilca. I nakon Drugog svjetskog rata mnogi zrakoplovi ovog tipa imali su nosače.
Takav monoplan značajno se razlikovao od svog prethodnika. Njegovo znatno deblje krilo nalazi se iznad trupa, a umjesto podupirača koriste se podupirači. Stalci mogu percipirati veliki napor i kompresiju i napetost, a jedan podupirač zamjenjuje par podupirača. Takav zrakoplov ne sadrži niz strukturnih elemenata ukrućenog monoplana i ima značajno manji otpor (sl. 5).
Konzolni monoplan.
Važan korak naprijed u odnosu na dvokrilac bio je dizajn konzolnog monoplana, koji je bio široko korišten 1920-ih u Fokkerovim zrakoplovima. Na sl. Slika 6 prikazuje shematski dijagram visokokrilnog zrakoplova Fokker, na kojem su postavljeni mnogi rekordi u rasponu leta. S obzirom na ovu shemu, okrenimo se još jednom jednadžbi (1), koja izražava jednakost momenata. Sada snaga H su sile napetosti ili kompresije koje djeluju na prirubnice poluge, i h- razmak između prirubnica. Opterećenje prirubnice može se smanjiti povećanjem razmaka između prirubnica, za što je potrebno povećati debljinu presjeka krila. Fokkerov dizajn krila s relativnom debljinom (omjerom maksimalne debljine aeroprofila i tetive krila) od 20% ima dobre aerodinamičke karakteristike.
Konzolno krilo Fokkerovog dizajna imalo je drvene poluge i rebra te kožu od šperploče. Vrlo jak i krut, ipak je bio nešto teži od drugih sličnih dizajna. U nizu zemalja, poput Engleske, Italije i Sovjetski Savez, izrađena su metalna konzolna krila s čeličnim i aluminijskim polugama i rebrima te presvlakom od tkanine. U budućnosti je korištenje metalne kože omogućilo značajno povećanje snage krila. Takvo krilo se obično naziva krilo radne kože. Načini izrade i montaže te proračuna takvih konstrukcija značajno se razlikuju od metoda korištenih za krilo okvirne konstrukcije.
MONOCOK DIZAJN
Monokok princip.
S povećanjem brzine leta zrakoplova problem smanjenja otpora postajao je sve važniji. Sasvim prirodan korak u ovom slučaju bila je zamjena platnene obloge krila metalnom oblogom od tankih listova aluminijskih legura. Metalni omotač omogućio je uklanjanje otklona između rebara i, posljedično, točniju reprodukciju oblika koje preporučuju aerodinamičari na temelju teoretskih proračuna i eksperimentalnih studija u zračnim tunelima. Istovremeno se promijenio dizajn trupa. Pravokutni energetski okvir postavljen je unutar ljuskaste strukture sastavljene od lakih okvira i stringera; ovaj je dizajn bolje zadovoljio zahtjeve aerodinamike za oblik trupa. Na jednomotornim zrakoplovima, prednji dio trupa također je bio obložen lim kako biste smanjili mogućnost požara. Kada je bilo potrebno poboljšati glatkoću površine, plašt od tkanine je zamijenjen šperpločom ili metalom duž cijele duljine trupa, ali je takav omotač postao pretjerano skup i težak. Bilo je previše rastrošno povećati težinu strukture, a ne iskoristiti njezino povećanje svojstva čvrstoće apsorbirati aerodinamička opterećenja.
Sljedeći korak bio je očit. Budući da je vanjski omotač trupa postao dovoljno čvrst, postalo je moguće ukloniti unutarnji okvir. Ovo je princip monokok dizajna. Monokok je jednodijelna školjka koja svojim oblikom zadovoljava zahtjeve aerodinamike, a istovremeno je dovoljno čvrsta da apsorbira i prenosi opterećenja koja se javljaju tijekom leta, slijetanja i kretanja zrakoplova po tlu. Izraz "monocoque" je hibrid, sastavljen od grčkih i francuskih riječi i doslovno preveden kao "školjka iz jednog komada". Ovaj izraz se odnosi na krila i trupe kod kojih je opna glavni nosivi element.
Druga važna prednost monokok dizajna ilustrirana je na sl. 7. Dio strukture okvira, dizajniran za smještaj dvije osobe unutar njega, ima pravokutni oblik, prikazan punom linijom. Vanjski omotač trupa s presvlakom od tkanine prikazan je isprekidanom linijom. Vanjska kontura monokok trupa, koji prima dvije osobe, predstavljena je isprekidanom linijom. Pomoću planimetra lako je odrediti da je površina poprečni presjek monokok dizajn je 33% manji nego za trup trupa s dobro oblikovanim okvirom. Uz ostale uvjete, otpor trupa je proporcionalan površini njegovog presjeka. Stoga monokok struktura, kao prva aproksimacija, omogućuje smanjenje otpora za 33% samo zbog manje površine poprečnog presjeka u usporedbi s strukturom okvira. Osim toga, tu je i dobitak sila dizanja zbog bolje protočnosti i glatkoće površine. Međutim, zbog nižih proizvodnih troškova i relativno manje težine, strukture okvira nastavile su se koristiti za male brzine zrakoplova čak i nakon Drugog svjetskog rata. Monokok strukture korištene su na zrakoplovima koji su letjeli brzinama preko 320 km/h.
Monokoke tankih stijenki.
Tipični monokok transportnog zrakoplova tankih stijenki obično se izrađuje od tankih ploča od aluminijske legure koje su oblikovane tako da odgovaraju aerodinamičkim zahtjevima. Ova školjka je ojačana poprečnim elementima čvrstoće - okvirima i uzdužnim elementima čvrstoće - špagicama ili stringerima. (Ovi pojmovi odnose se na strukturu trupa. U strukturi krila uzdužni elementi snage su stringeri, a poprečni su rebra.) Na sl. Slika 8 prikazuje tipični monokok trup trupa. (Ovaj dizajn se sada obično naziva "polu-monocoque" ili "ojačani monocoque", dok se izraz "čisti monocoque" ili jednostavno "monocoque" koristi za vanjske školjke koje imaju malo ili nimalo elemenata za pojačanje.)
Zbog velike veličine trupa i relativno malih aerodinamičkih opterećenja, monokok školjka je vrlo tanka (obično od 0,5 do 1,5 mm). Takav tanka ljuska zadržava svoj oblik ako na njega djeluju vlačne sile, ali se izvija pod djelovanjem tlačnih ili posmičnih sila. Na sl. Slika 9 prikazuje djelovanje tlačnih sila na pravokutnu metalnu ploču. Takve sile kompresije doživljavaju, primjerice, metalne ploče koje su na rubovima omeđene stringerima na gornjem dijelu trupa, kada su aerodinamičke sile koje djeluju na repnu jedinicu zrakoplova usmjerene prema gore.
Prema zakonima mehanike čvrstog tijela, kritično naprezanje (tj. opterećenje po jedinici površine) pri kojem se ravna ploča počinje savijati može se izračunati formulom
gdje f cr je kritično naprezanje koje uzrokuje savijanje ploče, E je modul elastičnosti materijala, t– debljina i b- širina ploče između nosača (u stvarnom dizajnu, to je udaljenost između uzica). Na primjer, ako je ploča debljine 0,5 mm i širine 150 mm izrađena od aluminijske legure, tada je njen modul elastičnosti približno 70 000 MPa. Zamjenom ovih vrijednosti u formulu (3) dobivamo da je vrijednost kritičnog naprezanja pri kojem dolazi do deformacije kože 2,8 MPa. To je puno manje od granice razvlačenja (280 MPa) i vlačne čvrstoće (440 MPa) materijala.
Monocoque materijal će se koristiti neučinkovito ako izvijanje znači da ploča više ne može podnijeti opterećenje. Srećom, nije tako. Ispitivanja koja je proveo Nacionalni institut za standarde i tehnologiju SAD-a pokazala su da opterećenja koja djeluju na rub ploče mogu znatno premašiti kritično opterećenje koje odgovara početku savijanja, budući da opterećenje primijenjeno na ploču gotovo u potpunosti preuzimaju trake materijala na svojim rubovima.
Ukupnu širinu tih traka T. von Karman nazvao je "efektivna širina" ploče. Prema njegovoj teoriji, krajnje opterećenje koje doživljava panel u trenutku njegovog kvara zbog pojave protoka materijala u blizini stegnutih rubova može se izračunati formulom
Ovdje P je ukupno opterećenje koje djeluje na ploču u trenutku razaranja, t– debljina ploče, E je modul elastičnosti i f tek je granica tečenja materijala (naprezanje pri kojem deformacija počinje rasti bez daljnjeg povećanja opterećenja). Izračuni pomoću formula (3) i (4) pokazuju da je kritično opterećenje koje uzrokuje savijanje približno red veličine manje od konačnog opterećenja koje uzrokuje uništenje. Ovaj zaključak mora se uzeti u obzir pri projektiranju zrakoplova.
Upotreba tankih ploča u superkritičnom stanju za savijanje jedno je od glavnih obilježja monokoknih struktura tankih stijenki. Napredak u transportnim zrakoplovima, bombarderima i lovcima tijekom Drugog svjetskog rata ne bi bio moguć bez razumijevanja da savijanje tanke ploče ne uzrokuje njezino pucanje. U konzervativnijim područjima inženjerske mehanike, kao što je projektiranje mostova i zgrada, savijanje panela nije dopušteno. S druge strane, tisuće zrakoplova lete, au isto vrijeme, neke od metalnih ploča u njihovim strukturama rade u uvjetima savijanja većinu vremena leta. Pravilno dizajnirane ploče koje se tijekom leta savijaju postaju potpuno glatke nakon slijetanja zrakoplova i nestaju aerodinamička opterećenja koja djeluju na strukturu u letu.
Greda tankih stijenki.
Druga vrsta savijanja odnosi se na gredu tankih stijenki - važan element zrakoplovne strukture. Koncept grede tankih stijenki objašnjen je na sl. 10. Pod djelovanjem sile W na slobodnom kraju grede tanke stijenke, njezin će gornji rub biti izložen vlačnim silama, a donji rub tlačnim silama. Veličine sila koje djeluju na prirubnice mogu se izračunati iz uvjeta statičke ravnoteže. Smična sila nastala silom W, prenosi se duž tanke stijenke grede. Tako tanka ploča gubi stabilnost i počinje se savijati pri prilično malom opterećenju. Na njoj se stvaraju dijagonalni nabori, t.j. konfiguracija njezine iskrivljenosti bitno se razlikuje od poluloptastih ispupčenja koja nastaju kada se površina ploče iskrivi zbog njezina sabijanja.
G. Wagner razvio je praktičnu metodu za proračun naprezanja u tankostjenoj gredi u uvjetima nabora na stijenkama i eksperimentalno dokazao da je moguće konstruirati tankostjenu gredu koja se ne ruši pod djelovanjem letnih opterećenja 100 puta većih. nego opterećenja kod kojih počinje savijanje tanke stijenke. Deformacije ostaju elastične, a nabori potpuno nestaju nakon uklanjanja opterećenja.
Zbog savijanja cijele konstrukcije pod djelovanjem opterećenja prikazanog na Sl. 10, gornja prirubnica grede je u napetosti, a donja prirubnica je pod pritiskom. Kada se pojave nabori, tanka stijenka djeluje kao kombinacija velikog broja dijagonalnih utega, koje preuzimaju sile smicanja poput vanjskih utega krila upornog monoplana (slika 1). Svrha stupova je zadržati razmak između prirubnica grede.
U 1930-ima, koncept grede tankih stijenki počeo se naširoko koristiti u zrakoplovnoj industriji pri projektiranju monokoka tankih stijenki, posebno za poluge krila s posmičnim stijenkama.
Raspored konstruktivnih elemenata u monokok tankim stijenkama.
Idealan monokok trup tankih stijenki sastoji se od tankih ploča poduprtih velikim brojem više ili manje ravnomjerno raspoređenih stringera i okvira, kao što je prikazano na sl. 8. Međutim, izrezi se moraju napraviti u samom trupu kako bi se smjestili otvori i vrata na putničkim zrakoplovima, ili kupole za topove i otvori za bombardiranje na vojnim zrakoplovima. U slučaju velikih otvora, kao što je na teškim zrakoplovima projektiranim za nošenje potpuno opremljenih gusjeničnih vozila, ili na torpednim bombarderima koji nose velika torpeda unutar trupa, koncentracija naprezanja u blizini otvora postaje ozbiljan problem. Često su rubovi takvih izreza ojačani jakim polugama. Na nekim zrakoplovima, trupovi moraju imati tako velik broj izreza da dizajner radije koristi svojstva nosivosti četiriju glavnih nosača i koristi kratke stringere samo kao pomoćne elemente čvrstoće, budući da element čvrstoće rezanja nije sposoban prijenos opterećenja.
Zbog činjenice da opterećenja djeluju uglavnom na četiri glavna strukturna elementa, ovaj tip trupa je zapravo posrednik između konstrukcije okvira i ojačanog monokoka. Može se vidjeti kao djelomično ojačani monokok. Takvi se monokokovi češće koriste za krila nego za trupe, budući da se uvlačivi stajni trap, spremnici goriva, motori, uvlačiva zakrilca, krilca, mitraljezi, topovi i brojni sekundarni dijelovi moraju biti smješteni u krilima zrakoplova. Najozbiljniji problemi uzrokovani narušavanjem cjelovitosti ojačane monokok strukture povezani su s postavljanjem stajnog trapa i spremnika goriva, jer se te jedinice nalaze u blizini korijena krila, gdje struktura mora biti najizdržljivija. Osim toga, mnogi rasporedi ne dopuštaju da krilo prođe kroz trup, jer je taj prostor potreban za smještaj posade, putnika ili motora. Stoga se u strukturi krila koriste dva jaka poluga, kao što je to učinjeno na monoplanu s visokim krilom. Prostor između dva poluga može poslužiti za smještaj gore navedenih jedinica i sklopova. U dijelovima krila koji nemaju proreze, oplod je ojačan stringerima koji doprinose dodatnom povećanju čvrstoće krila. Međutim, najveći dio tereta preuzimaju dva glavna poluga.
Vanjski paneli krila imaju čisto monokok dizajn (Sl. 11). Opterećenja se percipiraju kućištem i uzdužnim elementima snage konzole. Razlika između okomitog zida i špaleta je u tome što na zidu spojni element ima isti oblik kao i ostali stringeri, dok se špag pričvršćuje pomoću masivnijih prirubnica.
Koncept monokok konstrukcije debelih stijenki.
Tijekom Drugog svjetskog rata brzina eksperimentalnih zrakoplova počela se približavati brzini zvuka, a monokok strukture tankih stijenki više nisu zadovoljavale povećane zahtjeve. Jedan od čimbenika koji je pridonio povećanju brzina leta bilo je stvaranje tzv. laminarni profili krila, koji su imali vrlo mali otpor. Međutim, prednosti laminarnih krila mogle su se ostvariti samo ako se strogo pridržavao potrebnog oblika površine krila, a i najmanja povreda glatkoće površine (izbočene zakovice ili udubljenja za slijepe zakovice) poništavala je sve prednosti laminarnog profila. . Iz tog razloga, ojačani monokok tankih stijenki pokazao se neprikladnim za konstrukciju krila s laminarnim strujanjem za letjelice velikih brzina.
Još jedan čimbenik koji zahtijeva precizno usklađivanje s oblikom krila i trupa letjelice velike brzine je nestabilnost transoničnih strujanja. Kod transoničnih strujanja, vrlo male promjene u obliku aerodinamične površine mogu izazvati potpunu promjenu uzorka strujanja i pojavu udarnih valova, što dovodi do naglog povećanja sile otpora.
Budući da je vrlo teško održati točno željeni oblik površine izrađene od tankih ploča, bilo je potrebno povećati debljinu oplate zrakoplovnih konstrukcija. Drugi razlog za povećanje debljine oplate bila je nedovoljna vrijednost visine zgrade (udaljenost h na sl. 6) strukture krila zrakoplova. Profili krila predviđeni za velike brzine leta moraju biti vrlo tanki (maksimalna relativna debljina krila za nadzvučne zrakoplove i projektile obično je manja od 10% tetive). Opterećenja koja djeluju na donju i gornju površinu takvog krila su vrlo velika i može ih izdržati samo debela koža.
Koncept sendviča.
Prva struktura debelih stijenki koja je koristila koncept sendviča bila je koža na Havilland Mosquito lovcu. U ovom dizajnu, prostor između dvije tanke jake opne (nosivi slojevi) ispunjen je mnogo lakšim materijalom; takva kompozitna ploča može podnijeti veća opterećenja savijanja nego dvije neispunjene nosive oplate spojene zajedno. Osim toga, ova sendvič konstrukcija ostaje lagana jer jezgra ima nisku gustoću. Primjer lagane višeslojne strukture s povećanom čvrstoćom je karton za pakiranje, u kojem je sloj valovitog papira umetnut između dva vanjska lista kartona. Višeslojni karton ima veću krutost i čvrstoću na savijanje od kartona iste težine. Važan čimbenik koji sprječava savijanje površine je sposobnost ploče da izdrži opterećenja savijanja. Višeslojne oplate debelih stijenki s povećanom krutošću na savijanje sprječavaju savijanje površine u normalnim situacijama leta i doprinose održavanju glatkog oblika površine krila i trupa. Noseći slojevi su ljepilom zalijepljeni za temeljni sloj. Ne koristi se zakivanje i to osigurava glatku površinu.
Metode izrade višeslojnih konstrukcija.
Za izradu elemenata višeslojnih struktura složenog oblika koristi se nekoliko metoda. Jedan od njih objašnjen je na sl. 12. Izrađuje se kalup koji točno reproducira željeni oblik višeslojnog elementa. Slojevi višeslojne strukture su podmazani sintetičkim ljepilom i postavljeni u kalup. Koža višeslojne strukture prekrivena je omotačem od hermetičkog materijala, poput izdržljive gume, a kalup je čvrsto zatvoren poklopcem. Vruća para se pod pritiskom potiskuje unutar školjke, a pod djelovanjem visoke temperature i ravnomjernog pritiska pare ljepilo se stvrdnjava i pouzdano povezuje noseće slojeve s punilom. Takva tehnologija kalupljenja može se koristiti za izradu konstrukcijskih elemenata složenog oblika s zakrivljenim stijenkama promjenjive debljine.
Tijekom Drugog svjetskog rata sintetička ljepila i tehnologija lijepljenja slojevitih struktura široko su se koristili u zrakoplovnoj industriji. Ova tehnologija omogućila je čvrstu vezu različitih materijala kao što su drvo i metal, te omogućila uspostavljanje jeftine proizvodnje kože s glatkim površinama.
Uništavanje višeslojne strukture.
Kao iu slučaju okvirnih konstrukcija i monokoka tankih stijenki, razaranje sendvič strukture počinje na strani koja je izložena kompresiji. Zbog velike debljine lamelirane ploče, tlačna sila koja uzrokuje izvijanje i izvijanje znatno je veća od vrijednosti pri kojoj se prvi put pojavljuju znakovi izvijanja na površini armiranih monokoka tankih stijenki. Omjer ovih vrijednosti može doseći 20 ili čak 50. Međutim, treba imati na umu da monokoke tankih stijenki mogu raditi pri opterećenjima mnogo većim od kritičnog opterećenja početka savijanja, dok savijanje površine višeslojne kože uvijek uzrokuje uništenje potonjeg.
Kritično opterećenje koje uzrokuje izvijanje višeslojne opne može se procijeniti pomoću proračunskih metoda za homogene ploče i jednoslojne ljuske. Međutim, relativno niska otpornost na smicanje laganog materijala za punjenje značajno smanjuje kritično naprezanje, a taj se učinak ne može zanemariti.
Izvijanje sendvič strukture obično rezultira izvijanjem ili naboranjem površine tankih nosivih ljuski. Na sl. Slika 13 prikazuje dvije vrste nestabilnosti: simetrično oticanje i zakrivljenost. U slučaju velike debljine sloja s punilom dolazi do simetričnog bubrenja, a kod male debljine takvog sloja dolazi do zakošenja.
Kritično naprezanje koje uzrokuje izvijanje višeslojne konstrukcije, praćeno pojavom oba oblika površinskog uvijanja, može se odrediti formulom
gdje f cr kritična vrijednost naprezanja za noseće slojeve, E f je modul elastičnosti materijala nosećeg sloja, Ek je modul elastičnosti materijala za punjenje, Gc– modul smicanja materijala za punjenje.
Kao primjer, razmotrite višeslojnu strukturu s nosećim slojevima od aluminijske legure i punilom od poroznih celuloznih acetatnih vlakana. Modul elastičnosti aluminijske legure je približno 70 000 MPa, dok je za dodatni materijal 28 MPa. Modul smicanja za punilo je 14 MPa. Zamjenom ovih vrijednosti u formulu (5), nalazimo da je kritična vrijednost naprezanja za savijanje 150 MPa.
Imajte na umu da relacija (5) ne uključuje geometrijske karakteristike panela. Stoga kritično naprezanje ne ovisi o debljinama nosivih slojeva i sloja jezgre. Jedini način povećanja nosivosti konstrukcije u odnosu na savijanje je upotreba agregata boljih mehaničkih svojstava.
Ostale vrste ljuski debelih stijenki.
Nakon Drugog svjetskog rata razvijene su i puštene u proizvodnju različite modifikacije originalne višeslojne strukture opisane gore. Na sl. 14 prikazuje strukturu saća. U njemu saćasto (ćelijsko) punilo služi kao međusloj. Na sl. Slika 15 prikazuje drugu vrstu sendvič konstrukcije u kojoj je jezgra valoviti aluminij. Ova konstrukcija, slična ambalažnoj ploči, odlikuje se visokom krutošću i stabilnošću, ali valovita traka ne bi trebala biti zakovicama pričvršćena za ljuske nosača.
U drugim izvedbama, omotač i sloj koji pojačava njegovu krutost su valjani, te im se daje oblik krila ili dijela trupa. Konačno, za jako opterećena vrlo tanka krila, izrađene su oplate promjenjive debljine od izdržljive aluminijske legure s maksimalnom debljinom od oko 19 mm. Tako čvrste oplate omogućuju izradu krila koje zadržava svoj oblik i bez rebara samo zahvaljujući krutosti same oplate, ojačane s tri ili četiri smične stijenke oslonjene na poluge.
NADZVUČNI ZRAKOPLOVI, SVEMIRSKE LETJELICE I BALISTIČKE RAKETE
Razvoj zrakoplovstva svemirska tehnologija karakteriziran stalnim uzlaznim trendom omjera potiska i težine (omjer potiska i težine je omjer potiska elektrane zrakoplova i njegove težine). Za zrakoplove okomito polijetanje i slijetanja, ova vrijednost premašuje jedan. Pogonski sustav balističkog projektila mora generirati potisak daleko veći od težine projektila kako bi ga podigao s lansirne rampe, ubrzao i postavio na željenu putanju.
Kontinuirani rast omjera potiska i težine i brzine leta doveli su do pojave zrakoplov, koji sve manje ovise o aerodinamičkim silama koje stvara krilo. Dimenzije krila su se počele smanjivati (općenito ih nema na balističkim projektilima). Međutim, jedrilice lansirane u svemir pomoću lansirnih pojačivača moraju imati krila da bi se vratile na zemlju.
Krila i stabilizatori nadzvučnih letjelica manji su od krila podzvučnih letjelica, ne samo po površini; također su tanji i imaju manje istezanje. Površine krila i repa nadzvučnih zrakoplova su zaobljenog ili trokutastog oblika. Debljina oplate takvih krila mnogo je veća nego kod krila podzvučnih letjelica.
Primjeri ljuski tankih stijenki.
Smanjenje težine glavni je prioritet u dizajnu svemirskih letjelica. Mnoga dostignuća u području školjki tankih stijenki duguju svoje podrijetlo ovom zahtjevu.
Tipični primjeri ovog dizajna su lansirna raketa na tekuće gorivo Atlas i dizajn rakete na kruto gorivo. Za Atlas je stvorena posebna monocoque školjka s kompresorom. Raketa s motorom na kruto gorivo dobiva se namotavanjem staklene niti oko trna u obliku punjenja krutog goriva i impregniranjem namotanog sloja posebnom smolom koja se stvrdnjava nakon vulkanizacije. Ovom tehnologijom odjednom se dobiva i nosač zrakoplova i raketni motor s mlaznicom.
Letjelice za ponovni ulazak dizajnirane su s oklopom u obliku stošca koji je prekriven slojem materijala za zaštitu od topline koji je podložan ablaciji pri visokim temperaturama (koncept hlađenja puhanjem).
ZRAKOPISNI MATERIJALI
Mnogi materijali gube svoju čvrstoću na visokim temperaturama koje se javljaju u nadzvučnom letu. Stoga su lagani materijali otporni na toplinu od posebnog interesa za zrakoplovne zrakoplove.
ZRAKOPISNE KONSTRUKCIJE
Transportni zrakoplovi i lovci.
Tipičan raspored modernog transportnog zrakoplova sastoji se od ojačanog monokok trupa s dvostrukim krilima i repom s dvostrukim polugama. U konstrukciji zrakoplova uglavnom se koriste aluminijske legure, no za pojedine konstrukcijske elemente koriste se i drugi materijali. Tako se jako opterećeni korijenski dijelovi krila mogu izraditi od legure titana, a upravljačke površine od kompozitnog materijala s poliamidnim ili staklenim nitima. U repu nekih zrakoplova koriste se grafitno-epoksi materijali. Dizajn modernog borbenog zrakoplova utjelovljuje najnovija dostignuća u području konstrukcije zrakoplova. Na sl. Slika 16 prikazuje dizajn tipičnog borbenog zrakoplova s trokutastim krilom s više krakova i ojačanim monokok trupom. Pojedinačni elementi krila i rep ove letjelice napravljeni su od kompozitni materijali.
Rješenje cjelokupnog skupa složenih strukturnih, strujnih i tehnoloških problema u razvoju, stvaranju i radu svemirskih letjelica nemoguće je bez širokog razvoja i primjene rezultata znanosti o svemirskim materijalima. Pri razvoju svemirskih letjelica potrebni su novi materijali koji moraju izdržati opterećenja svemirskih letova (visoka temperatura i tlak, vibracijska opterećenja u fazi lansiranja, niske temperature svemira, duboki vakuum, izloženost zračenju, mikročestice itd.) i imati dovoljno niska specifična težina . Čitav niz snažnih, često s naglim prijelazima, udara na metalne i nemetalne konstrukcije i elemente ima značajan utjecaj na njihova dubinska strukturna svojstva i, kao rezultat toga, na pouzdanost i trajnost svemirskih letjelica raznih namjena.
Metali su glavni strukturni materijali za proizvode raketne i svemirske tehnike, njihova masa u masi suhih proizvoda iznosi više od 90%. Stoga je poboljšanje taktičkih i tehničkih karakteristika proizvoda uvelike određeno svojstvima korištenih legura. Po posljednjih godina razvijena je i dalje će se razvijati nova generacija aluminijskih legura legiranih litijem i skandijem. Zamjena tradicionalnih legura novima smanjit će težinu sklopova RCT proizvoda za 10-30%, ovisno o vrsti konstrukcije. Tehnologija proizvodnje dijelova od novih granuliranih legura, uz mogućnost povećanja radnih temperatura do 850°C, smanjit će masu sklopova za 10-30%.
Revolucionarna rješenja u stvaranju obećavajućih proizvoda RKT XXI stoljeća. može pružiti nova klasa konstrukcijski materijali - intermetalni spojevi (kemijski spojevi titan - aluminij, nikal - aluminij itd.). Ovi materijali imaju nisku gustoću (3,7-6,0 g/cm 3 ) i visoku toplinsku otpornost (do 1200°C), visoku otpornost na koroziju, toplinu i habanje.
Legura titana koja se trenutno razvija u smislu mogućnosti proizvodnje u inženjerska proizvodnja bit će ekvivalent tradicionalnom nehrđajućem čeliku (nije potrebna oprema za zavarivanje i toplinsku obradu u atmosferi). Legura zbog dopiranja uglavnom hafnijem i niobijem neće oksidirati kada se zagrije na 850-900°C. Nije potrebna toplinska obrada zavareni spojevi za smanjenje zaostalih naprezanja, eliminirajući potrebu za pećima za toplinsku obradu i komorama za zavarivanje u kontroliranoj atmosferi. Ako je potrebno, toplinska obrada zavarenih sklopova za sprječavanje zaostalih naprezanja (na primjer, konstrukcije velikih dimenzija kao što su okviri, rešetke, zaštitni zasloni za dno itd.) može se provesti u zračna atmosfera bez naknadnog pjeskarenja i nagrizanja. Zavarivanje dijelova može se izvesti samo uz zaštitu od mlaza argonom, bez straha od oksidacije šava. Legura će raditi u širokom temperaturnom rasponu: od -253 do +450 °C. Otvara široke izglede za korištenje titana u raketnoj znanosti umjesto nehrđajućeg čelika, te će omogućiti gotovo utrostručenje masovnih karakteristika proizvoda.
Povećanje čvrstoće metalnih materijala tradicionalnim metodama (povećanje sadržaja legirajućih elemenata, poboljšanje tehnologije termomehaničkog otvrdnjavanja itd.) sada je iscrpilo svoje mogućnosti. Moderne legure sadrže veliku količinu skupih i rijetkih metala: kobalt, volfram, niobij, molibden, nikal itd., Što dramatično povećava njihovu cijenu. Osim toga, značajno povećanje količine legirajućih elemenata u legurama dovodi do zonalne i skupne segregacije u ingotima i, kao rezultat toga, do anizotropije u svojstvima poluproizvoda i dijelova od njih. Velika rezerva u poboljšanju svojstava RCT struktura leži u primjeni intermetalnih spojeva. Za razvoj konstrukcijskih materijala otpornih na toplinu na bazi intermetalnih spojeva od najvećeg su interesa sustavi titan-aluminij i nikal-aluminij, željezo-krom-aluminij.
Intermetalni spojevi (kemijski spojevi metala) zauzimaju srednji položaj u svojoj strukturi između metala i keramike. Imaju složenu kristalnu strukturu s prisutnošću do 30% kovalentne komponente u međuatomskim vezama, što određuje njihova jedinstvena fizikalna i mehanička svojstva - visoku otpornost na toplinu i otpornost na toplinu, visoku otpornost na koroziju u usporedbi s nehrđajućim čelicima (osobito u kisiku) i visoka otpornost na habanje. Osim toga, intermetalni spojevi imaju nisku gustoću. Intermetalne legure na bazi titana mogu raditi do +850 °S bez zaštitnih premaza, legure na bazi nikla - do +1500 °S.
Cijeli kompleks svojstava intermetalnih spojeva može imati revolucionaran utjecaj na mnoga područja tehnologije i, prije svega, na stvaranje obećavajućih modela zrakoplovne tehnologije, uključujući zrakoplove s hipersoničnim brzinama (do M = 25). Primjena intermetalnih spojeva u pogonskim sustavima (rotor, stator, impeleri, ventilska skupina, nehlađene mlaznice itd.) povećat će specifični potisak motora za 25-30% i smanjiti masu konstrukcija do 40%.
Obećavajući nemetalni materijali. Termoregulacijski premazi. Jedan od glavnih čimbenika koji određuju 
pouzdanost i trajnost letjelice, je stabilnost njezine toplinski režim, budući da moderna optoelektronička oprema svemirske letjelice radi u određenom temperaturnom režimu. Sustav toplinske kontrole svemirske letjelice uključuje različite termokontrolne premaze (TRCs), koji uspostavljaju ravnotežu između oslobađanja topline unutar letjelice, energije apsorbirane iz svemira i energije ponovno zračene u svemir.
TRP karakteriziraju karakteristike termoradijacije, koje pod djelovanjem razni faktori svemirske promjene (osobito ionizirajućeg zračenja), što dovodi do povećanja temperature unutar svemirske letjelice i smanjenja trajanja njezinog aktivnog postojanja (SAS). Kao što je pokazalo iskustvo prošlih godina, niz svemirskih letjelica nije mogao ispuniti predviđene programe zbog pregrijavanja zbog povećanja koeficijenata apsorpcije sunčevog zračenja TRP-a u sustavu pasivne toplinske kontrole. Analiza postojećih TRP-ova pokazuje da oni ne mogu osigurati povećanje SAS-a do 15 godina, posebno za svemirske letjelice koje rade u visokim eliptičnim i geostacionarnim orbitama. Stoga je stvaranje TRP-ova klase "solarnih reflektora" i "pravih apsorbera", koji imaju stabilne karakteristike termoradijacije i istodobno antistatička svojstva tijekom dugotrajnog rada u svemiru, s niskom emisijom plinova, jedan od važne zadaće kozmonautike u 21. stoljeću. Razvoj takvih premaza omogućit će minimiziranje odstupanja od navedenog toplinskog režima, smanjenje kvarova i kvarova visokoosjetljivih optičkih i radio elektronička oprema, što će omogućiti povećanje SAS KA do 15 godina.
Obećavajući pravci za rješavanje ovog problema su:
razvoj kombiniranih ili modificiranih veziva otpornih na toplinu i zračenje s malim ispuštanjem plinova (akrilne, organosilikonske, uretanske smole);
izbor ili razvoj učinkovitih stabilizatora razgradnje u uvjetima utjecaja prostora;
razvoj bijelih ili crnih pigmenata, uključujući one s povećanom električnom vodljivošću, otporne na dugotrajnu izloženost;
razvoj uklonjivih premaza u svrhu zaštite za vrijeme proizvodnje i skladištenja jedinica i proizvoda do 5 godina.
Obećavajući polimerni strukturni kompozitni materijali. Zrcala antenskih struktura izrađenih od karbonskih vlakana naći će široku primjenu za rješavanje problema komunikacije putem satelita. Njihova uporaba s masom do 15 kg osigurat će prekidno opterećenje od 900 kgf s vijekom trajanja od najmanje 20 godina.
Saćasti materijali (troslojni) izrađeni od karbonskih vlakana u nosivim konstrukcijskim elementima u usporedbi s jednoslojnim (monolitnim) pri zadanim radnim uvjetima i povećanim opterećenjima zadanom masom elementa osigurat će:
smanjenje mase konstrukcijskog elementa za 40-50% i povećanje njegove krutosti za 60-80%;
povećanje pouzdanosti za 20-25% i povećanje garantni rok za 60-70%.
Osim toga, ova vrsta materijala će osigurati posebna elektrofizička svojstva (na primjer, za radarske antene), kao i zahtjeve za toplinsku otpornost i toplinsku vodljivost.
Tlačni cilindri. Lagane posude i spremnici izrađeni od polimernih kompozitnih materijala koji rade pod tlakom uspješno se koriste u raketnoj i svemirskoj tehnici. Spremnici goriva, baloni, trupovi su napravljeni i njima se upravlja raketni motori, akumulatori tlaka, cilindri za disanje za pilote i astronaute. Korištenje organskih i staklenih vlakana omogućit će stvaranje izdržljivih tlačnih cilindara s visokim koeficijentom težine savršenstva.
teleskopi. Stvaranje elemenata precizne opreme povezano je s osiguranjem nepromjenjivosti njihovih geometrijskih dimenzija (dimenzionalne stabilnosti) pri promjeni u širokom rasponu (±150 °C) temperaturnog polja. Razvit će se tehnologije koje će omogućiti stvaranje polimernih kompozitnih materijala od karbonskih vlakana koji osiguravaju visoku dimenzionalnu stabilnost elemenata opreme za određeno temperaturno polje.
"Pametni" materijali. Napredak tehnike i tehnologije neraskidivo je povezan s razvojem i uvođenjem novih materijala. U posljednjem desetljeću, uz stalno usavršavanje postojećih materijala, uzrokuju značajne tehničke i ekonomski učinak zbog jedinstvene kombinacije svojstava, pojavili su se trendovi u stvaranju novih materijala sposobnih za aktivnu interakciju s vanjski faktori. Takvi materijali se nazivaju "intelektualni", "pametni", "mudri" itd. Oni su u stanju "osjetiti" svoje fizičko stanje, vanjske utjecaje i reagirati na te "osjete" na poseban način, tj. sposobni su provesti samodijagnostiku nastanka i razvoja defekta, njegovo otklanjanje i stabilizirati svoje stanje u kritičnim područjima.
Zbog raznolikosti svojstava "inteligentnih" materijala, oni se mogu koristiti u različitim konstrukcijskim elementima raketne i svemirske tehnike (trupovi, oplate, odjeljci, tarne jedinice itd.). Korištenje takvih materijala omogućit će kontrolu i predviđanje stanja različitih struktura i struktura u potrebno vrijeme, pa čak iu teško dostupnim područjima, kako bi se značajno povećao vijek trajanja sustava i njihova pouzdanost. Iz analize stručne procjene stručnjaka slijedi da će u sljedećih 20 godina 90% moderni materijali koji se koriste u industriji bit će zamijenjeni novima, posebice "inteligentnim", koji će omogućiti stvaranje strukturnih elemenata koji će odrediti tehnički napredak 21. stoljeće
Brtvljenje i brtveni materijali. Unatoč postojećoj raznolikosti brtvenih i brtvenih materijala, postoji velika potreba za razvojem novih, perspektivnih materijala usmjerenih na potrebe kozmonautike u 21. stoljeću. Nastala je u vezi sa pooštravanjem zahtjeva za smanjenje broja tehnološki procesi u proizvodnji proizvoda, proširenju temperaturnog raspona, performansama i uvjetima aktivnog postojanja svemirskih letjelica i lansirnih vozila. Postavljeni su zadaci stvaranja novih klasa guma, brtvila i smjesa (uključujući vodljive gume i brtvila; gume otporne na toplinu, mraz i agresivnost; termo- i agresivna anaerobna brtvila; smjese koje provode toplinu i apsorbiraju mikrovalove). Vodljive gume i brtvila s povećanjem za 1,5-2 puta Tehničke specifikacije zahvaljujući poboljšanju tehnoloških procesa, osigurat će uklanjanje statičkog elektriciteta iz letjelice i povećati SAS s 5 na 10-15 godina.
Otporan na zračenje maziva potrebno za osiguranje pouzdanog rada tarnih jedinica u različitim plinskim i tekućim medijima u širokom rasponu temperatura u prizemnim uvjetima i otvorenom prostoru tijekom 10-15 godina. Masti su univerzalno operativno i konzervatorsko sredstvo za zaštitu dijelova i strojeva od klimatskih utjecaja tijekom njihovog skladištenja. Razvijena maziva trebala bi biti učinkovita u bilo kojoj klimatskoj zoni i prikladna za dugotrajno skladištenje čak i na otvorenim prostorima.
Strukturno ljepilo s povećanom elastičnošću i malim ispuštanjem plinova. Organosilikonska epoksidna ljepila otporna na vibracije, udarce, toplinske cikluse trenutno se naširoko koriste za pričvršćivanje elemenata solarnih ćelija, nosača i drugih dijelova te za izvođenje popravaka na opterećenim površinama svemirske tehnologije. Njihov značajan nedostatak je značajno razvijanje plina (do 8%) kada su izloženi vakuumu i povišene temperature. upada u oko plinoviti proizvodi onečišćuju radne površine optičko-elektroničkih uređaja instaliranih na letjelici i često određuju njihovu učinkovitost. Kako bi se osigurala čistoća uređaja (produljenje njihovog pouzdanog rada), trebalo bi razviti i koristiti materijale (uključujući ljepila) s ukupnim gubitkom težine od najviše 1,0 % i otpuštanjem tvari koje se lako kondenziraju od najviše 0,1 %. vanjske površine RCT proizvoda.
Za lijepljenje različitih materijala u uvjetima toplinskog ciklusa i visokih vibracijskih i udarnih opterećenja, potrebno je koristiti ljepila povećane elastičnosti u kombinaciji s visokom čvrstoćom (do 20 MPa). Vodljiva ljepila su dizajnirana za stvaranje električnih kontakata u slučajevima kada je vruće lemljenje neprihvatljivo ili nemoguće - na teško dostupnim mjestima gdje se susreću pregrade ekrana i kućište.
U RKT proizvodima, vodljiva strukturalna ljepila s dovoljnom snagom lijepljenja koriste se u uređajima za sustav upravljanja za:
pričvršćivanje vodljivih elemenata, ugradnja električnih krugova radio-elektroničke opreme;
zaštita pojedinačnih čvorova u strukturama složenog oblika, električno brtvljenje montažnih jedinica.
Trenutno su se pojavili znanstveni i tehnološki preduvjeti za stvaranje vodljivih ljepila za hladno stvrdnjavanje koja ne sadrže dragocjeni metali, dizajniran za stvaranje visoko pouzdanih električnih vodljivih veza u sustavima upravljanja RKT proizvodima, štiteći pojedinačna mjesta (teško dostupna za lemljenje) u strukturama složenog oblika. Stvaranje vodljivih ljepila s dobrim konfekcijskim svojstvima omogućit će uklanjanje statičkih električnih naboja s površine svemirske letjelice i, posljedično, povećati pouzdanost i trajanje rada elemenata elektroničke opreme te značajno smanjiti opasnost od požara proizvoda.
Materijali na bazi ugljika. U području razvoja novih materijala na bazi ugljika daljnji razvoj će biti stvaranje ugljik-ugljik, ugljik-karbid kompozitnih materijala, koji će imati široku primjenu u raketnoj i svemirskoj tehnici (elementi propulzijskih sustava, toplinska zaštita, fragmentacija i zasloni za zaštitu od zračenja, radiotransparentne strukture, itd. ) i s većim učinkom, ali i povećanjem troškova, omogućit će smanjenje težine proizvoda za 30-50%.
Kontrolne tehnologije. U području perspektivnih tehnologija upravljanja potrebno je kao prioritet izdvojiti rješavanje sljedećih zadataka: upravljanje višesatelitskim distribuiranim svemirski sustavi(uključujući one temeljene na mikro- i nanosatelitima); razvoj samoučećih autonomnih sustava upravljanja temeljenih na tehnologijama neuronskih mreža, umjetne inteligencije; smanjenje zemaljske kontrolne infrastrukture; osiguranje sigurnosti korištenja svemirskog prostora u uvjetima njegove kontaminacije i povećanja broja raspoređenih svemirskih letjelica.
Analiza trendova u razvoju orbitalnih vozila (OS) krajem 20. stoljeća. sugerira da je za prvu polovicu XXI stoljeća. bit će karakteristične sljedeće glavne značajke njihova razvoja. Prva značajka bit će povezana sa značajnom koncentracijom napora u području svemirskih komunikacija u interesu stvaranja višesatelitskih komunikacijskih sustava u niskoj orbiti. Kao primjer, na sl. dana je očekivana promjena u relativnom broju orbitalnih vozila za različite namjene raspoređenih u području bliskog svemira. Istodobno, sve do sredine XXI. i dalje će se voditi vodeća uloga orbitalnih sredstava komunikacije i prijenosa podataka raspoređenih u geostacionarnoj orbiti i sredstava navigacije u području srednjih orbita.
Drugi vodeći trend u razvoju prostora u prvoj polovici XXI.st. doći će do značajnog povećanja broja orbitalnih objekata i sustava (prvenstveno temeljenih na malim svemirskim letjelicama, kao i mikro- i nanosatelitima) koji rade u području bliskog svemira.
Istodobno se očekuje značajno povećanje relativnog broja malih svemirskih letjelica, uključujući i nanosatelite, uz smanjenje udjela velikih svemirskih letjelica u rješavanju raznih problema.
Valja napomenuti da će prioritetni razvoj razmatranih tehnologija biti temelj razvoja astronautike u 21. stoljeću.
SAD, zemlje Europske svemirske agencije (ESA) i Japan imaju nosače teške klase među stranim zemljama. Prve teške nosače stvorili su Amerikanci 1964.-1967. za podršku lunarnom programu Apollo. Najsnažniji od njih, Saturn-5, omogućio je lansiranje korisnog tereta teškog oko 120 tona u orbitu blizu Zemlje na visini od 500 km. Završetkom programa Apollo i Skylab ...
Kina upravlja vojnim svemirskim letjelicama i svemirskim letjelicama s dvojnom namjenom za komunikaciju, meteorološku podršku, daljinsko očitavanje, a također lansira eksperimentalne svemirske letjelice, uključujući vojne. Za kontrolu ovih letjelica namijenjen je GCC s više točaka, organizacijski objedinjen kojim upravlja Kinesko udruženje za lansiranje, praćenje, telemetriju i kontrolu svemirskih letjelica. Ova udruga podređena je Odboru za obrambenu znanost, tehnologiju i obrambenu industriju (KONTOP) Državnog vijeća. U sklopu NCU...
Krajem 1970-ih u našoj zemlji iu Sjedinjenim Američkim Državama pristupilo se razvoju i implementaciji globalnih navigacijskih sustava GLONASS i Navstar. U sklopu kojeg su trebale djelovati 24 svemirske letjelice pune veličine (21 glavna + 3 rezervne). Značajno povećanje broja svemirskih letjelica u sustavu značajno je zakompliciralo rješavanje problema raspoređivanja na vrijeme. U 1990-ima….
Lansirno vozilo "Start-1" izradio je Znanstveno-tehnički centar (STC) "Kompleks" Moskovskog instituta za toplinsku tehniku (MIT), koji je poznat kao kreator interkontinentalnih balističkih projektila, uključujući Topol ICBM ( SS-25), koji je postao prototip novog nosača. Lansirna raketa "Start-1" dizajnirana je za lansiranje malih svemirskih letjelica u niske Zemljine orbite. Dva uspješna lansiranja ove rakete-nosača već su izvedena s kozmodroma Svobodny s eksperimentalnom svemirskom letjelicom ...
Postojeći sustav lansirnih vozila uključuje svemirske letjelice lake, srednje i teške klase, bazirane na domaćem kozmodromu Plesetsk i kozmodromu Bajkonur, koji se nalaze na teritoriju Republike Kazahstan. Prijelaz objekata svemirske infrastrukture pod nadležnost bivših republika SSSR-a za Rusiju je postavio niz problema: osiguranje neovisnosti u provedbi svemirskih aktivnosti, a prvenstveno na vojnom planu; racionalno…
Složenost objekata raketne i svemirske tehnologije posljedica je raznolikosti zadataka koje rješavaju znanstvene, društveno-ekonomske i obrambene prirode. Multifunkcionalni RCT objekti u budućnosti će se po svojim mogućnostima približiti automatskim letećim robotima, a njihove grupacije i upravljački kompleksi velikim prostorno raspodijeljenim inteligentnim sustavima. Takvi sustavi mogu se topološki prikazati kao zemaljsko-svemirski inteligentni informacijska mreža. Mrežna inteligencija,…
Pri stvaranju europskih nosača korišteno je načelo postupnog poboljšanja postojećih sustava, koje se smatra tradicionalnim u konstrukciji zrakoplova. To pokazuju razne modifikacije rakete-nosača, uključujući raketu-nosač Ariane-4. Za razliku od njih, teška Ariane-5 novi je iskorak u svakom pogledu, pa bi ova raketa-nosač, kako predlažu zapadnoeuropski stručnjaci, trebala biti prvi model nove serije. Uz pomoć rakete-nosača Ariane-5,…
Nacionalna svemirska uprava Japana NASDA (NASDA) razvija i upravlja svemirskim letjelicama za komunikaciju, daljinska istraživanja, podršku vremenskim uvjetima i druge s dvostrukom svrhom. Znanstvene svemirske letjelice provodi Institut za svemirska istraživanja ISAS (ISAS). Obje organizacije imaju vlastitu kontrolu i instrumente svemirske letjelice. Međutim, čini se da neki I&C-ovi koji se nalaze izvan Japana imaju instalirane objekte obiju organizacija i koriste ih zajedno ako je potrebno. Ovdje je NCU...
Značajno povećanje složenosti RCT-a, razvoj svemirskih letjelica za dugotrajni rad i visoke zahtjeve pouzdanosti temeljno je promijenjena metodologija osiguranja i praćenja njihove pouzdanosti. Glavna pažnja u osiguranju i praćenju pouzdanosti RCT-a bila je usmjerena na analizu uzroka potencijalnih kvarova i kvarova koji su se dogodili tijekom testiranja, te razvoj učinkovitih mjera za njihovo sprječavanje. Temeljna načela suvremene metodologije pružanja i…
Državni svemirski istraživački i proizvodni centar nazvan po V.I. M.V. Khrunichev, u okviru programa Angara, razvija niz raketa za lansiranje, čiji je ključni element stvaranje rakete za lansiranje teške klase - rakete za lansiranje 21. stoljeća. kao prometna osnova ruskog svemirskog programa. Istraživanje i razvoj za stvaranje obitelji lansirnih vozila Angara provodi se na temelju Dekreta predsjednika Ruske Federacije br. 14 od 6. siječnja 1995. „O stvaranju ...
Tijekom proteklih gotovo sedam desetljeća od prvog lansiranja u svemir (ne računajući prethodnih dvadeset godina istraživanja i eksperimenata), dizajni svemirskih letjelica (SC) kontinuirano su se poboljšavali. Značajan doprinos evoluciji dizajna svemirskih letjelica dale su takozvane "testne" svemirske letjelice, koje su dizajnirane posebno za ispitivanje i testiranje u stvarnim uvjetima svemirskog leta konstrukcijskih elemenata, sustava, sklopova, sklopova i blokova, načina njihovog optimalnog aplikacija, moguće načine njihovo ujedinjenje.
Ako su se u SSSR-u razne modifikacije svemirskih letjelica praktički samo jedne serije Kosmos široko koristile kao automatske ispitne letjelice, onda je u SAD-u postojao čitav niz svemirskih letjelica: ATS, GGTS, 0V, Dodge, TTS, SERT, "RW". ", itd.
Unatoč velikoj raznolikosti dizajna svemirskih letjelica, zajednička za sve uređaje je prisutnost kućišta sa skupom različitih strukturnih elemenata (tzv. "potporne" opreme) i posebne (ciljane) elektroničke opreme.
Tijelo svemirske letjelice strukturalna je i tlocrtna osnova za ugradnju i smještaj svih njezinih elemenata i pripadajuće opreme. Na primjer, za automatsku svemirsku letjelicu, prateća oprema osigurava najmanje sljedeće sustave na brodu: orijentaciju i stabilizaciju, toplinsku kontrolu, napajanje, telemetriju, mjerenja putanje, kontrolu i navigaciju, upravljanje i softver, razna izvršna tijela itd. Na letjelicama s posadom i svemirskim postajama, osim toga, postoje sustavi za održavanje života, spašavanje u hitnim slučajevima itd.
S druge strane, ciljna oprema svemirske letjelice može biti optička (optičko-elektronička), fotografska, televizijska, infracrvena, radarska, radiotehnička, spektrometrijska, rendgenska, radiokomunikacijska i relejna, radiotehnička, radiometrijska, kalorimetrijska itd.
Svi ovi sustavi (njihova struktura, funkcije, konfiguracija itd.) koriste najmoderniji ECB.
Naravno, konfiguracije svemirskih letjelica ovise o njihovoj namjeni i stoga se značajno razlikuju - to su lansiranje letjelice na tražene putanje, blokovi za ubrzavanje i kočenje letjelice, uključujući potporne i korektivne motore, odjeljke za gorivo, jedinice i servisni sustavi (osigurati prijenos letjelice s niske orbite na višu ili međuplanetarnu, izvršiti obrnute prijelaze - s visoke orbite na nisku, korekciju parametara putanje itd.).
Koncept "izgleda" svemirske letjelice neraskidivo je povezan s dizajnom letjelice - najracionalniji i najgušći prostorni raspored sastavnih elemenata. U ovom slučaju razlikuju se unutarnji i vanjski (aerodinamički) raspored letjelice.
Zadatak razvoja dizajna određene svemirske letjelice prilično je složen, budući da je potrebno uzeti u obzir puno čimbenika koji često proturječe jedni drugima. Na primjer, potrebno je osigurati minimalan broj komunikacija između svemirske letjelice i zemaljskog kompleksa (osobito za lansirna vozila), sigurnost i udobnost posade (za letjelice s ljudskom posadom), siguran rad te održavanje na mjestu lansiranja iu letu, osiguravajući zadane parametre stabilnosti, upravljivosti, toplinskih uvjeta i aerodinamičkih karakteristika letjelice i još mnogo toga.
Zadatak dizajnera svemirskih letjelica kompliciran je činjenicom da kriterij optimalnosti njihovog rješenja nije samo minimiziranje mase svemirske letjelice, već i njezina cijena i uvjeti stvaranja uz zajamčeno osiguranje parametara pouzdanosti, multifunkcionalnosti itd.
Prva svemirska letjelica Zemlje "Vostok 1", koja je podigla prvog čovjeka u nisku Zemljinu orbitu.
Kao što znate, brod koji je krenuo iz svemirske letjelice napravio je samo jedan (ali prvi u povijesti čovječanstva) revoluciju oko planeta Zemlje, a let se odvijao u potpunosti u automatski način rada, u kojoj je prvi kozmonaut bio takoreći "putnik", spreman u svakom trenutku prebaciti kontrolu na sebe. Iako u stvarnosti, prema našoj klasifikaciji, to nije bio "let s ljudskom posadom", već potpuno automatski let, ali to je samo slučaj kada klasifikacija ne odražava uvijek ispravno bit tekućeg procesa (fenomena, događaja).
Jedna od prvih (1977.) letjelica dugog dometa (tzv. "svemirska sonda") iz serije Voyager (najpoznatije letjelice su Voyager-1 i Voyager-2). Prema nekim literarnim izvorima, ova 723 kilograma teška automatska sonda, lansirana 5. rujna 1977. godine i namijenjena istraživanju i neposrednoj okolini, na iznenađenje svojih tvoraca, još uvijek je u normalnom radnom stanju i, u vezi s tom okolnošću, čak i obavlja novu (dodatnu) misiju – odrediti položaj granica Sunčev sustav, uključujući "" (), iako je, kako su zamislili programeri, njegova izvorna glavna misija bila samo proučavanje dva - i (bila je to prva sonda koja je snimila detaljne slike svih satelita ovih planeta)
Tako dugo aktivno postojanje svemirskih letjelica prvenstveno je posljedica
optimalne inženjerske odluke donesene prilikom izrade elektroničkog
ugrađena oprema, kompetentan izbor odgovarajućeg ECB-a za kompleks
njegovih sustava na brodu.
Neistražene dubine Kozmosa zanimale su čovječanstvo stoljećima. Istraživači i znanstvenici oduvijek su koračali prema spoznaji zviježđa i svemira. Bila su to prva, ali tada značajna postignuća koja su poslužila za daljnji razvoj istraživanja u ovoj industriji.
Važno postignuće bio je izum teleskopa, uz pomoć kojeg je čovječanstvo uspjelo pogledati mnogo dalje svemir te pobliže upoznati svemirska tijela koja okružuju naš planet. U naše vrijeme, istraživanje svemira provodi se mnogo lakše nego u tim godinama. Naš portal vam nudi mnoštvo zanimljivih i fascinantnih činjenica o kozmosu i njegovim misterijama.
Prva svemirska letjelica i tehnologija
Aktivno istraživanje svemira počelo je lansiranjem prvog umjetno stvorenog satelita našeg planeta. Ovaj događaj datira iz 1957. godine, kada je lansiran u Zemljinu orbitu. Što se tiče prvog aparata koji se pojavio u orbiti, bio je izuzetno jednostavan u svom dizajnu. Ovaj uređaj je bio opremljen prilično jednostavnim radio odašiljačem. Kada je stvoren, dizajneri su odlučili proći s najminimalnijim tehničkim kompletom. Ipak, prvi najjednostavniji satelit poslužio je kao početak razvoja nove ere svemirske tehnologije i opreme. Do danas možemo reći da je ovaj uređaj postao veliko postignuće za čovječanstvo i razvoj mnogih znanstvenih grana istraživanja. Osim toga, izvođenje satelita u orbitu bilo je postignuće za cijeli svijet, a ne samo za SSSR. To je postalo moguće zahvaljujući napornom radu dizajnera na stvaranju interkontinentalnih balističkih projektila.
Upravo su visoka dostignuća u raketnoj znanosti omogućila konstruktorima da shvate da se smanjenjem nosivosti rakete-nosača mogu postići vrlo velike brzine leta koje će premašiti svemirsku brzinu od ~ 7,9 km/s. Sve je to omogućilo postavljanje prvog satelita u Zemljinu orbitu. Svemirske letjelice i tehnologija zanimljive su zbog mnogo različitih dizajna i koncepata koji su predloženi.
U širem smislu, svemirska letjelica je uređaj koji prevozi opremu ili ljude do granice gdje završava gornji dio zemljine atmosfere. Ali ovo je izlaz samo u bliski Kosmos. Prilikom rješavanja raznih svemirskih problema, svemirske letjelice se dijele u sljedeće kategorije:
suborbitalni;
Orbitalne ili blizu Zemlje, koje se kreću u geocentričnim orbitama;
Interplanetarni;
Planetarni.
Dizajneri SSSR-a sudjelovali su u stvaranju prve rakete za lansiranje satelita u svemir, a sama izrada je trajala manje od finog podešavanja i otklanjanja pogrešaka svih sustava. Također, faktor vremena utjecao je na primitivnu konfiguraciju satelita, budući da je SSSR nastojao postići pokazatelj prve kozmičke brzine njegovog stvaranja. Štoviše, sama činjenica lansiranja rakete izvan planeta bila je u to vrijeme značajnije postignuće od količine i kvalitete ugrađene opreme na satelitu. Sav obavljeni posao okrunjen je trijumfom za cijelo čovječanstvo.
Kao što znate, osvajanje svemira tek je započelo, zbog čega su dizajneri postizali sve više i više u raketnoj znanosti, što je omogućilo stvaranje naprednijih svemirskih letjelica i opreme koja je pomogla u velikom skoku u istraživanju svemira. Također, daljnji razvoj i modernizacija raketa i njihovih komponenti omogućili su postizanje druge svemirske brzine i povećanje mase korisnog tereta na brodu. Zbog svega toga 1961. godine postalo je moguće prvo lansiranje rakete s čovjekom na brodu.
Stranica portala može ispričati puno zanimljivih stvari o razvoju svemirskih letjelica i tehnologije za sve godine iu svim zemljama svijeta. Malo ljudi zna da su znanstvenici svemirska istraživanja zapravo započeli i prije 1957. godine. Prva znanstvena oprema za proučavanje poslana je u svemir krajem 1940-ih. Prve domaće rakete mogle su podići znanstvenu opremu na visinu od 100 kilometara. Osim toga, ovo nije bilo jedno lansiranje, izvođena su prilično često, dok je maksimalna visina njihovog uspona dosegla indikator od 500 kilometara, što znači da su prve ideje o svemiru postojale prije početka svemirskog doba. U današnje vrijeme, kada se koristi najviše najnovije tehnologije ta postignuća mogu izgledati primitivna, ali ona su nam omogućila da postignemo ono što trenutno imamo.
Stvorena svemirska letjelica i tehnologija zahtijevali su rješavanje velikog broja različitih zadataka. Najvažnija pitanja bila su:
- Odabir točne putanje letjelice i daljnja analiza njezina kretanja. Za rješavanje ovog problema bilo je potrebno aktivno se razvijati nebeska mehanika koja je postala primijenjena znanost.
- Svemirski vakuum i bestežinsko stanje postavili su svoje zadatke pred znanstvenike. I to nije samo stvaranje pouzdanog zatvorenog kućišta koje bi moglo izdržati prilično teške svemirske uvjete, već i razvoj opreme koja bi mogla obavljati svoje zadatke u svemiru jednako učinkovito kao i na Zemlji. Budući da nisu svi mehanizmi mogli savršeno raditi u bestežinskom stanju i vakuumu na isti način kao u zemaljskim uvjetima. Glavni problem bio je isključivanje toplinske konvekcije u zatvorenim volumenima, sve je to poremetilo normalan tijek mnogih procesa.
- Rad opreme također je bio poremećen toplinskim zračenjem sunca. Kako bi se eliminirao ovaj utjecaj, morale su se osmisliti nove metode proračuna za uređaje. Također, osmišljeno je mnogo uređaja za održavanje normalnih temperaturnih uvjeta unutar same letjelice.
- Veliki problem bilo je napajanje svemirskih uređaja. Najoptimalnije rješenje projektanata bila je pretvorba sunčevog zračenja u električnu energiju.
- Bilo je potrebno dosta vremena da se riješi problem radiokomunikacije i kontrole svemirskih letjelica, budući da su zemaljski radarski uređaji mogli raditi samo na udaljenosti do 20 tisuća kilometara, a to nije dovoljno za svemir. Evolucija radiokomunikacija na ultra velikim udaljenostima u naše vrijeme omogućuje vam održavanje kontakta sa sondama i drugim uređajima na udaljenosti od milijuna kilometara.
- Ipak, najveći problem ostala je dorada opreme kojom su opremljeni svemirski uređaji. Prije svega, tehnika mora biti pouzdana, jer je popravak u svemiru u pravilu bio nemoguć. Također su osmišljeni novi načini umnožavanja i snimanja informacija.
Nastali problemi pobudili su interes istraživača i znanstvenika iz različitih područja znanja. Zajednička suradnja omogućilo postizanje pozitivnih rezultata u rješavanju zadataka. Zbog svega toga počelo se rađati novo polje znanja, a to su svemirske tehnologije. Pojava ovakvog dizajna izdvojena je iz zrakoplovne i drugih industrija zbog svoje jedinstvenosti, posebnih znanja i radnih vještina.
Neposredno nakon stvaranja i uspješnog lansiranja prvog umjetnog satelita Zemlje, razvoj svemirske tehnologije odvijao se u tri glavna smjera, i to:
- Projektiranje i proizvodnja Zemljinih satelita za različite namjene. Osim toga, industrija se bavi modernizacijom i poboljšanjem ovih uređaja, zbog čega postaje moguća njihova šira uporaba.
- Stvaranje aparata za proučavanje međuplanetarnog prostora i površina drugih planeta. Ovi uređaji u pravilu obavljaju programirane zadatke, a njima se može upravljati i daljinski.
- Svemirska tehnologija radi razni modeli stvaranje svemirskih postaja na kojima znanstvenici mogu provoditi istraživačke aktivnosti. Ova je industrija također uključena u dizajn i proizvodnju svemirskih letjelica s posadom.
Mnoga područja svemirske tehnologije i postizanje druge svemirske brzine omogućili su znanstvenicima pristup udaljenijim svemirskim objektima. Zato je krajem 50-ih bilo moguće lansirati satelit prema Mjesecu, osim toga, tadašnja tehnologija već je omogućila slanje istraživačkih satelita na najbliže planete blizu Zemlje. Dakle, prva vozila koja su poslana da proučavaju Mjesec omogućila su čovječanstvu po prvi put da upoznaju parametre svemira i vide daleku stranu Mjeseca. Ipak, svemirska tehnologija s početka svemirskog doba još uvijek je bila nesavršena i nekontrolirana, a nakon odvajanja od rakete-nosača glavni dio se prilično kaotično okretao oko središta svoje mase. Nekontrolirana rotacija nije dopuštala znanstvenicima puno istraživanja, što je zauzvrat potaknulo dizajnere na stvaranje naprednijih svemirskih letjelica i tehnologije.
Upravo je razvoj kontroliranih vozila omogućio znanstvenicima da provedu još više istraživanja i nauče više o svemiru i njegovim svojstvima. Također, kontrolirani i stabilni let satelita i drugih automatskih uređaja lansiranih u svemir omogućuje točniji i učinkovitiji prijenos informacija na Zemlju zbog orijentacije antena. Zbog kontroliranog upravljanja moguće je izvesti potrebne manevre.
Početkom 1960-ih, sateliti su aktivno lansirani na najbliže planete. Ta su lansiranja omogućila bolje upoznavanje s uvjetima na susjednim planetima. Ali ipak, najveći uspjeh ovog vremena za cijelo čovječanstvo na našem planetu je let Yu.A. Gagarin. Nakon postignuća SSSR-a u izgradnji svemirske opreme, većina zemalja svijeta posebnu je pozornost posvetila i raketnoj znanosti i stvaranju vlastite svemirske tehnologije. Ipak, SSSR je bio lider u ovoj industriji, jer je prvi stvorio aparat koji je izveo meko slijetanje. Nakon prvih uspješnih slijetanja na Mjesec i druge planete, postavljen je zadatak detaljnijeg proučavanja površina svemirskih tijela pomoću automatskih uređaja za proučavanje površina i prijenos fotografija i videa na Zemlju.
Prvom svemirskom letjelicom, kao što je gore spomenuto, nije se upravljalo i nije se mogla vratiti na Zemlju. Prilikom izrade upravljanih uređaja dizajneri su se suočili s problemom sigurnog slijetanja uređaja i posade. Budući da bi vrlo brzi ulazak uređaja u Zemljinu atmosferu mogao jednostavno izgorjeti od topline tijekom trenja. Osim toga, pri povratku, uređaji su morali sigurno sletjeti i zapljusnuti u najrazličitijim uvjetima.
Daljnji razvoj svemirske tehnologije omogućio je proizvodnju orbitalnih stanica koje se mogu koristiti dugi niz godina, uz promjenu sastava istraživača na brodu. Prvo orbitalno vozilo ovog tipa bila je sovjetska stanica Saljut. Njegovo stvaranje bio je još jedan veliki skok za čovječanstvo u poznavanju svemirskih prostora i pojava.
Iznad je vrlo mali dio svih događaja i postignuća u stvaranju i korištenju svemirskih letjelica i tehnologije koja je stvorena u svijetu za proučavanje svemira. No ipak je najznačajnija godina bila 1957., od koje je započela era aktivne raketne znanosti i istraživanja svemira. Upravo je lansiranje prve sonde dovelo do eksplozivnog razvoja svemirske tehnologije u cijelom svijetu. A to je postalo moguće zahvaljujući stvaranju u SSSR-u lansirne rakete nove generacije, koja je mogla podići sondu do visine Zemljine orbite.
Kako biste naučili o svemu ovome i još mnogo više, naš portal vam nudi mnoštvo fascinantnih članaka, videa i fotografija svemirske tehnologije i objekata.
