“การทดสอบโครงสร้างและระบบของยานอวกาศ ยานอวกาศและเทคโนโลยี โครงสร้างอวกาศ

ลักษณะอากาศพลศาสตร์

องค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบินต้องมีความแข็งแรงสูง เนื่องจากต้องรับน้ำหนักมากระหว่างการบิน การลงจอด และการเคลื่อนที่ของเครื่องบินบนพื้นดิน ถึงแม้ว่ารูปแบบของโครงสร้างพื้นตายตัว เช่น อาคารหรือสะพาน อาจถูกกำหนดโดยผู้ออกแบบด้วยเหตุผลด้านความแข็งแกร่งและความประหยัด การออกแบบของเครื่องบินยังต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเพิ่มเติมที่เข้มงวดจำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ ตัวอย่างเช่น ปีกต้องทนต่อแรงดัดและแรงบิดและโมเมนต์ที่เกิดจากแรงที่ไม่นิ่ง การไหลของอากาศสู่ผิวปีก ลำแสงที่ฝังอย่างแน่นหนาสามารถทนต่อโหลดดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด แต่การออกแบบดังกล่าวไม่เหมาะสมจากมุมมองของแอโรไดนามิกตามที่ส่วนตัดขวางของปีกจะต้องบางและมีรูปทรงเพรียวบาง ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะที่สำคัญของโครงสร้างเครื่องบิน ในการออกแบบซึ่งควบคู่ไปกับการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรง จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีคุณสมบัติตามหลักอากาศพลศาสตร์สูง

ลักษณะน้ำหนัก

ที่สอง ลักษณะเฉพาะโครงสร้างการบินและอวกาศคือความปรารถนาที่จะลดน้ำหนักให้เหลือน้อยที่สุด มิฉะนั้น เครื่องบินหรือจรวดจะไม่สามารถขึ้นหรือลงน้ำหนักบรรทุกที่จำเป็นได้ ด้วยเหตุนี้ การออกแบบและการคำนวณโครงสร้างการบินและอวกาศจึงดำเนินการได้อย่างแม่นยำจนอนุญาตเฉพาะน้ำหนักที่จำเป็นสำหรับความแข็งแรงเท่านั้น โครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาเช่นนี้สามารถทำได้โดยใช้องค์ประกอบโครงสร้างที่บางและยาวซึ่งทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงเท่านั้น

การพิจารณาอย่างสร้างสรรค์

ดังนั้น คุณสมบัติหลักสองประการที่ทำให้โครงสร้างของเครื่องบินแตกต่างจากโครงสร้างทางวิศวกรรมภาคพื้นดินคืออิทธิพลของแรงแอโรไดนามิกที่มีต่อรูปร่างของโครงสร้างและการใช้องค์ประกอบที่ยืดออกและผนังบางที่เบามากซึ่งทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง ในขั้นตอนต่างๆ ของการพัฒนาการบิน ได้มีการเสนอแนวทางการออกแบบต่างๆ สำหรับเครื่องบิน มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องบินกับความเร็วของเครื่องบิน เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าโซลูชันการออกแบบบางอย่างที่นำมาใช้ในช่วงเริ่มต้นในการพัฒนาการบินนั้นเป็นที่ยอมรับสำหรับเครื่องบินสมัยใหม่ที่บินในช่วงความเร็วเดียวกัน ดังนั้นลำตัวเชื่อมที่ทำจากท่อเหล็กในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งจึงเป็นสิ่งแปลกใหม่ที่ทำให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของนักสู้และเพิ่มความเร็วในการบินเป็น 160 กม. / ชม. การออกแบบที่คล้ายคลึงกันนี้ไม่เหมาะกับเครื่องบินรบในสงครามโลกครั้งที่ 2 อย่างสิ้นเชิง ซึ่งบินด้วยความเร็วประมาณ 640 กม./ชม. ในอีกทางหนึ่ง กีฬาและเครื่องบินส่วนตัวในยุคหลังๆ นั้นแทบไม่มีความเร็วมากกว่า 160 กม./ชม. และท่อโลหะที่เชื่อมได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในโครงสร้างลำตัว

การบินก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง

ในช่วงทศวรรษแรกของการพัฒนาการบิน นักออกแบบพยายามเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเครื่องบินโดยการทดลองกับ ตัวเลือกต่างๆและไดอะแกรม ปรากฎว่ารูปแบบการออกแบบจำนวนมากที่เสนอในการประดิษฐ์คิดค้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 มีต้นแบบซึ่งได้รับการเสนอแล้วเมื่อต้นศตวรรษนี้ แต่ถูกปฏิเสธและลืมไปตามกาลเวลา ลักษณะสำคัญอย่างหนึ่งของเครื่องบินทุกลำที่สร้างขึ้นก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่งคือพวกมันใช้ปีกที่บางเป็นพิเศษ จากนั้นจึงคิดว่าการยกที่ต้องการสามารถทำได้เฉพาะกับแผ่นลมบางมาก แบนหรือโค้งเล็กน้อยเท่านั้น ปีกที่บางซึ่งคล้ายกับแผ่นบาง ๆ นั้นโค้งงอได้แม้อยู่ภายใต้อิทธิพลของภาระเล็กน้อย เพื่อให้มีความแข็งแกร่งและแข็งแรงตามต้องการ ปีกจึงเสริมด้วยเหล็กจัดฟันภายนอก

โมโนเพลนค้ำยัน

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาการบิน มีการใช้รูปแบบเลย์เอาต์ของเครื่องบินสองแบบสำเร็จ - monoplane แบบค้ำยัน (รูปที่ 1, เอ) และเครื่องบินปีกสองชั้น (รูปที่ 2) ตัวอย่างของเครื่องบินโมโนเพลน ได้แก่ เครื่องบินที่ออกแบบโดย Alberto Santos-Dumont และ Louis Blériot เครื่องบินปีกสองชั้นได้รับการออกแบบโดยพี่น้องตระกูลไรท์ การวิเคราะห์ง่ายๆ เกี่ยวกับความสมดุลของแรงและโมเมนต์แสดงให้เห็นว่าเครื่องมือจัดฟันและเหล็กจัดฟันภายนอกช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างได้อย่างไร ในรูป หนึ่ง, ขจะเห็นได้ว่าน้ำหนัก Gเครื่องบินมีความสมดุลโดยการยก Yที่เกิดจากการไหลของอากาศรอบปีก แรงยกถูกนำไปใช้ในระยะไกล dจากจุดศูนย์ถ่วงและสร้างช่วงเวลา Yd. ช่วงเวลานี้ต้องสมดุลด้วยโมเมนต์ของแรงปฏิกิริยา เนื่องจากระบบค้ำยันปีกอยู่ในภาวะสมดุล ดังแสดงในรูปที่ หนึ่ง, ข. ภายใต้การกระทำของแรงยก เหล็กค้ำล่างจะยืดออก และเหล็กค้ำยันบนจะอ่อนลง ดังนั้น ในการบิน เหล็กค้ำยันบนจะไม่ส่งแรงใดๆ ไปยังลำตัวเครื่องบิน และแรงปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นที่รอยต่อของปีกด้วยเหล็กค้ำยันล่างเท่านั้น เหล่านี้คือกองกำลัง ชมในรูป หนึ่ง, ข. ค่าของมันสามารถคำนวณได้จากเงื่อนไขดุลยภาพสำหรับช่วงเวลา:

จากสมการพีชคณิตอย่างง่ายนี้ เราจะหาขนาดของแรงปฏิกิริยาแนวนอน ชม:

สูตร (2) แสดงว่าแรงปฏิกิริยาแนวนอนยิ่งน้อย ยิ่งระยะทางยิ่งมาก ชม.ระหว่างปีกกับจุดยึดของเหล็กค้ำยันล่างกับลำตัวเครื่องบิน เมื่อเครื่องบินลงจอดหรือลงรันเวย์ ปีกจะมีแรงยกขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็ว ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว ส่วนหนึ่งของน้ำหนักของปีกจะต้องได้รับการสนับสนุนโดยเหล็กค้ำยันส่วนบน ในขณะที่เหล็กค้ำยันส่วนล่างจะไม่โหลด ด้วยเหตุนี้ เหล็กค้ำยันส่วนบนจึงเรียกว่า "การลงจอด" หรือเหล็กค้ำยันแบบย้อนกลับ และเหล็กค้ำยันล่างจึงเรียกว่า "การบิน" หรือสายการบิน ปีกที่บางไม่สามารถรับน้ำหนักได้มาก จึงต้องเพิ่มระยะห่าง ชม., เช่น. ยึดรั้งผู้ให้บริการใกล้กับแชสซีและรั้งบน - กับเสาซึ่งวางอยู่เหนือลำตัวเพื่อจุดประสงค์นี้

เครื่องบินปีกสองชั้นค้ำยัน

เพื่อเพิ่มระยะทางแนวตั้งเมื่อใส่เหล็กจัดฟัน ได้มีการเสนอการออกแบบเครื่องบินปีกสองชั้น (รูปที่ 2) ระยะห่างระหว่างปีกบนและปีกล่างของเครื่องบินปีกสองชั้นสอดคล้องกับระยะทาง ชม., กล่าวถึงข้างต้นเกี่ยวกับการออกแบบ monoplane ในขณะที่ as dระยะห่างระหว่างป๋อกับลำตัวถูกถ่าย สมการ (1) และ (2) ใช้กับเครื่องบินปีกสองชั้นที่ยอมให้มีความสูงได้ ชม.เมื่อเทียบกับโมโนเพลน

วัสดุการบิน

ในการออกแบบเครื่องบินลำแรก ส่วนใหญ่ใช้ไม้ที่ทนทาน เช่น ไม้สปรูซและไม้ไผ่ มีความเห็นว่าวัสดุหนัก เช่น โลหะ ไม่เหมาะสำหรับการผลิตโครงสร้างเครื่องบิน เหล็กถูกนำมาใช้สำหรับการจัดฟัน ไม้เป็นวัสดุโครงสร้างที่ยอดเยี่ยมอย่างไม่ต้องสงสัย โดยสามารถดูดซับแรงดัดที่มีน้ำหนักเบาได้สำเร็จ ในเวลาเดียวกัน รูปทรงภายนอกของปีกและลำตัวได้มาจากการยืดผ้าใบบนกรอบไม้

ปัญหาการลาก.

ข้อเสียเปรียบหลักของโครงสร้างค้ำยันคือแรงต้านสูง (แรงต้านการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ในอากาศ) เนื่องจากมีองค์ประกอบโครงสร้างเสริมหลายอย่าง เช่น เหล็กค้ำยัน สตรัท ล้อเฟืองท้าย เพลา และโช้คอัพ ของล้อซึ่งสัมผัสกับการไหลของอากาศ เครื่องบินดังกล่าวสามารถพัฒนาได้ค่อนข้างเล็ก ความเร็วสูงสุด(สถิติโลกในปี 1910 ทำได้เพียง 106 กม./ชม.)

โครงสร้างเฟรม

เพื่อเพิ่มความเร็วของเครื่องบิน จำเป็นต้องเปลี่ยนการออกแบบอย่างสิ้นเชิง - เพื่อเปลี่ยนไปใช้โครงสร้างเฟรม พื้นฐานของโครงเครื่องบินคือลำตัวเครื่องบินซึ่งประกอบด้วยห้องนักบิน ห้องผู้โดยสาร และห้องเก็บสัมภาระ สัมภาระจำนวนมากจะถูกโอนไปยังลำตัวซึ่งทำหน้าที่กับส่วนท้ายของเครื่องบินในระหว่างการซ้อมรบอย่างรวดเร็ว ชุดกำลังของโครงสร้างเฟรมแสดงในรูปที่ 3, เอน้ำหนักเบาและในขณะเดียวกันก็สามารถรับน้ำหนักได้มาก

ลำตัวเชื่อมจากท่อเหล็ก

เครื่องบินลำแรกบางลำมีโครงลำตัวประกอบขึ้นจากไม้สปรูซหรือแท่งไม้ไผ่ ยึดด้วยลวดเหล็ก อย่างไรก็ตาม โครงสร้างดังกล่าวไม่แข็งแรงพอ ความก้าวหน้าที่สำคัญคือโครงสร้างลำตัวเชื่อมที่ทำจากท่อเหล็ก ซึ่งเสนอในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งโดย A. Fokker ฟอกเกอร์ใช้เหล็กอ่อนที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.12% สำหรับโครงสร้างเครื่องบิน เนื่องจากองค์ประกอบที่ทำจากเหล็กจะเชื่อมติดกันได้ง่าย ในตอนแรก ลำตัวประเภทนี้ถือว่าไม่น่าเชื่อถือ แต่ค่อยๆ พบการใช้งานที่กว้างขวาง และด้วยการถือกำเนิดของท่อโครเมียม-โมลิบดีนัมที่มีความแข็งแรงสูง จึงสามารถลดน้ำหนักของลำตัวได้อย่างมาก

ลำตัวที่มีการเชื่อมต่อที่ถอดออกได้ขององค์ประกอบ

โครงสร้างเครื่องบินที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงได้รับการพัฒนาในอังกฤษ ซึ่งการเชื่อมถือเป็นวิธีการเชื่อมต่อที่ไม่น่าเชื่อถือ และองค์ประกอบแต่ละส่วนของเฟรมถูกเชื่อมต่อโดยใช้ตัวเชื่อมแบบกลไก ซึ่งมักจะใช้ตัวเชื่อมที่ชำนาญมาก การปฏิเสธการเชื่อมเปิดโอกาสกว้างของอังกฤษสำหรับการใช้โลหะผสมอลูมิเนียมและเหล็กโลหะผสมสูงที่ไม่สามารถเชื่อมได้ วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงเหล่านี้ทำให้น้ำหนักของโครงสร้างเครื่องบินลดลงแม้จะมีน้ำหนักของข้อต่อเพิ่มขึ้นก็ตาม ข้อเสียเปรียบหลักของลำตัวที่มีการเชื่อมต่อที่ถอดออกได้ขององค์ประกอบคือต้นทุนการผลิตที่สูง แม้ว่าเครื่องบินจะผลิตเป็นชุดใหญ่ก็ตาม การผลิตลำตัวเชื่อมจากท่อเหล็กมีราคาถูกกว่ามาก

ปลอกเปลือก

เพื่อสร้างสภาพที่สะดวกสบายสำหรับผู้โดยสาร โครงต้องหุ้มด้วยปลอกหุ้ม ยิ่งไปกว่านั้น แม้ในตอนต้นของศตวรรษ ได้มีการกำหนดว่าเพื่อเพิ่มความเร็วและลดแรงต้าน จำเป็นที่พื้นผิวด้านนอกของเครื่องบินจะต้องเรียบ ปลอกหุ้มที่ง่ายที่สุดคือผ้าใบซึ่งยืดเหนือโครงคานแล้วทาสีหรือเคลือบเงา อย่างไรก็ตาม รูปร่างที่ได้ในลักษณะนี้ไม่มีรูปทรงที่เรียบ: องค์ประกอบภายนอกของกรอบที่ยื่นออกมาจากใต้ผิวหนัง แน่นอน ด้วยรูปทรงที่เงอะงะเช่นนี้ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะให้กระแสน้ำไหลลื่นและมีความต้านทานน้อยที่สุด เพื่อขจัดข้อบกพร่องนี้ ผู้ออกแบบเครื่องบินความเร็วสูงจึงเริ่มใช้ลำตัวเครื่องบินของเฟรมรูปไข่ที่ยึดกับคาน (เสากระโดง) และคานขวางตามยาว ดังแสดงในรูปที่ 3, ข. เฟรมและ stringers เหล่านี้ทำให้กรอบสี่เหลี่ยมมีรูปร่างที่เพรียวบาง อย่างไรก็ตาม ส่วนที่ยื่นออกมายังคงยื่นออกมาจากใต้ปลอกผ้าใบ และเพื่อกำจัดส่วนที่ยื่นออกมา นักออกแบบจึงเริ่มใช้เปลือกไม้อัดบาง

ปีกเครื่องบินปีกสองชั้น

โครงร่างทั่วไปของเครื่องบินเฟรมคือเครื่องบินปีกสองชั้น ซึ่งถูกใช้เกือบทุกที่ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เขาเป็นที่ต้องการจนถึงกลางทศวรรษ 1930 นักบินรบมีมุมมองเชิงลบต่อเครื่องบินโมโนเพลน และข้อโต้แย้งหลักของพวกเขาคือเครื่องบินปีกสองชั้นนั้นคล่องแคล่วกว่า อันที่จริง เครื่องบินปีกสองชั้นมีความคล่องตัวที่ดีเนื่องจากช่วงปีกที่เล็กของมัน อันเป็นผลมาจากการที่น้ำหนักของเครื่องบินกระจุกตัวอยู่ใกล้ลำตัวเครื่องบิน วิศวกรการบินกำหนดคุณสมบัตินี้แตกต่างกัน โดยกล่าวว่าเครื่องบินปีกสองชั้นมีโมเมนต์ความเฉื่อยเพียงเล็กน้อย

การออกแบบดั้งเดิมของปีกเครื่องบินปีกสองชั้นทำจากไม้แสดงในรูปที่ 4. ประกอบด้วยส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักสองชิ้น - สแปร์ปีก โครงร่างด้านนอกของปีกถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือขององค์ประกอบที่เรียกว่าซี่โครงและผ้าที่คลุมไว้ การออกแบบเครื่องบินนี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจนถึงปี ค.ศ. 1920 เมื่ออุตสาหกรรมอากาศยานในอังกฤษเปลี่ยนมาใช้โครงสร้างโลหะทั้งหมด ตอนนี้เสากระโดงเริ่มทำจากแถบเหล็กโลหะผสมสูงและซี่โครงจากเหล็กหรือแผ่นอลูมิเนียมโดยการปั๊มโปรไฟล์ที่ต้องการ กระดูกซี่โครงและซี่โครงถูกประกอบเป็นโครงสร้างแบบโครงฉลุ

โมโนเพลนปีกสูง

โมโนเพลนปีกสูงปรากฏขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 และได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในฐานะเครื่องบินสองที่นั่งสำหรับใช้ส่วนตัวและเครื่องบินฝึกหัดเพื่อทดแทนการออกแบบเครื่องบินปีกสองชั้น แม้กระทั่งหลังสงครามโลกครั้งที่สอง เครื่องบินประเภทนี้หลายลำก็มีเครื่องมือจัดฟัน

โมโนเพลนดังกล่าวแตกต่างอย่างมากจากรุ่นก่อน ปีกที่หนากว่ามากตั้งอยู่เหนือลำตัวและใช้สตรัทแทนเหล็กค้ำยัน ชั้นวางสามารถรับรู้ได้ ความพยายามที่ดีทั้งแรงกดและแรงตึง และสตรัทตัวหนึ่งใช้แทนเหล็กจัดฟันคู่หนึ่ง เครื่องบินดังกล่าวไม่มีองค์ประกอบโครงสร้างของโมโนเพลนค้ำยันและมีแรงต้านที่ต่ำกว่ามาก (รูปที่ 5)

โมโนเพลนเท้าแขน

ก้าวสำคัญที่ก้าวไปข้างหน้าจากเครื่องบินปีกสองชั้นคือการออกแบบ monoplane cantilever ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบิน Fokker ในปี ค.ศ. 1920 ในรูป 6 แสดงแผนผังของเครื่องบินปีกสูง Fokker ซึ่งมีการตั้งค่าบันทึกมากมายสำหรับระยะการบิน สำหรับโครงร่างนี้ ให้เรากลับมาที่สมการ (1) อีกครั้ง ซึ่งแสดงถึงความเท่าเทียมกันของช่วงเวลา ตอนนี้ความแรง ชมคือ แรงตึงหรือแรงอัดที่กระทำต่อครีบของฟันเฟือง และ ชม.- ระยะห่างระหว่างครีบ ภาระบนหน้าแปลนสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มระยะห่างระหว่างหน้าแปลน ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มความหนาของส่วนปีก การออกแบบปีกฟอกเกอร์ที่มีความหนาสัมพัทธ์ (อัตราส่วนของความหนาแอร์ฟอยล์สูงสุดต่อคอร์ดปีก) ที่ 20% มีลักษณะแอโรไดนามิกที่ดี

ปีกคานยื่นของการออกแบบฟอกเกอร์มีท่อนไม้และซี่โครงและหนังไม้อัด แข็งแกร่งและแข็งแกร่งมาก แต่ก็ยังค่อนข้างหนักกว่าแบบอื่นที่คล้ายคลึงกัน ในหลายประเทศ เช่น อังกฤษ อิตาลี และ สหภาพโซเวียต, ปีกแขนทำจากเหล็กและอลูมิเนียม ซี่โครง และผ้าหุ้ม ในอนาคตการใช้ผิวโลหะทำให้ปีกมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ปีกดังกล่าวมักถูกเรียกว่าปีกผิวหนังที่ใช้งานได้ วิธีการผลิตและการประกอบ รวมทั้งการคำนวณโครงสร้างดังกล่าว แตกต่างอย่างมากจากวิธีการที่ใช้สำหรับปีกโครงสร้างเฟรม

MONOCOK DESIGN

หลักการโมโนค็อก

ด้วยความเร็วในการบินของเครื่องบินที่เพิ่มขึ้น ปัญหาการลดแรงต้านจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ขั้นตอนที่ค่อนข้างเป็นธรรมชาติในกรณีนี้คือการเปลี่ยนผ้าที่หุ้มปีกด้วยแผ่นปิดโลหะที่ทำจากแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์บางๆ ปลอกโลหะทำให้สามารถขจัดการโก่งตัวระหว่างซี่โครง และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถทำซ้ำรูปร่างที่นักแอโรไดนามิกแนะนำโดยอาศัยการคำนวณทางทฤษฎีและการศึกษาทดลองในอุโมงค์ลมได้แม่นยำยิ่งขึ้น ในขณะเดียวกัน การออกแบบของลำตัวเครื่องบินก็เปลี่ยนไป โครงไฟฟ้ารูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าถูกวางไว้ในโครงสร้างเปลือกที่ประกอบด้วยกรอบไฟและคานบันได การออกแบบนี้ตอบสนองความต้องการของแอโรไดนามิกสำหรับรูปร่างของลำตัวได้ดีกว่า บนเครื่องบินเครื่องยนต์เดียว ด้านหน้าของลำตัวเครื่องบินก็ถูกหุ้มด้วย แผ่นโลหะเพื่อลดโอกาสเกิดไฟไหม้ เมื่อจำเป็นต้องปรับปรุงความเรียบของพื้นผิว ปลอกผ้าก็ถูกแทนที่ด้วยไม้อัดหรือโลหะตลอดความยาวของลำตัว แต่ปลอกดังกล่าวมีราคาแพงและหนักมาก เป็นการสิ้นเปลืองเกินไปที่จะเพิ่มน้ำหนักของโครงสร้างและไม่ใช้งานเพิ่มขึ้น คุณสมบัติความแข็งแรงเพื่อดูดซับแรงแอโรไดนามิก

ขั้นตอนต่อไปก็ชัดเจน เนื่องจากเปลือกนอกของลำตัวเครื่องบินมีความแข็งแรงเพียงพอ จึงเป็นไปได้ที่จะถอดโครงด้านในออก นี่คือหลักการของการออกแบบชิ้นเดียว โมโนค็อกเป็นโครงแบบชิ้นเดียว ซึ่งมีรูปร่างตรงตามข้อกำหนดของแอโรไดนามิก และในขณะเดียวกันก็แข็งแรงพอที่จะดูดซับและส่งน้ำหนักที่เกิดขึ้นระหว่างการบิน การลงจอด และการเคลื่อนที่ของเครื่องบินบนพื้นดิน คำว่า "monocoque" เป็นลูกผสมที่ประกอบด้วยคำภาษากรีกและภาษาฝรั่งเศส และแปลตามตัวอักษรว่า "เปลือกชิ้นเดียว" คำนี้ใช้กับปีกและลำตัวที่ผิวหนังเป็นองค์ประกอบหลักในการรับน้ำหนัก

ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการที่สองของการออกแบบ monocoque แสดงไว้ในรูปที่ 7. ส่วนของโครงสร้างเฟรมที่ออกแบบมาเพื่อรองรับคนสองคนภายในนั้นมีรูปทรงสี่เหลี่ยมแสดงด้วยเส้นทึบ เปลือกนอกของลำตัวเครื่องบินที่มีผ้าหุ้มจะแสดงเป็นเส้นประ โครงร่างด้านนอกของลำตัวโมโนค็อกซึ่งรองรับคนได้สองคนนั้นแสดงด้วยเส้นประ การใช้เครื่องวัดระนาบทำให้ง่ายต่อการกำหนดว่าพื้นที่ ภาพตัดขวางการออกแบบ monocoque น้อยกว่า 33% สำหรับลำตัวที่มีความคล่องตัวดี สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน ความต้านทานของลำตัวเครื่องบินเป็นสัดส่วนกับพื้นที่หน้าตัดของมัน ดังนั้น โครงสร้างแบบชิ้นเดียวจึงช่วยลดแรงต้านได้ 33% เนื่องจากพื้นที่หน้าตัดที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับโครงสร้างเฟรม นอกจากนี้ยังมีกำไรใน แรงยกเนื่องจากการไหลที่ดีขึ้นและความเรียบเนียนของพื้นผิว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าและน้ำหนักเบากว่า โครงสร้างเฟรมยังคงถูกใช้สำหรับเครื่องบินความเร็วต่ำต่อไปแม้หลังสงครามโลกครั้งที่สอง โครงสร้างแบบโมโนค็อกถูกใช้บนเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วมากกว่า 320 กม./ชม.

monocoques ผนังบาง

โมโนค็อกสำหรับเครื่องบินขนส่งแบบผนังบางทั่วไปมักทำจากแผ่นโลหะผสมอะลูมิเนียมบางๆ ที่มีรูปทรงเพื่อให้เหมาะกับความต้องการด้านแอโรไดนามิก เปลือกนี้เสริมด้วยองค์ประกอบความแข็งแรงตามขวาง - เฟรมและองค์ประกอบความแข็งแรงตามยาว - เสากระโดงหรือสตริง (คำศัพท์เหล่านี้หมายถึงโครงสร้างลำตัว ในโครงสร้างปีก ส่วนประกอบกำลังตามยาวเป็นคานบันได และส่วนขวางคือซี่โครง) ในรูปที่ 8 แสดงวิธีการจัดเรียงลำตัวแบบโมโนค็อกทั่วไป (การออกแบบนี้เรียกกันทั่วไปว่า "semi-monocoque" หรือ "reinforced monocoque" ในขณะที่คำว่า "monocoque บริสุทธิ์" หรือเพียงแค่ "monocoque" ใช้สำหรับเปลือกนอกที่มีองค์ประกอบเสริมแรงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย)

เนื่องจากลำตัวขนาดใหญ่และโหลดแอโรไดนามิกที่ค่อนข้างเล็ก เปลือกโมโนค็อกจึงบางมาก (ปกติตั้งแต่ 0.5 ถึง 1.5 มม.) เช่น เปลือกบางยังคงรูปร่างไว้หากแรงดึงกระทำต่อมัน แต่จะบิดเบี้ยวภายใต้แรงอัดหรือแรงเฉือน ในรูป 9 แสดงการกระทำของแรงอัดบนแผ่นโลหะสี่เหลี่ยม แรงอัดดังกล่าวมีประสบการณ์ ตัวอย่างเช่น โดยแผงโลหะที่ล้อมรอบขอบโดย stringers ที่ส่วนบนของลำตัว เมื่อแรงแอโรไดนามิกที่กระทำบนหน่วยส่วนท้ายของเครื่องบินถูกชี้ขึ้น

ตามกฎของกลศาสตร์ของแข็ง ความเค้นวิกฤต (เช่น โหลดต่อหน่วยพื้นที่) ที่แผ่นเรียบเริ่มบิดงอสามารถคำนวณได้จากสูตร

ที่ไหน ฉ cr คือความเครียดวิกฤตที่ทำให้แผ่นบิดเบี้ยว อีคือ โมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุ t– ความหนาและ ข- ความกว้างของแผ่นระหว่างฐานรอง (ตามแบบจริงนี่คือระยะห่างระหว่างคานบันได) ตัวอย่างเช่น หากแผงหนา 0.5 มม. และกว้าง 150 มม. ทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ โมดูลัสความยืดหยุ่นของแผงจะอยู่ที่ประมาณ 70,000 MPa การแทนที่ค่าเหล่านี้เป็นสูตร (3) เราได้รับว่าค่าของความเครียดวิกฤตที่ผิวหนังบิดเบี้ยวเกิดขึ้นคือ 2.8 MPa ซึ่งน้อยกว่าความแข็งแรงของผลผลิต (280 MPa) และความต้านทานแรงดึง (440 MPa) ของวัสดุมาก

วัสดุโมโนค็อกจะถูกนำมาใช้อย่างไม่มีประสิทธิภาพ หากการโก่งงอหมายความว่าเพลตไม่สามารถรองรับน้ำหนักได้อีกต่อไป โชคดีที่ไม่เป็นเช่นนั้น การทดสอบที่ดำเนินการโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐฯ ได้แสดงให้เห็นว่าแรงกระทำบนขอบของแผงสามารถเกินภาระวิกฤตที่สอดคล้องกับการเริ่มต้นของการบิดเบี้ยวได้อย่างมาก เนื่องจากโหลดที่ใช้กับแผงนั้นเกือบหมดโดยแถบ ของวัสดุที่ขอบ

ความกว้างทั้งหมดของแถบเหล่านี้ถูกเรียกโดย T. von Karman ว่า "ความกว้างที่มีประสิทธิภาพ" ของเพลต ตามทฤษฎีของเขา ภาระสูงสุดที่แผงสัมผัสในช่วงเวลาที่เกิดความล้มเหลวเนื่องจากการไหลของวัสดุใกล้ขอบหนีบสามารถคำนวณได้โดยสูตร

ที่นี่ พีคือภาระทั้งหมดที่กระทำต่อแผงควบคุมในขณะที่ถูกทำลาย t– ความหนาของแผง อีเป็นโมดูลัสความยืดหยุ่นและ ฉ tek คือจุดครากของวัสดุ (ความเค้นที่การเสียรูปเริ่มเพิ่มขึ้นโดยไม่เพิ่มภาระอีก) การคำนวณโดยใช้สูตร (3) และ (4) แสดงว่าโหลดวิกฤตที่ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวมีค่าประมาณลำดับความสำคัญน้อยกว่าโหลดสุดท้ายที่ทำให้เกิดการทำลายล้าง ข้อสรุปนี้จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบเครื่องบิน

การใช้แผ่นบางในสภาวะวิกฤตยิ่งยวดสำหรับการบิดเบี้ยวเป็นหนึ่งในลักษณะเด่นหลักของโครงสร้างโมโนค็อกที่มีผนังบาง ความก้าวหน้าของเครื่องบินขนส่ง เครื่องบินทิ้งระเบิด และเครื่องบินรบในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 จะเป็นไปไม่ได้เลยหากปราศจากความเข้าใจว่าแผ่นบางๆ บิดเบี้ยวไม่ได้ทำให้มันแตกหัก ในพื้นที่อนุรักษ์นิยมมากขึ้นของกลไกทางวิศวกรรม เช่น การออกแบบสะพานและอาคาร ไม่อนุญาตให้มีการบิดเบี้ยวของแผง ในทางกลับกัน เครื่องบินหลายพันลำบินได้ และในขณะเดียวกัน แผ่นโลหะบางตัวในโครงสร้างก็ทำงานในสภาวะแปรปรวนตลอดระยะเวลาการบิน แผงหน้าปัดที่ออกแบบอย่างเหมาะสมซึ่งสัมผัสกับการบิดเบี้ยวในการบินจะราบรื่นโดยสมบูรณ์เมื่อเครื่องบินลงจอดและภาระแอโรไดนามิกที่กระทำต่อโครงสร้างในเที่ยวบินจะหายไป

คานผนังบาง

การแปรปรวนอีกประเภทหนึ่งหมายถึงลำแสงที่มีผนังบาง - องค์ประกอบที่สำคัญโครงสร้างการบิน แนวคิดของลำแสงที่มีผนังบางอธิบายไว้ในรูปที่ 10. ภายใต้การกระทำของกำลัง Wที่ปลายอิสระของคานที่มีผนังบาง หน้าแปลนส่วนบนจะต้องรับแรงดึง และหน้าแปลนส่วนล่างรับแรงอัด ขนาดของแรงที่กระทำต่อหน้าแปลนสามารถคำนวณได้จากสภาวะสมดุลสถิต แรงเฉือนที่เกิดจากแรง Wจะถูกส่งไปตามผนังบางของลำแสง แผ่นบาง ๆ ดังกล่าวสูญเสียความมั่นคงและเริ่มบิดเบี้ยวเมื่อโหลดค่อนข้างน้อย รอยพับในแนวทแยงเกิดขึ้นเช่น การกำหนดค่าของการบิดงอนั้นแตกต่างอย่างมากจากส่วนนูนครึ่งซีกที่ปรากฏขึ้นเมื่อพื้นผิวของแผ่นบิดเบี้ยวเนื่องจากการบีบอัด

G. Wagner ได้พัฒนาวิธีการเชิงปฏิบัติสำหรับการคำนวณความเค้นในลำแสงที่มีผนังบางภายใต้สภาวะการย่นบนผนังและได้รับการพิสูจน์จากการทดลองว่าสามารถออกแบบลำแสงที่มีผนังบางซึ่งไม่ยุบตัวภายใต้การกระทำของเที่ยวบินที่บรรทุกได้สูงกว่า 100 เท่า มากกว่าน้ำหนักที่ผนังบางเริ่มบิดเบี้ยว การเสียรูปยังคงยืดหยุ่น และการพับจะหายไปอย่างสมบูรณ์เมื่อนำโหลดออก

เนื่องจากการดัดงอของโครงสร้างทั้งหมดภายใต้การกระทำของน้ำหนักที่แสดงในรูปที่ 10 หน้าแปลนด้านบนของลำแสงอยู่ในแรงและหน้าแปลนด้านล่างอยู่ในแรงอัด เมื่อรอยพับปรากฏขึ้น ผนังบางจะทำหน้าที่เป็นส่วนผสมของเหล็กดัดแนวทแยงจำนวนมาก ซึ่งรับแรงเฉือนเหมือนเหล็กจัดฟันชั้นนอกของปีกเครื่องบินแบบปีกเดี่ยว (รูปที่ 1) จุดประสงค์ของเสาคือเพื่อรักษาระยะห่างระหว่างครีบของลำแสง

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 แนวคิดของคานผนังบางเริ่มถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอากาศยานเมื่อออกแบบโมโนค็อกที่มีผนังบาง โดยเฉพาะสำหรับปีกนกที่มีผนังรับแรงเฉือน

เค้าโครงขององค์ประกอบโครงสร้างใน monocoques ผนังบาง

ลำตัวโมโนค็อกที่มีผนังบางในอุดมคติประกอบด้วยแผ่นบางที่รองรับโดยสตริงและเฟรมที่กระจายตัวกันมากหรือน้อยจำนวนมาก ดังแสดงในรูปที่ 8. อย่างไรก็ตาม ต้องทำการตัดร่องในลำตัวเครื่องบินเองเพื่อรองรับช่องหน้าต่างและประตูของเครื่องบินโดยสารหรือป้อมปืนปืนใหญ่ และช่องวางระเบิดบนเครื่องบินทหาร ในกรณีของช่องเปิดขนาดใหญ่ เช่น บนเครื่องบินหนักที่ออกแบบมาเพื่อบรรทุกยานพาหนะติดตามที่มีอุปกรณ์ครบครัน หรือบนเครื่องบินทิ้งระเบิดตอร์ปิโดที่บรรทุกตอร์ปิโดขนาดใหญ่ภายในลำตัว ความเข้มข้นของความเครียดใกล้กับช่องเปิดจะกลายเป็นปัญหาร้ายแรง บ่อยครั้งที่ขอบของช่องเจาะดังกล่าวเสริมด้วยเสากระโดงที่แข็งแรง ในเครื่องบินบางลำ ลำตัวเครื่องบินต้องมีช่องเจาะจำนวนมาก ซึ่งผู้ออกแบบชอบที่จะใช้คุณสมบัติรับน้ำหนักของเสาหลักทั้งสี่หลัก และใช้สตริงสั้นเป็นส่วนประกอบเสริมความแข็งแรงเท่านั้น เนื่องจากองค์ประกอบกำลังตัดไม่สามารถทำได้ ส่งโหลด

เนื่องจากโหลดทำหน้าที่หลักในองค์ประกอบโครงสร้างหลักสี่ ลำตัวประเภทนี้จึงอยู่ตรงกลางระหว่างโครงสร้างเฟรมและโครงสร้างโมโนค็อกเสริม มันสามารถเห็นได้ว่าเป็น monocoque เสริมบางส่วน โมโนค็อกดังกล่าวมักใช้สำหรับปีกมากกว่าลำตัว เนื่องจากต้องวางเกียร์ลงจอด ถังเชื้อเพลิง เครื่องยนต์ อวัยวะเพศหญิงที่หดได้ ปีกเครื่องบิน ปืนกล ปืนใหญ่ และชิ้นส่วนรองจำนวนมากในปีกของเครื่องบิน ปัญหาที่ร้ายแรงที่สุดที่เกิดจากการละเมิดความสมบูรณ์ของโครงสร้าง monocoque ที่เสริมแรงนั้นเกี่ยวข้องกับตำแหน่งของล้อลงจอดและถังเชื้อเพลิงเนื่องจากหน่วยเหล่านี้ตั้งอยู่ใกล้กับรากของปีกซึ่งโครงสร้างจะต้องทนทานที่สุด นอกจากนี้ เลย์เอาต์จำนวนมากไม่อนุญาตให้ปีกผ่านลำตัว เนื่องจากพื้นที่นี้จำเป็นสำหรับลูกเรือ ผู้โดยสาร หรือเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงใช้เสากระโดงที่แข็งแรงสองตัวในโครงสร้างปีก เช่นเดียวกับที่ทำบนเครื่องบินโมโนเพลนที่มีปีกสูง ช่องว่างระหว่างเสาทั้งสองสามารถใช้เพื่อรองรับหน่วยและส่วนประกอบดังกล่าวได้ ในส่วนของปีกที่ไม่มีช่อง ผิวหนังจะเสริมด้วยเอ็นร้อยหวาย ซึ่งทำให้ปีกมีความแข็งแรงมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เสาหลักสองเสารับน้ำหนักบรรทุกจำนวนมาก

แผงปีกด้านนอกมีดีไซน์แบบโมโนค็อกล้วนๆ (รูปที่ 11) โหลดจะถูกรับรู้โดยปลอกหุ้มและองค์ประกอบพลังงานตามยาวของคอนโซล ความแตกต่างระหว่างผนังแนวตั้งกับเสากระโดงคือที่ผนัง ชิ้นส่วนเชื่อมต่อมีรูปร่างเหมือนกันกับคานบันไดที่เหลือ ในขณะที่เสากระโดงถูกยึดโดยใช้ครีบขนาดใหญ่กว่า

แนวคิดของโครงสร้างโมโนค็อกที่มีผนังหนา

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ความเร็วของเครื่องบินทดลองเริ่มเข้าใกล้ความเร็วของเสียง และโครงสร้างโมโนค็อกที่มีผนังบางไม่เป็นไปตามข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป ปัจจัยหนึ่งที่ทำให้ความเร็วในการบินเพิ่มขึ้นคือการสร้างสิ่งที่เรียกว่า โปรไฟล์ปีกลามิเนตซึ่งมีการลากต่ำมาก อย่างไรก็ตาม ข้อดีของปีกลามิเนตสามารถรับรู้ได้ก็ต่อเมื่อสังเกตรูปร่างที่ต้องการของพื้นผิวปีกอย่างเคร่งครัด และการละเมิดความเรียบของพื้นผิวเพียงเล็กน้อย (หมุดย้ำที่ยื่นออกมาหรือช่องสำหรับหมุดย้ำตาบอด) ลบล้างข้อดีทั้งหมดของโปรไฟล์ลามิเนต . ด้วยเหตุผลนี้ โมโนค็อกเสริมผนังบางจึงได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่เหมาะสมสำหรับการสร้างปีกแบบราบเรียบสำหรับเครื่องบินความเร็วสูง

อีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องการความสอดคล้องอย่างแม่นยำกับรูปร่างของปีกและลำตัวของเครื่องบินความเร็วสูงคือความไม่เสถียรของกระแสทรานโซนิก ในกระแสทรานโซนิก การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในรูปร่างของพื้นผิวที่มีความคล่องตัวอาจทำให้รูปแบบการไหลและลักษณะของคลื่นกระแทกเปลี่ยนแปลงไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งทำให้แรงลากเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

เนื่องจากเป็นเรื่องยากมากที่จะรักษารูปร่างที่ต้องการของพื้นผิวที่ทำจากแผ่นบาง จึงจำเป็นต้องเพิ่มความหนาของผิวของโครงสร้างเครื่องบิน อีกเหตุผลหนึ่งในการเพิ่มความหนาของผิวคือค่าความสูงของอาคารไม่เพียงพอ (ระยะทาง ชม.ในรูป 6) โครงสร้างปีกเครื่องบิน โปรไฟล์ปีกที่ออกแบบมาสำหรับการบินด้วยความเร็วสูงจะต้องบางมาก (ความหนาสัมพัทธ์สูงสุดของปีกสำหรับเครื่องบินเหนือเสียงและขีปนาวุธมักจะน้อยกว่า 10% ของคอร์ด) ภาระที่กระทำต่อพื้นผิวด้านล่างและด้านบนของปีกดังกล่าวมีขนาดใหญ่มากและมีเพียงผิวหนังที่หนาเท่านั้นที่สามารถต้านทานได้

แนวคิดของแซนวิช

โครงสร้างผนังหนาแบบแรกที่ใช้แนวคิดแบบแซนด์วิชคือผิวหนังของเครื่องบินขับไล่ Havilland Mosquito ในการออกแบบนี้ ช่องว่างระหว่างผิวหนังที่แข็งแรงบางสอง (ชั้นแบริ่ง) นั้นเต็มไปด้วยวัสดุที่เบากว่ามาก แผงประกอบดังกล่าวสามารถทนต่อแรงดัดงอได้ดีกว่าผิวรับน้ำหนักที่ไม่ได้บรรจุสองแผ่นที่ยึดเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ โครงสร้างแบบแซนวิชนี้ยังคงเบาอยู่เนื่องจากแกนกลางมีความหนาแน่นต่ำ ตัวอย่างของโครงสร้างหลายชั้นน้ำหนักเบาที่มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นคือแผ่นบรรจุภัณฑ์ที่ชั้นกระดาษลูกฟูกประกบระหว่างแผ่นกระดาษแข็งด้านนอกสองแผ่น กระดาษแข็งหลายชั้นมีความแข็งและความแข็งแรงในการดัดงอมากกว่าแผ่นกระดาษแข็งที่มีน้ำหนักเท่ากัน ปัจจัยสำคัญที่ป้องกันการบิดเบี้ยวของพื้นผิวคือความสามารถของแผงรับน้ำหนักดัด ผิวหนังหลายชั้นที่มีผนังหนาพร้อมความแข็งแกร่งในการดัดที่เพิ่มขึ้นช่วยป้องกันการบิดเบี้ยวของพื้นผิวในสถานการณ์การบินปกติ และช่วยรักษารูปร่างที่เรียบของปีกและพื้นผิวลำตัว ชั้นของตัวพาถูกยึดติดกับชั้นแกนกลางด้วยกาว ไม่มีการใช้โลดโผนและช่วยให้พื้นผิวเรียบ

วิธีการผลิตโครงสร้างหลายชั้น

สำหรับการผลิตองค์ประกอบของโครงสร้างหลายชั้นที่มีรูปร่างซับซ้อนใช้หลายวิธี หนึ่งในนั้นอธิบายไว้ในรูปที่ 12. แม่พิมพ์ถูกสร้างขึ้นเพื่อทำซ้ำรูปร่างที่ต้องการขององค์ประกอบหลายชั้นอย่างแม่นยำ ชั้นของโครงสร้างหลายชั้นนั้นหล่อลื่นด้วยกาวสังเคราะห์และวางไว้ในแม่พิมพ์ ผิวของโครงสร้างหลายชั้นถูกหุ้มด้วยปลอกที่ทำจากวัสดุปิดผนึก เช่น ยางที่ทนทาน และปิดแม่พิมพ์อย่างแน่นหนาพร้อมฝาปิด ไอน้ำร้อนถูกบังคับภายในเปลือกภายใต้ความกดดัน และภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูงและแรงดันไอน้ำสม่ำเสมอ กาวจะแข็งตัวและเชื่อมต่อชั้นพาหะกับสารตัวเติมได้อย่างน่าเชื่อถือ เทคโนโลยีการปั้นดังกล่าวสามารถใช้ในการผลิตองค์ประกอบโครงสร้างที่มีรูปร่างซับซ้อนด้วยผนังโค้งที่มีความหนาต่างกัน

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง กาวสังเคราะห์และเทคโนโลยีการติดกาวโครงสร้างชั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบิน เทคโนโลยีนี้ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งของวัสดุที่ไม่เหมือนกัน เช่น ไม้และโลหะ และทำให้สามารถผลิตหนังที่มีพื้นผิวเรียบได้ในราคาถูก

การทำลายโครงสร้างหลายชั้น

เช่นเดียวกับกรณีของโครงสร้างเฟรมและโมโนค็อกที่มีผนังบาง การทำลายโครงสร้างแบบแซนด์วิชเริ่มต้นที่ด้านข้างที่ต้องรับแรงกด เนื่องจากแผ่นลามิเนตมีความหนาสูง แรงอัดที่ทำให้เกิดการโก่งงอและการโก่งงอจึงมากกว่าค่าที่สัญญาณการโก่งงอปรากฏขึ้นครั้งแรกบนพื้นผิวของโมโนค็อกเสริมผนังบางอย่างมีนัยสำคัญ อัตราส่วนของค่าเหล่านี้สามารถถึง 20 หรือ 50 อย่างไรก็ตามควรจำไว้ว่า monocoques ผนังบางสามารถทำงานที่โหลดที่สูงกว่าภาระวิกฤตของการเริ่มต้นการแปรปรวนอย่างมากในขณะที่การแปรปรวนของพื้นผิวของผิวหลายชั้น ย่อมทำให้เกิดความพินาศของฝ่ายหลังเสมอ

ภาระวิกฤตที่ก่อให้เกิดการโก่งงอของผิวหลายชั้นสามารถประมาณได้โดยใช้วิธีการคำนวณสำหรับเพลตที่เป็นเนื้อเดียวกันและเปลือกชั้นเดียว อย่างไรก็ตาม ความต้านทานแรงเฉือนที่ค่อนข้างต่ำของวัสดุตัวเติมแสงช่วยลดความเค้นวิกฤตได้อย่างมาก และผลกระทบนี้ไม่สามารถละเลยได้

การโก่งตัวของโครงสร้างแบบแซนวิชมักส่งผลให้เกิดการโก่งงอหรือการย่นของพื้นผิวของเปลือกรับน้ำหนักแบบบาง ในรูป 13 แสดงความไม่เสถียรสองประเภท: การบวมที่สมมาตรและความเบ้ การบวมแบบสมมาตรเกิดขึ้นในกรณีที่ชั้นมีความหนามากโดยมีสารตัวเติม และความเบ้เกิดขึ้นในกรณีที่ชั้นความหนาเล็กน้อย

ความเครียดวิกฤตที่ทำให้เกิดการโก่งตัวของโครงสร้างหลายชั้นพร้อมกับลักษณะของการบิดเบี้ยวของพื้นผิวทั้งสองรูปแบบสามารถกำหนดได้โดยสูตร

ที่ไหน ฉ cr คือค่าความเค้นวิกฤตสำหรับชั้นพาหะ อีเฝอคือ โมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุชั้นพาหะ เอ็กคือ โมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุตัวเติม Gc– โมดูลัสเฉือนวัสดุฟิลเลอร์

ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาโครงสร้างหลายชั้นที่มีชั้นพาหะโลหะผสมอะลูมิเนียมและฟิลเลอร์ไฟเบอร์เซลลูโลสอะซิเตทที่มีรูพรุน โมดูลัสความยืดหยุ่นของโลหะผสมอลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 70,000 MPa ในขณะที่วัสดุตัวเติมคือ 28 MPa โมดูลัสแรงเฉือนสำหรับวัสดุตัวเติมคือ 14 MPa แทนค่าเหล่านี้เป็นสูตร (5) เราพบว่าค่าความเค้นวิกฤตสำหรับการแปรปรวนคือ 150 MPa

โปรดทราบว่าความสัมพันธ์ (5) ไม่รวมลักษณะทางเรขาคณิตของแผง ดังนั้นความเค้นวิกฤตจึงไม่ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นแบริ่งและชั้นแกน วิธีเดียวที่จะเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้างที่สัมพันธ์กับการบิดเบี้ยวคือการใช้มวลรวมที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่า

เปลือกหนาชนิดอื่นๆ

หลังสงครามโลกครั้งที่สอง การดัดแปลงต่างๆ ของโครงสร้างหลายชั้นดั้งเดิมที่อธิบายไว้ข้างต้นได้รับการพัฒนาและนำไปใช้จริง ในรูป 14 แสดงโครงสร้างรังผึ้ง ในนั้นสารตัวเติมรังผึ้ง (เซลล์) ทำหน้าที่เป็นชั้นกลาง ในรูป 15 แสดงโครงสร้างแบบแซนวิชอีกประเภทหนึ่งที่มีแกนอะลูมิเนียมลูกฟูกเป็นแกนหลัก โครงสร้างนี้คล้ายกับกระดานบรรจุภัณฑ์ มีความแข็งแกร่งและความมั่นคงสูง แต่ไม่ควรตรึงเทปลูกฟูกไว้กับเปลือกของตัวพา

ในการออกแบบอื่นๆ ผิวหนังและชั้นที่เสริมความแข็งแกร่งจะถูกรีด และให้มีรูปร่างเหมือนปีกหรือส่วนลำตัว สุดท้าย สำหรับปีกที่บรรทุกหนักมาก สกินที่มีความหนาแปรผันได้ผลิตจากอะลูมิเนียมอัลลอยที่ทนทาน โดยมีความหนาสูงสุดประมาณ 19 มม. ผิวหนังที่แข็งแรงดังกล่าวทำให้สามารถผลิตปีกที่คงรูปร่างไว้ได้แม้จะไม่มีซี่โครงเพียงเพราะความแข็งแกร่งของผิวหนังเอง โดยเสริมด้วยผนังแรงเฉือนสามหรือสี่ชิ้นที่วางอยู่บนเสากระโดง

อากาศยานเหนือเสียง ยานพาหนะทางอากาศในอวกาศ และขีปนาวุธ

การพัฒนาการบิน เทคโนโลยีอวกาศโดดเด่นด้วยแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนัก (อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักคืออัตราส่วนของแรงขับของโรงไฟฟ้าเครื่องบินต่อน้ำหนัก) สำหรับเครื่องบิน การบินขึ้นในแนวตั้งและการลงจอด ค่านี้เกินหนึ่ง ระบบขับเคลื่อนของขีปนาวุธต้องสร้างแรงผลักดันที่มากกว่าน้ำหนักของขีปนาวุธเพื่อที่จะยกขึ้นจากฐานปล่อย เร่งความเร็ว และวางไว้บนวิถีที่ต้องการ

การเติบโตอย่างต่อเนื่องของอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักและความเร็วในการบินนำไปสู่การเกิดขึ้น อากาศยานซึ่งขึ้นอยู่กับแรงแอโรไดนามิกที่สร้างขึ้นโดยปีกน้อยลง ขนาดของปีกเริ่มลดลง (โดยทั่วไปจะไม่มีขีปนาวุธ) อย่างไรก็ตาม เครื่องบินร่อนที่ปล่อยออกสู่อวกาศโดยใช้เครื่องกระตุ้นการยิงต้องมีปีกเพื่อกลับสู่พื้นโลก

ปีกและเหล็กกันโคลงสำหรับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงนั้นมีขนาดเล็กกว่าของเครื่องบินแบบเปรี้ยงปร้าง ไม่เพียงแต่ในพื้นที่เท่านั้น พวกเขายังบางและมีการยืดตัวน้อยลง ปีกและหางของเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงจะกวาดหรือเป็นรูปสามเหลี่ยม ความหนาของผิวหนังของปีกดังกล่าวนั้นมากกว่าปีกของเครื่องบินแบบเปรี้ยงปร้าง

ตัวอย่างของเปลือกหอยที่มีผนังบาง

การลดน้ำหนักมีความสำคัญสูงสุดในการออกแบบยานอวกาศ ความก้าวหน้ามากมายในด้านเปลือกหอยที่มีผนังบางเป็นผลมาจากข้อกำหนดนี้

ตัวอย่างทั่วไปของการออกแบบนี้คือรถปล่อยจรวดของเหลว Atlas และการออกแบบจรวดเชื้อเพลิงแข็ง เปลือกโมโนค็อกอัดพิเศษที่ถูกสร้างขึ้นสำหรับ Atlas จรวดที่มีเครื่องยนต์ขับเคลื่อนแบบแข็งนั้นได้มาจากการพันเกลียวแก้วรอบแกนหมุนในรูปแบบของประจุเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งและเคลือบชั้นบาดแผลด้วยเรซินพิเศษซึ่งรักษาให้หายขาดหลังจากการวัลคาไนซ์ ด้วยเทคโนโลยีนี้ จะได้รับทั้งเปลือกบรรทุกของเครื่องบินและเครื่องยนต์จรวดพร้อมหัวฉีดในคราวเดียว

รถย้อนกลับได้รับการออกแบบด้วยเปลือกรูปทรงกรวยที่ปกคลุมด้วยชั้นของวัสดุป้องกันความร้อนภายใต้การระเหยที่อุณหภูมิสูง (แนวคิดของการทำความเย็นแบบเป่าเคลือบ)

วัสดุการบินและอวกาศ

วัสดุหลายชนิดสูญเสียความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง ดังนั้นวัสดุที่ทนความร้อนได้จึงได้รับความสนใจเป็นพิเศษสำหรับอากาศยาน

โครงสร้างการบินและอวกาศ

เครื่องบินขนส่งและเครื่องบินรบ

รูปแบบทั่วไปของเครื่องบินขนส่งสมัยใหม่ประกอบด้วยลำตัวลำตัวแบบโมโนค็อกเสริมความแข็งแรงด้วยปีกคู่และหางคู่ ในโครงสร้างเครื่องบิน อะลูมิเนียมอัลลอยด์ส่วนใหญ่จะใช้ อย่างไรก็ตาม วัสดุอื่นๆ ยังใช้สำหรับองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละอย่าง ดังนั้น ส่วนรากที่รับน้ำหนักมากของปีกสามารถทำจากโลหะผสมไททาเนียม และพื้นผิวควบคุมสามารถทำจากวัสดุคอมโพสิตที่มีเส้นใยโพลีเอไมด์หรือใยแก้ว ส่วนท้ายของเครื่องบินบางลำใช้วัสดุกราไฟท์-อีพ็อกซี่ การออกแบบเครื่องบินรบสมัยใหม่สะท้อนถึงความสำเร็จล่าสุดในด้านการสร้างเครื่องบิน ในรูป 16 แสดงการออกแบบเครื่องบินรบทั่วไปที่มีปีกเดลต้าหลายจุดและลำตัวแบบโมโนค็อกเสริมความแข็งแรง องค์ประกอบส่วนบุคคลปีกและหางของเครื่องบินลำนี้ทำมาจาก วัสดุคอมโพสิต.

การแก้ปัญหาทั้งชุดของปัญหาโครงสร้างวงจรและเทคโนโลยีที่ซับซ้อนในการพัฒนาการสร้างและการใช้งานยานอวกาศเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการพัฒนาและดำเนินการตามผลของวิทยาศาสตร์วัสดุอวกาศ ในการพัฒนายานอวกาศ จำเป็นต้องมีวัสดุใหม่ที่ต้องทนต่อภาระของเที่ยวบินในอวกาศ (อุณหภูมิและความดันสูง แรงสั่นสะเทือนที่ระยะปล่อย อุณหภูมิต่ำของอวกาศ สุญญากาศลึก การแผ่รังสี อนุภาคขนาดเล็ก ฯลฯ) และมี ความถ่วงจำเพาะต่ำเพียงพอ ช่วงของความแข็งแกร่งทั้งหมด ซึ่งมักจะมีการเปลี่ยนอย่างกะทันหัน ผลกระทบต่อโครงสร้างและองค์ประกอบที่เป็นโลหะและอโลหะ มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติเชิงโครงสร้างที่ลึกของพวกมัน และเป็นผลให้ต่อความน่าเชื่อถือและความทนทานของยานอวกาศสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ

โลหะเป็นวัสดุโครงสร้างหลักสำหรับผลิตภัณฑ์จรวดและเทคโนโลยีอวกาศ มวลของพวกมันในมวลของผลิตภัณฑ์แห้งมากกว่า 90% ดังนั้นการปรับปรุงคุณสมบัติทางยุทธวิธีและทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์จึงพิจารณาจากคุณสมบัติของโลหะผสมที่ใช้เป็นหลัก ต่อ ปีที่แล้วอะลูมิเนียมอัลลอยด์เจเนอเรชันใหม่ที่ผสมกับลิเธียมและสแกนเดียมได้รับการพัฒนาและจะพัฒนาต่อไป การเปลี่ยนโลหะผสมแบบดั้งเดิมด้วยโลหะผสมใหม่จะช่วยลดน้ำหนักของส่วนประกอบผลิตภัณฑ์ RCT ได้ 10-30% ขึ้นอยู่กับประเภทของการก่อสร้าง เทคโนโลยีสำหรับการผลิตชิ้นส่วนจากโลหะผสมที่เป็นเม็ดใหม่ ควบคู่ไปกับความเป็นไปได้ในการเพิ่มอุณหภูมิในการทำงานได้ถึง 850 องศาเซลเซียส จะทำให้มวลของส่วนประกอบลดลง 10-30%

โซลูชั่นที่ปฏิวัติวงการในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีแนวโน้มของ RKT แห่งศตวรรษที่ XXI สามารถให้ คลาสใหม่วัสดุโครงสร้าง - สารประกอบระหว่างโลหะ (สารประกอบทางเคมี ไททาเนียม - อะลูมิเนียม นิกเกิล - อะลูมิเนียม ฯลฯ) วัสดุเหล่านี้มีความหนาแน่นต่ำ (3.7-6.0 ก./ซม. 3) และมีความทนทานต่อความร้อนสูง (สูงถึง 1200 °C) ทนต่อการกัดกร่อนสูง ทนความร้อน และทนต่อการสึกหรอ

โลหะผสมไททาเนียมที่กำลังได้รับการพัฒนาในแง่ของความสามารถในการผลิตใน วิศวกรรมการผลิตจะเทียบเท่ากับสแตนเลสแบบดั้งเดิม (ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์การเชื่อมและการรักษาความร้อนที่ควบคุมด้วยบรรยากาศ) โลหะผสมที่เกิดจากการใช้สารเติมแต่งส่วนใหญ่มีแฮฟเนียมและไนโอเบียมจะไม่ออกซิไดซ์เมื่อถูกความร้อนที่ 850-900 องศาเซลเซียส ไม่ต้องอบร้อน รอยเชื่อมเพื่อบรรเทาความเครียดตกค้าง ขจัดความจำเป็นในการใช้เตาอบบำบัดความร้อนและห้องเชื่อมที่มีบรรยากาศควบคุม หากจำเป็น สามารถดำเนินการอบชุบด้วยความร้อนของชุดเชื่อมเพื่อป้องกันความเค้นตกค้าง (เช่น โครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น โครง โครงถัก ตะแกรงป้องกันด้านล่าง ฯลฯ) บรรยากาศโดยไม่ต้องพ่นทรายและแกะสลักในภายหลัง การเชื่อมชิ้นส่วนสามารถทำได้ด้วยการป้องกันไอพ่นด้วยอาร์กอนเท่านั้น โดยไม่ต้องกลัวว่าตะเข็บจะเกิดออกซิเดชัน โลหะผสมจะทำงานในช่วงอุณหภูมิกว้าง: ตั้งแต่ -253 ถึง +450 °C มันเปิดโอกาสในวงกว้างสำหรับการใช้ไททาเนียมในวิทยาศาสตร์จรวดแทนเหล็กกล้าไร้สนิม และจะทำให้คุณลักษณะโดยรวมของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นเกือบสามเท่า

การเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุโลหะด้วยวิธีการดั้งเดิม (การเพิ่มเนื้อหาขององค์ประกอบการผสม การปรับปรุงเทคโนโลยีการชุบแข็งด้วยความร้อนด้วยความร้อน ฯลฯ) ได้ทำให้ความเป็นไปได้หมดลงแล้ว โลหะผสมสมัยใหม่ประกอบด้วยโลหะราคาแพงและหายากจำนวนมาก เช่น โคบอลต์ ทังสเตน ไนโอเบียม โมลิบดีนัม นิกเกิล ฯลฯ ซึ่งเพิ่มต้นทุนอย่างมาก นอกจากนี้ ปริมาณของโลหะผสมที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในโลหะผสมนำไปสู่การแยกโซนและปริมาตรในแท่งโลหะ และเป็นผลให้ anisotropy ของคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและชิ้นส่วนจากพวกเขา ทุนสำรองจำนวนมากในการปรับปรุงคุณสมบัติของโครงสร้าง RCT อยู่ที่การใช้สารประกอบระหว่างโลหะ สำหรับการพัฒนาวัสดุโครงสร้างที่ทนความร้อนโดยใช้สารประกอบระหว่างโลหะ ระบบที่น่าสนใจที่สุดคือไททาเนียม-อะลูมิเนียม และนิกเกิล-อะลูมิเนียม เหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม

สารประกอบระหว่างโลหะ (สารประกอบทางเคมีของโลหะ) อยู่ในตำแหน่งกลางในโครงสร้างระหว่างโลหะและเซรามิก พวกเขามีโครงสร้างผลึกที่ซับซ้อนโดยมีองค์ประกอบโควาเลนต์สูงถึง 30% ในพันธะระหว่างอะตอม ซึ่งกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่เป็นเอกลักษณ์ - ทนความร้อนสูงและทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อนสูงเมื่อเปรียบเทียบกับสแตนเลส (โดยเฉพาะในออกซิเจน) และ ทนต่อการสึกหรอสูง นอกจากนี้สารประกอบระหว่างโลหะยังมีความหนาแน่นต่ำ โลหะผสมระหว่างโลหะกับไททาเนียมสามารถทำงานได้ถึง +850 ° C โดยไม่มีการเคลือบป้องกัน โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ - สูงถึง +1500 ° C

คุณสมบัติที่ซับซ้อนทั้งหมดของสารประกอบระหว่างโลหะสามารถมีผลกระทบเชิงปฏิวัติในหลายด้านของเทคโนโลยีและประการแรกคือการสร้างแบบจำลองที่มีแนวโน้มของเทคโนโลยีการบินและอวกาศรวมถึงเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง (สูงถึง M = 25) การใช้สารประกอบระหว่างโลหะในระบบขับเคลื่อน (โรเตอร์, สเตเตอร์, ใบพัด, กลุ่มวาล์ว, หัวฉีดที่ไม่มีการระบายความร้อน ฯลฯ ) จะเพิ่มแรงขับเฉพาะของเครื่องยนต์ 25-30% และลดมวลของโครงสร้างได้มากถึง 40%

มีแนวโน้มวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ สารเคลือบควบคุมอุณหภูมิ หนึ่งในปัจจัยหลักที่กำหนด ความน่าเชื่อถือและความทนทานของยานอวกาศคือความเสถียรของ ระบอบความร้อนเนื่องจากอุปกรณ์ optoelectronic ที่ทันสมัยของยานอวกาศทำงานในระบอบอุณหภูมิที่แน่นอน ระบบควบคุมความร้อนของยานอวกาศประกอบด้วยสารเคลือบควบคุมความร้อน (TRCs) แบบต่างๆ ซึ่งสร้างสมดุลระหว่างการปลดปล่อยความร้อนภายในยานอวกาศ พลังงานที่ดูดซับจากอวกาศ และพลังงานที่แผ่กระจายสู่อวกาศ

TRP มีลักษณะเฉพาะโดยลักษณะทางความร้อนซึ่งภายใต้การกระทำของ ปัจจัยต่างๆการเปลี่ยนแปลงของอวกาศ (โดยเฉพาะการแผ่รังสีไอออไนซ์) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายในยานอวกาศและการลดระยะเวลาของการดำรงอยู่ (SAS) จากประสบการณ์หลายปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่ายานอวกาศจำนวนหนึ่งไม่สามารถตอบสนองโปรแกรมที่ตั้งใจไว้ได้เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ของ TRP ในระบบควบคุมความร้อนแบบพาสซีฟ การวิเคราะห์ TRPs ที่มีอยู่แสดงให้เห็นว่าไม่สามารถเพิ่ม SAS ได้นานถึง 15 ปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับยานอวกาศที่ทำงานในวงโคจรรูปไข่และ geostationary ดังนั้นการสร้าง TRPs ของคลาส "ตัวสะท้อนแสงสุริยะ" และ "ตัวดูดซับที่แท้จริง" ซึ่งมีลักษณะทางความร้อนที่เสถียรและในขณะเดียวกันคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ระหว่างการทำงานระยะยาวในอวกาศด้วยการปล่อยก๊าซต่ำจึงเป็นหนึ่งใน งานสำคัญของจักรวาลวิทยาในศตวรรษที่ 21 การพัฒนาสารเคลือบดังกล่าวจะทำให้สามารถลดความเบี่ยงเบนจากระบบการระบายความร้อนที่ระบุ เพื่อลดการทำงานผิดพลาดและความล้มเหลวของแสงและ อุปกรณ์วิทยุอิเล็คทรอนิคส์ซึ่งจะทำให้สามารถเพิ่ม SAS KA ได้ถึง 15 ปี

แนวทางการแก้ปัญหานี้คือ:

การพัฒนาสารยึดเกาะที่ทนความร้อนและรังสีรวมกันหรือดัดแปลงด้วยอัตราการคายก๊าซต่ำ (อะคริลิก ออร์กาโนซิลิกอน เรซินยูรีเทน)

การคัดเลือกหรือการพัฒนาสารคงตัวการสลายที่มีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะที่กระทบต่อพื้นที่

การพัฒนาของเม็ดสีขาวหรือสีดำ รวมถึงสารที่มีการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ทนต่อการสัมผัสในระยะยาว

การพัฒนาสารเคลือบที่ถอดออกได้เพื่อการป้องกันในช่วงระยะเวลาการผลิตและการเก็บรักษาหน่วยและผลิตภัณฑ์นานถึง 5 ปี

วัสดุผสมโครงสร้างพอลิเมอร์ที่มีแนวโน้ม กระจกของโครงสร้างเสาอากาศที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์จะพบการใช้งานที่หลากหลายสำหรับการแก้ปัญหาการสื่อสารผ่านดาวเทียม การใช้งานที่มีน้ำหนักมากถึง 15 กก. จะทำให้สามารถรับน้ำหนักได้ 900 กก. โดยมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 20 ปี

วัสดุรังผึ้ง (สามชั้น) ที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ในองค์ประกอบโครงสร้างรับน้ำหนักเมื่อเปรียบเทียบกับชั้นเดียว (เสาหิน) ภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนดและการโหลดที่เพิ่มขึ้นด้วยมวลองค์ประกอบที่กำหนดจะให้:

ลดมวลขององค์ประกอบโครงสร้างลง 40-50% และเพิ่มความแข็งแกร่ง 60-80%

เพิ่มความน่าเชื่อถือ 20-25% และเพิ่มขึ้น ระยะเวลาการรับประกันโดย 60-70%

นอกจากนี้ วัสดุประเภทนี้จะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าฟิสิกส์พิเศษ (เช่น สำหรับเสาอากาศเรดาร์) รวมถึงข้อกำหนดสำหรับการทนความร้อนและการนำความร้อน

กระบอกสูบแรงดัน ภาชนะเบาและภาชนะที่ทำจากวัสดุผสมพอลิเมอร์และทำงานภายใต้แรงกดดันได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในเทคโนโลยีจรวดและอวกาศ ถังน้ำมันเชื้อเพลิง ลูกโป่ง ตัวถัง ได้ถูกสร้างขึ้นและกำลังดำเนินการอยู่ เครื่องยนต์จรวด, เครื่องสะสมแรงดัน, ถังช่วยหายใจสำหรับนักบินและนักบินอวกาศ การใช้เส้นใยออร์กาโนและใยแก้วจะทำให้สามารถสร้างกระบอกแรงดันที่ทนทานพร้อมค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักที่สมบูรณ์สูง

กล้องโทรทรรศน์ การสร้างองค์ประกอบของอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำนั้นสัมพันธ์กับการสร้างความมั่นใจว่ามิติทางเรขาคณิตของพวกมันจะไม่เปลี่ยนแปลง (ความเสถียรของมิติ) เมื่อเปลี่ยนแปลงในช่วงกว้าง (±150 °C) ของสนามอุณหภูมิ เทคโนโลยีจะได้รับการพัฒนาซึ่งจะทำให้สามารถสร้างวัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิตจากคาร์บอนไฟเบอร์ที่ให้ความเสถียรในมิติสูงขององค์ประกอบอุปกรณ์สำหรับเขตอุณหภูมิที่กำหนด

วัสดุ "สมาร์ท" ความก้าวหน้าของวิศวกรรมและเทคโนโลยีเชื่อมโยงกับการพัฒนาและการนำวัสดุใหม่มาใช้อย่างแยกไม่ออก ในทศวรรษที่ผ่านมาพร้อมกับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของวัสดุที่มีอยู่ทำให้เกิดเทคนิคที่สำคัญและ ผลทางเศรษฐกิจเนื่องจากการผสมผสานของคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ จึงมีแนวโน้มในการสร้างวัสดุใหม่ที่สามารถโต้ตอบกับ ปัจจัยภายนอก. วัสดุดังกล่าวเรียกว่า "ปัญญา", "ฉลาด", "ฉลาด" เป็นต้น พวกเขาสามารถ "รู้สึก" สภาพร่างกาย อิทธิพลภายนอก และตอบสนองต่อ "ความรู้สึก" เหล่านี้ในลักษณะพิเศษ กล่าวคือ สามารถทำการวินิจฉัยตนเองของการเกิดขึ้นและการพัฒนาของข้อบกพร่อง การกำจัดและการรักษาเสถียรภาพของสภาพในพื้นที่วิกฤต

เนื่องจากคุณสมบัติที่หลากหลายของวัสดุ "อัจฉริยะ" จึงสามารถนำไปใช้ในองค์ประกอบโครงสร้างต่างๆ ของเทคโนโลยีจรวดและอวกาศ (ตัวถัง แฟริ่ง ช่องต่างๆ หน่วยเสียดทาน ฯลฯ) การใช้วัสดุดังกล่าวจะทำให้สามารถควบคุมและคาดการณ์สถานะของโครงสร้างและโครงสร้างต่างๆ ในเวลาที่ต้องการและแม้กระทั่งในพื้นที่ที่เข้าถึงยาก เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานของระบบและความน่าเชื่อถือได้อย่างมาก จากการวิเคราะห์ การประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญผู้เชี่ยวชาญตามมาว่าในอีก 20 ปีข้างหน้า 90% วัสดุที่ทันสมัยที่ใช้ในอุตสาหกรรมจะถูกแทนที่ด้วยสิ่งใหม่ๆ โดยเฉพาะ “อัจฉริยะ” ซึ่งจะทำให้สร้างองค์ประกอบโครงสร้างที่จะกำหนด ความก้าวหน้าทางเทคนิคศตวรรษที่ 21

วัสดุปิดผนึกและปิดผนึก แม้จะมีวัสดุการปิดผนึกและการปิดผนึกที่หลากหลาย แต่ก็มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีแนวโน้มว่าจะมุ่งเน้นไปที่ความต้องการของจักรวาลวิทยาในศตวรรษที่ 21 เกิดขึ้นจากข้อกำหนดในการกระชับเพื่อลดจำนวน กระบวนการทางเทคโนโลยีในการผลิตผลิตภัณฑ์ การขยายช่วงอุณหภูมิ ประสิทธิภาพ และเงื่อนไขของการมีอยู่ของยานอวกาศและยานปล่อย ภารกิจถูกกำหนดให้สร้างประเภทใหม่ของยาง สารเคลือบหลุมร่องฟัน และสารประกอบ (รวมถึงยางและสารเคลือบหลุมร่องฟันที่นำไฟฟ้า ยางที่ทนต่อความร้อน ความเย็นจัด และก้าวร้าว สารเคลือบหลุมร่องฟันแบบไม่ใช้ออกซิเจนในเชิงความร้อนและเชิงรุก สารประกอบที่นำความร้อนและดูดซับไมโครเวฟ) ยางและสารเคลือบหลุมร่องฟันเพิ่มขึ้น 1.5-2 เท่า ข้อกำหนดทางเทคนิคด้วยการปรับปรุงกระบวนการทางเทคโนโลยี พวกเขาจะรับประกันการกำจัดไฟฟ้าสถิตย์ออกจากยานอวกาศและจะเพิ่ม SAS จาก 5 เป็น 10-15 ปี

ทนต่อรังสี น้ำมันหล่อลื่นจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เชื่อถือได้ของหน่วยแรงเสียดทานในก๊าซและของเหลวต่างๆ ในช่วงอุณหภูมิกว้างในสภาพพื้นดินและพื้นที่เปิดโล่งเป็นเวลา 10-15 ปี จาระบีเป็นวิธีการทำงานและการอนุรักษ์ที่เป็นสากลในการปกป้องชิ้นส่วนและเครื่องจักรจากอิทธิพลของสภาพอากาศระหว่างการเก็บรักษา น้ำมันหล่อลื่นที่พัฒนาแล้วควรมีประสิทธิภาพในทุกเขตภูมิอากาศ และเหมาะสำหรับการจัดเก็บในระยะยาวแม้ในพื้นที่เปิดโล่ง

กาวโครงสร้างที่มีความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นและมีอัตราการคายก๊าซออกต่ำ กาวอีพ็อกซี่ออร์แกโนซิลิกอนที่ทนต่อแรงสั่นสะเทือน แรงกระแทก และวัฏจักรความร้อน ในปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการยึดส่วนประกอบเซลล์แสงอาทิตย์ โครงยึด และชิ้นส่วนอื่นๆ และดำเนินการซ่อมแซมบนพื้นผิวที่รับน้ำหนักของเทคโนโลยีอวกาศ ข้อเสียที่สำคัญคือวิวัฒนาการของก๊าซอย่างมีนัยสำคัญ (มากถึง 8%) เมื่อสัมผัสกับสุญญากาศและ อุณหภูมิที่สูงขึ้น. สะดุดตา ผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซทำให้เกิดมลพิษต่อพื้นผิวการทำงานของอุปกรณ์ออปติคัลอิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งบนยานอวกาศและมักจะกำหนดประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านั้น เพื่อให้มั่นใจในความสะอาดของอุปกรณ์ (ยืดอายุการทำงานที่เชื่อถือได้) วัสดุ (รวมถึงกาว) ที่มีน้ำหนักรวมไม่เกิน 1.0% และการปล่อยสารที่ควบแน่นได้ง่ายไม่เกิน 0.1% ควรได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ พื้นผิวด้านนอกของผลิตภัณฑ์ RCT .

สำหรับการยึดติดวัสดุที่ไม่เหมือนกันภายใต้สภาวะวงจรความร้อนและแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกสูง จำเป็นต้องใช้กาวที่มีความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นรวมกับความแข็งแรงสูง (สูงถึง 20 MPa) กาวนำไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าในกรณีที่ไม่สามารถยอมรับการบัดกรีด้วยความร้อนหรือเป็นไปไม่ได้ - ในสถานที่ที่ยากต่อการเข้าถึงซึ่งพาร์ติชั่นของหน้าจอและเคสมาบรรจบกัน

ในผลิตภัณฑ์ RKT กาวยึดติดโครงสร้างที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีแรงยึดติดเพียงพอถูกใช้ในอุปกรณ์ระบบควบคุมสำหรับ:

การยึดองค์ประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าการติดตั้งวงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์

การป้องกันโหนดแต่ละโหนดในโครงสร้างที่มีรูปร่างซับซ้อน การปิดผนึกด้วยไฟฟ้าของชุดประกอบ

ปัจจุบันข้อกำหนดเบื้องต้นทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ปรากฏขึ้นสำหรับการสร้างกาวบ่มเย็นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งไม่มี โลหะมีค่าได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีความน่าเชื่อถือสูงในระบบควบคุมของผลิตภัณฑ์ RKT ปกป้องแต่ละตำแหน่ง (ยากที่จะเข้าถึงสำหรับการบัดกรี) ในโครงสร้างที่มีรูปร่างซับซ้อน การสร้างกาวนำไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเป็นลูกกวาดที่ดีจะทำให้สามารถขจัดประจุไฟฟ้าสถิตออกจากพื้นผิวของยานอวกาศได้ ส่งผลให้เพิ่มความน่าเชื่อถือและระยะเวลาในการทำงานขององค์ประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และลดอันตรายจากไฟไหม้ของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก

วัสดุขึ้นอยู่กับคาร์บอน ในด้านการพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีคาร์บอน การพัฒนาต่อไปจะเป็นการสร้างวัสดุผสมคาร์บอน-คาร์บอน คาร์บอน-คาร์ไบด์ ซึ่งจะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีจรวดและอวกาศ (องค์ประกอบของระบบขับเคลื่อน การป้องกันความร้อน การกระจายตัวและ หน้าจอป้องกันรังสี โครงสร้างโปร่งใสด้วยคลื่นวิทยุ ฯลฯ ) และด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น แต่ด้วยต้นทุนที่เพิ่มขึ้น จะช่วยลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ได้ 30-50%

เทคโนโลยีการควบคุม ในด้านของเทคโนโลยีการควบคุมที่มีแนวโน้ม จำเป็นต้องแยกออกเป็นลำดับความสำคัญของการแก้ปัญหาของงานต่อไปนี้: การควบคุมการกระจายหลายดาวเทียม ระบบอวกาศ(รวมถึงที่มีพื้นฐานมาจากไมโครและนาโนแซทเทลไลต์) การพัฒนาระบบควบคุมอัตโนมัติแบบเรียนรู้ด้วยตนเองโดยใช้เทคโนโลยีโครงข่ายประสาทเทียม ปัญญาประดิษฐ์ การลดโครงสร้างพื้นฐานการควบคุมภาคพื้นดิน รับรองความปลอดภัยในการใช้พื้นที่รอบนอกในสภาวะที่มีการปนเปื้อนและเพิ่มจำนวนยานอวกาศที่ใช้งาน

การวิเคราะห์แนวโน้มในการพัฒนายานโคจร (OS) ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ชี้ให้เห็นว่าในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 21 คุณสมบัติหลักต่อไปนี้ของการพัฒนาจะเป็นลักษณะเฉพาะ คุณลักษณะแรกจะเกี่ยวข้องกับความพยายามอย่างมากในด้านการสื่อสารในอวกาศเพื่อสร้างระบบการสื่อสารวงโคจรต่ำหลายดาวเทียม ตัวอย่างเช่นในรูปที่ การเปลี่ยนแปลงที่คาดหวังในจำนวนสัมพัทธ์ของยานพาหนะในวงโคจรสำหรับวัตถุประสงค์ต่าง ๆ ที่ปรับใช้ในพื้นที่ใกล้อวกาศ ในเวลาเดียวกันจนถึงกลางศตวรรษที่ 21 บทบาทนำของวิธีการโคจรของการสื่อสารและการส่งข้อมูลที่ใช้ในวงโคจร geostationary และวิธีการนำทางในภูมิภาคของวงโคจรขนาดกลางจะดำเนินต่อไป

แนวโน้มชั้นนำที่สองในการพัฒนาพื้นที่ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 21 จำนวนสิ่งอำนวยความสะดวกและระบบการโคจรจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (โดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับยานอวกาศขนาดเล็ก เช่นเดียวกับไมโครและนาโนแซทเทลไลต์) ที่ทำงานในพื้นที่อวกาศใกล้

ในเวลาเดียวกัน คาดว่าจำนวนสัมพัทธ์ของยานอวกาศขนาดเล็ก รวมทั้งนาโนแซทเทลไลท์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยคาดว่าสัดส่วนของยานอวกาศขนาดใหญ่ในการแก้ปัญหาต่างๆ จะลดลง

ควรสังเกตว่าการพัฒนาลำดับความสำคัญของเทคโนโลยีที่พิจารณาแล้วจะเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาด้านอวกาศในศตวรรษที่ 21

สหรัฐอเมริกา ประเทศขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) และญี่ปุ่นมีเรือบรรทุกหนักจากต่างประเทศ เรือบรรทุกหนักลำแรกถูกสร้างขึ้นโดยชาวอเมริกันในปี 2507-2510 เพื่อสนับสนุนโครงการ Apollo Lunar ดาวเสาร์ -5 ที่ทรงพลังที่สุดทำให้สามารถเปิดตัวสินค้าที่มีน้ำหนักประมาณ 120 ตันสู่วงโคจรใกล้โลกที่ความสูง 500 กม. ด้วยความสำเร็จของโปรแกรม Apollo และ Skylab ...

จีนดำเนินการทางทหารและยานอวกาศแบบใช้คู่เพื่อการสื่อสาร การสนับสนุนด้านอุตุนิยมวิทยา การสำรวจระยะไกล และเปิดตัวยานอวกาศทดลอง ซึ่งรวมถึงยานอวกาศทางทหารด้วย เพื่อควบคุมยานอวกาศเหล่านี้ GCC แบบรวมศูนย์หลายจุดซึ่งดำเนินการโดยสมาคมจีนสำหรับการเปิดตัวยานอวกาศ การติดตาม การวัดและส่งข้อมูลทางไกลและการควบคุม สมาคมนี้อยู่ภายใต้การดูแลของคณะกรรมการด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ (KONTOP) ของสภาแห่งรัฐ เป็นส่วนหนึ่งของ NCU...

ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ในประเทศของเราและในสหรัฐอเมริกา งานในการพัฒนาและปรับใช้ระบบนำทางทั่วโลก GLONASS และ Navstar เริ่มต้นขึ้น ส่วนหนึ่งของยานอวกาศขนาดเต็ม 24 ลำ (21 ลำหลัก + 3 กองหนุน) ถูกใช้งาน การเพิ่มจำนวนยานอวกาศในระบบอย่างมีนัยสำคัญทำให้การแก้ปัญหาการนำไปใช้งานตรงเวลามีความซับซ้อนอย่างมาก ในปี 1990….

ยานพาหนะเปิดตัว "Start-1" ถูกสร้างขึ้นโดยศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคนิค (STC) "คอมเพล็กซ์" ของสถาบันวิศวกรรมความร้อนแห่งมอสโก (MIT) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะผู้สร้างขีปนาวุธข้ามทวีปรวมถึง Topol ICBM ( SS-25) ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นต้นแบบเรือบรรทุกเครื่องบินใหม่ ยานพาหนะปล่อย "Start-1" ออกแบบมาเพื่อส่งยานอวกาศขนาดเล็กสู่วงโคจรต่ำ การเปิดตัวยานอวกาศลำนี้ที่ประสบความสำเร็จสองครั้งได้ดำเนินการไปแล้วจาก Svobodny Cosmodrome ด้วยยานอวกาศทดลอง ...

ระบบยานเปิดตัวที่มีอยู่นั้นรวมถึงยานอวกาศประเภทเบา กลาง และหนัก โดยอิงตาม Plesetsk cosmodrome ในประเทศและ Baikonur cosmodrome ซึ่งตั้งอยู่ในอาณาเขตของสาธารณรัฐคาซัคสถาน การถ่ายโอนสิ่งอำนวยความสะดวกด้านโครงสร้างพื้นฐานด้านอวกาศภายใต้เขตอำนาจของอดีตสาธารณรัฐของสหภาพโซเวียตทำให้เกิดปัญหาหลายประการสำหรับรัสเซีย: การรับรองความเป็นอิสระในการดำเนินกิจกรรมอวกาศและส่วนใหญ่อยู่ในสนามทหาร มีเหตุผล…

ความซับซ้อนของวัตถุจรวดและเทคโนโลยีอวกาศเกิดจากความหลากหลายของงานที่พวกเขาแก้ไขในลักษณะทางวิทยาศาสตร์ เศรษฐกิจสังคม และการป้องกัน ในอนาคต สิ่งอำนวยความสะดวก RCT แบบมัลติฟังก์ชั่นจะเข้าใกล้ความสามารถของหุ่นยนต์บินอัตโนมัติ และการจัดกลุ่มและศูนย์ควบคุมจะเข้าใกล้ระบบอัจฉริยะขนาดใหญ่ที่มีการกระจายเชิงพื้นที่ ระบบดังกล่าวสามารถแสดงทอพอโลยีเป็นอัจฉริยะในอวกาศ เครือข่ายข้อมูล. เครือข่ายข่าวกรอง…

เมื่อสร้างเรือบรรทุกเครื่องบินในยุโรป ได้มีการนำหลักการของการปรับปรุงระบบที่มีอยู่อย่างค่อยเป็นค่อยไปซึ่งถือเป็นแบบดั้งเดิมในการก่อสร้างเครื่องบินมาใช้ สิ่งนี้แสดงให้เห็นจากการดัดแปลงต่างๆ ของยานยิง รวมถึงยานยิง Ariane-4 ต่างจากพวกเขาตรงที่ Ariane-5 หนักเป็นก้าวใหม่ในทุกด้าน ดังนั้นยานเปิดตัวนี้ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญในยุโรปตะวันตกแนะนำ ควรเป็นรุ่นแรกของซีรีส์ใหม่ ด้วยความช่วยเหลือของยานปล่อย Ariane-5...

องค์การอวกาศแห่งชาติของญี่ปุ่น NASDA (NASDA) พัฒนาและดำเนินการยานอวกาศสำหรับการสื่อสาร การสำรวจระยะไกล การสนับสนุนสภาพอากาศ และอื่นๆ โดยมีวัตถุประสงค์สองประการ ยานอวกาศวิทยาศาสตร์ดำเนินการโดยสถาบันวิจัยการบินและอวกาศ ISAS (ISAS) ทั้งสององค์กรมีการควบคุมยานอวกาศและเครื่องมือวัดของตนเอง อย่างไรก็ตาม I&C บางแห่งที่ตั้งอยู่นอกประเทศญี่ปุ่นดูเหมือนจะมีสิ่งอำนวยความสะดวกของทั้งสององค์กรติดตั้งและใช้งานร่วมกันหากจำเป็น นี่ กศน....

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของ RCT การพัฒนายานอวกาศสำหรับการดำเนินงานในระยะยาวและ ความต้องการสูงเพื่อความเชื่อถือได้ มีการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการสร้างความมั่นใจและตรวจสอบความน่าเชื่อถือ ความสนใจหลักในการสร้างความมั่นใจและตรวจสอบความน่าเชื่อถือของ RCT มุ่งไปที่การวิเคราะห์สาเหตุของความล้มเหลวและความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการทดสอบและการพัฒนามาตรการที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันพวกเขา หลักการพื้นฐานของวิธีการที่ทันสมัยในการจัดหาและ...

ศูนย์วิจัยและผลิตอวกาศแห่งรัฐตั้งชื่อตาม V.I. เอ็มวี Khrunichev ภายใต้กรอบของโปรแกรม Angara กำลังพัฒนายานยิงจรวดจำนวนหนึ่ง ซึ่งองค์ประกอบหลักคือการสร้างยานยิงระดับหนัก ซึ่งเป็นยานเปิดตัวแห่งศตวรรษที่ 21 เป็นพื้นฐานการขนส่งของโครงการอวกาศของรัสเซีย R&D สำหรับการสร้างตระกูลยานยนต์ยิงจรวด Angara ดำเนินการตามคำสั่งของประธานาธิบดีแห่งสหพันธรัฐรัสเซียฉบับที่ 14 ลงวันที่ 6 มกราคม 2538“ ในการสร้าง ...

ในช่วงเกือบเจ็ดทศวรรษที่ผ่านมานับตั้งแต่การเปิดตัวอวกาศครั้งแรก (ไม่นับการวิจัยและการทดลองในช่วงยี่สิบปีที่ผ่านมา) การออกแบบยานอวกาศ (SC) ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง การสนับสนุนที่สำคัญต่อวิวัฒนาการของการออกแบบยานอวกาศถูกสร้างขึ้นโดยยานอวกาศที่เรียกว่า "ทดสอบ" ซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการทดสอบและการทดสอบในสภาพจริงขององค์ประกอบโครงสร้าง ระบบ ส่วนประกอบ ส่วนประกอบและบล็อก วิธีที่ดีที่สุด แอปพลิเคชัน, ทางที่เป็นไปได้การรวมตัวของพวกเขา

หากในสหภาพโซเวียตการดัดแปลงยานอวกาศต่าง ๆ ของซีรีย์ Kosmos เพียงชุดเดียวถูกใช้อย่างกว้างขวางในฐานะยานอวกาศทดสอบอัตโนมัติดังนั้นในสหรัฐอเมริกามียานอวกาศทั้งหมด: ATS, GGTS, 0V, Dodge, TTS, SERT", "RW " ฯลฯ

แม้จะมีการออกแบบยานอวกาศที่หลากหลาย แต่อุปกรณ์ทั่วไปก็คือการมีอยู่ของที่อยู่อาศัยที่มีชุดขององค์ประกอบโครงสร้างต่างๆ (ที่เรียกว่าอุปกรณ์ "สนับสนุน") และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษ (เป้าหมาย)

ตัวยานอวกาศเป็นโครงสร้างและเค้าโครงพื้นฐานสำหรับการติดตั้งและการจัดวางองค์ประกอบและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ตัวอย่างเช่น สำหรับยานอวกาศอัตโนมัติ อุปกรณ์สนับสนุนจัดให้มีระบบออนบอร์ดอย่างน้อยดังต่อไปนี้: การปฐมนิเทศและการรักษาเสถียรภาพ การควบคุมความร้อน แหล่งจ่ายไฟ การวัดระยะทาง การวัดวิถี การควบคุมและการนำทาง คำสั่งและซอฟต์แวร์ หน่วยงานบริหารต่างๆ ฯลฯ บนยานอวกาศที่บรรจุคนและสถานีอวกาศ นอกจากนี้ยังมีระบบช่วยชีวิต การกู้ภัยฉุกเฉิน เป็นต้น

ในทางกลับกัน อุปกรณ์เป้าหมายของยานอวกาศอาจเป็นออปติคัล (ออปติคัล-อิเล็กทรอนิกส์), การถ่ายภาพ, โทรทัศน์, อินฟราเรด, เรดาร์, วิศวกรรมวิทยุ, สเปกโตรเมทริกซ์, เอ็กซ์เรย์, การสื่อสารทางวิทยุและการถ่ายทอด, วิศวกรรมวิทยุ, เรดิโอเมตริก, แคลอรีเมตริก ฯลฯ

ระบบทั้งหมดเหล่านี้ (โครงสร้าง ฟังก์ชัน การกำหนดค่า ฯลฯ) ใช้ ECB ที่ทันสมัยที่สุด

โดยธรรมชาติแล้ว การกำหนดค่าของยานอวกาศขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์และดังนั้นจึงมีความแตกต่างกันอย่างมาก นั่นคือการปล่อยยานอวกาศไปยังวิถีโคจรที่ต้องการ บล็อกเร่งและเบรกของยานอวกาศ รวมถึงเครื่องยนต์ค้ำจุนและเครื่องมือแก้ไข ช่องเชื้อเพลิง หน่วยและ ระบบบริการ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการถ่ายโอนยานอวกาศจากวงโคจรต่ำไปยังวงโคจรที่สูงขึ้นหรือระหว่างดาวเคราะห์, ทำการย้อนกลับ - จากวงโคจรสูงไปเป็นวงโคจรต่ำ, การแก้ไขพารามิเตอร์วิถี ฯลฯ )

แนวคิดของ "เลย์เอาต์" ของยานอวกาศเชื่อมโยงกับการออกแบบยานอวกาศอย่างแยกไม่ออก ซึ่งเป็นการจัดองค์ประกอบเชิงพื้นที่ที่มีเหตุผลและหนาแน่นที่สุด ในกรณีนี้ เค้าโครงภายในและภายนอก (อากาศพลศาสตร์) ของยานอวกาศมีความโดดเด่น

งานในการพัฒนาการออกแบบยานอวกาศนั้นค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากจำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่างที่มักขัดแย้งกันเอง ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีจำนวนการสื่อสารขั้นต่ำระหว่างยานอวกาศกับคอมเพล็กซ์ภาคพื้นดิน (โดยเฉพาะสำหรับยานยิงจรวด) ความปลอดภัยและความสะดวกสบายของลูกเรือ (สำหรับยานอวกาศที่บรรจุคน) การทำงานที่ปลอดภัยและการบำรุงรักษาที่ตำแหน่งปล่อยตัวและขณะบิน ทำให้มั่นใจถึงพารามิเตอร์ที่กำหนดของความเสถียร ความสามารถในการควบคุม สภาพความร้อน และลักษณะอากาศพลศาสตร์ของยานอวกาศ และอื่นๆ อีกมากมาย

งานของนักออกแบบยานอวกาศมีความซับซ้อนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเกณฑ์สำหรับความเหมาะสมของการแก้ปัญหาไม่เพียง แต่ลดมวลของยานอวกาศให้น้อยที่สุดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นทุนและเงื่อนไขการสร้างด้วยการรับประกันพารามิเตอร์ความน่าเชื่อถือมัลติฟังก์ชั่น ฯลฯ

ยานอวกาศลำแรกของโลก "วอสตอค 1" ซึ่งยกมนุษย์คนแรกขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลก

ดังที่คุณทราบ เรือที่เริ่มต้นจากยานอวกาศได้ดำเนินการเพียงลำเดียว (แต่เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ) ที่โคจรรอบดาวเคราะห์โลก และการบินเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ใน โหมดอัตโนมัติซึ่งนักบินอวกาศคนแรกคือ "ผู้โดยสาร" ที่พร้อมจะเปลี่ยนการควบคุมเป็นของตัวเองได้ทุกเมื่อ แม้ว่าในความเป็นจริง ตามการจัดประเภทของเรา มันไม่ใช่เที่ยวบิน "บรรจุคน" แต่เป็นเที่ยวบินอัตโนมัติเต็มรูปแบบ แต่นี่เป็นเพียงกรณีที่การจำแนกประเภทไม่ได้สะท้อนถึงสาระสำคัญของกระบวนการต่อเนื่อง (ปรากฏการณ์เหตุการณ์) อย่างถูกต้องเสมอไป

หนึ่งในยานอวกาศระยะไกลลำแรก (1977) (ที่เรียกว่า "space probe") ของซีรี่ส์ Voyager (ยานอวกาศที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ Voyager-1 และ Voyager-2) ตามแหล่งวรรณกรรมบางฉบับ ยานสำรวจอัตโนมัติขนาด 723 กิโลกรัมซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2520 และมีวัตถุประสงค์เพื่อการวิจัยและบริเวณโดยรอบ ซึ่งทำให้ผู้สร้างประหลาดใจ ยังคงอยู่ในสภาพการทำงานปกติ และในกรณีที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์นี้ ปฏิบัติภารกิจใหม่ (เพิ่มเติม) - เพื่อกำหนดที่ตั้งของพรมแดน ระบบสุริยะซึ่งรวมถึง "" () แม้ว่าตามที่นักพัฒนาคิดไว้ แต่ภารกิจหลักดั้งเดิมของมันคือการศึกษาสองเท่านั้น - และ (เป็นการสอบสวนครั้งแรกในการถ่ายภาพโดยละเอียดของดาวเทียมทุกดวงของดาวเคราะห์เหล่านี้)

การคงอยู่ของยานอวกาศที่มีการใช้งานมายาวนานดังกล่าวมีสาเหตุหลักมาจาก
การตัดสินใจทางวิศวกรรมที่ดีที่สุดเมื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
อุปกรณ์ออนบอร์ด ทางเลือกที่เหมาะสมของ ECB ที่เหมาะสมสำหรับคอมเพล็กซ์
ของระบบออนบอร์ด

ส่วนลึกที่ยังมิได้สำรวจของจักรวาลทำให้มนุษยชาติสนใจมาหลายศตวรรษ นักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์ได้ก้าวไปสู่ความรู้ของกลุ่มดาวและอวกาศมาโดยตลอด สิ่งเหล่านี้ถือเป็นความสำเร็จครั้งแรกแต่มีนัยสำคัญในขณะนั้น ซึ่งช่วยพัฒนางานวิจัยในอุตสาหกรรมนี้ต่อไป

ความสำเร็จที่สำคัญคือการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ด้วยความช่วยเหลือที่มนุษย์สามารถค้นหาเพิ่มเติมได้ นอกโลกและทำความรู้จักกับวัตถุอวกาศที่ล้อมรอบโลกของเราอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น ในยุคของเรา การสำรวจอวกาศทำได้ง่ายกว่าในปีนั้นมาก พอร์ทัลไซต์ของเรานำเสนอข้อเท็จจริงที่น่าสนใจและน่าสนใจมากมายเกี่ยวกับจักรวาลและความลึกลับของจักรวาล

ยานอวกาศและเทคโนโลยีลำแรก

การสำรวจอวกาศอย่างแข็งขันเริ่มต้นด้วยการเปิดตัวดาวเทียมดวงแรกที่ประดิษฐ์ขึ้นในโลกของเรา เหตุการณ์นี้มีขึ้นตั้งแต่ปี 2500 เมื่อมันถูกปล่อยสู่วงโคจรของโลก สำหรับอุปกรณ์ตัวแรกที่ปรากฎในวงโคจร มันง่ายมากในการออกแบบ อุปกรณ์นี้ติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณวิทยุที่ค่อนข้างง่าย เมื่อมันถูกสร้างขึ้น นักออกแบบตัดสินใจที่จะใช้ชุดเทคนิคที่น้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมดวงแรกที่ง่ายที่สุดเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการพัฒนายุคใหม่ของเทคโนโลยีอวกาศและอุปกรณ์ จนถึงปัจจุบันเราสามารถพูดได้ว่าอุปกรณ์นี้ได้กลายเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่สำหรับมนุษยชาติและการพัฒนาสาขาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มากมาย นอกจากนี้ การนำดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรถือเป็นความสำเร็จสำหรับคนทั้งโลก ไม่ใช่แค่สำหรับสหภาพโซเวียตเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการทำงานหนักของนักออกแบบในการสร้างขีปนาวุธข้ามทวีป

มันเป็นความสำเร็จอย่างสูงในด้านวิทยาศาสตร์จรวดที่ทำให้นักออกแบบสามารถตระหนักว่าการลดน้ำหนักบรรทุกของยานยิง จะทำให้บรรลุความเร็วการบินที่สูงมาก ซึ่งจะเกินความเร็วของอวกาศ ~ 7.9 กม./วินาที ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถนำดาวเทียมดวงแรกเข้าสู่วงโคจรของโลกได้ ยานอวกาศและเทคโนโลยีมีความน่าสนใจเนื่องจากมีการออกแบบและแนวคิดที่แตกต่างกันมากมาย

กล่าวโดยกว้าง ยานอวกาศเป็นอุปกรณ์ที่ขนส่งอุปกรณ์หรือผู้คนไปยังขอบเขตที่ส่วนบนของชั้นบรรยากาศของโลกสิ้นสุดลง แต่นี่เป็นทางออกสู่จักรวาลที่อยู่ใกล้เท่านั้น ในการแก้ปัญหาอวกาศต่างๆ ยานอวกาศจะแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

Suborbital;

โคจรหรือใกล้โลกซึ่งเคลื่อนที่เป็นวงโคจรแบบ geocentric

อวกาศ;

ดาวเคราะห์

นักออกแบบของสหภาพโซเวียตมีส่วนร่วมในการสร้างจรวดลำแรกเพื่อส่งดาวเทียมสู่อวกาศ และการสร้างใช้เวลาน้อยกว่าการปรับแต่งและดีบักของระบบทั้งหมด นอกจากนี้ ปัจจัยด้านเวลายังมีอิทธิพลต่อการกำหนดค่าดั้งเดิมของดาวเทียม เนื่องจากเป็นสหภาพโซเวียตที่พยายามบรรลุตัวบ่งชี้ความเร็วจักรวาลแรกของการสร้าง ยิ่งไปกว่านั้น ความเป็นจริงของการปล่อยจรวดออกไปนอกโลกนั้นเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญในขณะนั้นมากกว่าปริมาณและคุณภาพของอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนดาวเทียม งานทั้งหมดที่ทำสำเร็จได้รับชัยชนะเพื่อมวลมนุษยชาติ

อย่างที่คุณทราบ การพิชิตอวกาศเพิ่งเริ่มต้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนักออกแบบจึงประสบความสำเร็จในด้านวิทยาศาสตร์จรวดมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งทำให้สามารถสร้างยานอวกาศและอุปกรณ์ที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้น ซึ่งช่วยให้การสำรวจอวกาศก้าวกระโดดครั้งใหญ่ นอกจากนี้ การพัฒนาเพิ่มเติมและการปรับปรุงให้ทันสมัยของจรวดและส่วนประกอบทำให้สามารถเข้าถึงความเร็วของอวกาศที่สองและเพิ่มมวลน้ำหนักบรรทุกบนเรือได้ ด้วยเหตุนี้ การเปิดตัวจรวดครั้งแรกโดยมีคนอยู่บนเรือจึงเกิดขึ้นได้ในปี 2504

พอร์ทัลไซต์สามารถบอกสิ่งที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับการพัฒนายานอวกาศและเทคโนโลยีสำหรับทุกปีและในทุกประเทศทั่วโลก มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่านักวิทยาศาสตร์เริ่มทำการวิจัยอวกาศจริงๆ ก่อนปี 1957 อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกเพื่อการศึกษาถูกส่งไปยังอวกาศเมื่อปลายทศวรรษที่ 1940 จรวดในประเทศชุดแรกสามารถยกอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ขึ้นได้สูงถึง 100 กิโลเมตร นอกจากนี้นี่ไม่ใช่การเปิดตัวครั้งเดียวพวกเขาดำเนินการค่อนข้างบ่อยในขณะที่ความสูงสูงสุดของการขึ้นของพวกเขาถึงตัวบ่งชี้ที่ 500 กิโลเมตรซึ่งหมายความว่าแนวคิดแรกเกี่ยวกับอวกาศมีอยู่แล้วก่อนการเริ่มต้นของยุคอวกาศ ปัจจุบันเมื่อใช้มากที่สุด เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดความสำเร็จเหล่านั้นอาจดูเหมือนเป็นพื้นฐาน แต่พวกเขาทำให้สามารถบรรลุสิ่งที่เรามีในขณะนี้ได้

ยานอวกาศและเทคโนโลยีที่สร้างขึ้นนั้นต้องการวิธีแก้ปัญหาของงานที่แตกต่างกันจำนวนมาก ประเด็นที่สำคัญที่สุดคือ:

1. การเลือกเส้นทางการบินที่ถูกต้องของยานอวกาศและการวิเคราะห์เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของยานอวกาศ เพื่อแก้ปัญหานี้ จำเป็นต้องพัฒนาอย่างแข็งขัน กลศาสตร์ท้องฟ้าซึ่งกลายเป็นวิทยาศาสตร์ประยุกต์
2. สูญญากาศในอวกาศและความไร้น้ำหนักได้กำหนดภารกิจของตนเองสำหรับนักวิทยาศาสตร์ และนี่ไม่ใช่แค่การสร้างกล่องปิดผนึกที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถทนต่อสภาพพื้นที่ที่ค่อนข้างรุนแรงได้ แต่ยังรวมถึงการพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถทำงานได้ในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับบนโลก เนื่องจากกลไกบางอย่างอาจไม่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในสภาวะไร้น้ำหนักและสุญญากาศในลักษณะเดียวกับในสภาวะบนบก ปัญหาหลักคือการยกเว้นการพาความร้อนในปริมาตรที่ปิดสนิท ทั้งหมดนี้ขัดขวางกระบวนการปกติของหลายกระบวนการ

1. การทำงานของอุปกรณ์ถูกรบกวนด้วยรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ เพื่อขจัดอิทธิพลนี้ จึงต้องคำนึงถึงวิธีการคำนวณแบบใหม่สำหรับอุปกรณ์ นอกจากนี้ ยังมีการใช้อุปกรณ์จำนวนมากเพื่อรักษาอุณหภูมิปกติภายในยานอวกาศด้วย
2. ปัญหาใหญ่คือแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์อวกาศ ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับนักออกแบบคือการแปลงรังสีดวงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า
3. การแก้ปัญหาการสื่อสารทางวิทยุและการควบคุมยานอวกาศใช้เวลานานพอสมควร เนื่องจากอุปกรณ์เรดาร์ภาคพื้นดินสามารถทำงานได้ในระยะทางไม่เกิน 20,000 กิโลเมตรเท่านั้น และไม่เพียงพอสำหรับอวกาศ วิวัฒนาการของการสื่อสารทางวิทยุทางไกลพิเศษในยุคของเราทำให้คุณสามารถติดต่อกับโพรบและอุปกรณ์อื่นๆ ได้ในระยะทางหลายล้านกิโลเมตร
4. อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือการปรับแต่งอุปกรณ์ที่ติดตั้งอุปกรณ์อวกาศ ก่อนอื่นเทคนิคต้องเชื่อถือได้เนื่องจากการซ่อมแซมในอวกาศเป็นไปไม่ได้ วิธีการใหม่ในการทำซ้ำและบันทึกข้อมูลถูกนำมาพิจารณาด้วย

ปัญหาที่เกิดขึ้นได้กระตุ้นความสนใจของนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์จากสาขาวิชาต่างๆ ร่วมมือร่วมใจได้รับอนุญาตให้ได้รับผลบวกในการแก้ปัญหา ด้วยเหตุนี้จึงเกิดความรู้ด้านใหม่ซึ่งก็คือเทคโนโลยีอวกาศ การเกิดขึ้นของการออกแบบประเภทนี้ถูกแยกออกจากอุตสาหกรรมการบินและอุตสาหกรรมอื่น ๆ เนื่องจากมีเอกลักษณ์เฉพาะ ความรู้พิเศษ และทักษะในการทำงาน

ทันทีหลังจากการสร้างและการเปิดตัวดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกประสบความสำเร็จ การพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศเกิดขึ้นในสามทิศทางหลัก ได้แก่:

1. การออกแบบและผลิตดาวเทียม Earth สำหรับงานต่างๆ นอกจากนี้ อุตสาหกรรมยังมีส่วนร่วมในการปรับปรุงและปรับปรุงอุปกรณ์เหล่านี้ให้ทันสมัย ​​ซึ่งทำให้สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวางมากขึ้น
2. การสร้างอุปกรณ์สำหรับศึกษาอวกาศระหว่างดาวเคราะห์และพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงอื่น ตามกฎแล้วอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานที่ตั้งโปรแกรมไว้และสามารถควบคุมได้จากระยะไกล
3. เทคโนโลยีอวกาศกำลังทำงานอยู่ รุ่นต่างๆการสร้างสถานีอวกาศที่นักวิทยาศาสตร์สามารถทำกิจกรรมวิจัยได้ อุตสาหกรรมนี้ยังเกี่ยวข้องกับการออกแบบและการผลิตยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมด้วย

หลายพื้นที่ของเทคโนโลยีอวกาศและความสำเร็จของความเร็วอวกาศที่สองทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าถึงวัตถุในอวกาศที่อยู่ห่างไกลออกไปได้ นั่นคือเหตุผลที่ในช่วงปลายยุค 50 เป็นไปได้ที่จะส่งดาวเทียมไปยังดวงจันทร์นอกจากนี้เทคโนโลยีในเวลานั้นทำให้สามารถส่งดาวเทียมวิจัยไปยังดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุดที่อยู่ใกล้โลกได้ ดังนั้นอุปกรณ์แรกที่ส่งไปศึกษาดวงจันทร์ทำให้มนุษย์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับพารามิเตอร์ของอวกาศและมองเห็นด้านไกลของดวงจันทร์เป็นครั้งแรก อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีอวกาศในช่วงเริ่มต้นของยุคอวกาศยังคงไม่สมบูรณ์แบบและควบคุมไม่ได้ และหลังจากแยกตัวออกจากยานปล่อยตัวแล้ว ส่วนหลักก็หมุนค่อนข้างวุ่นวายรอบจุดศูนย์กลางมวล การหมุนที่ควบคุมไม่ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถค้นคว้าได้มากนัก ซึ่งในทางกลับกัน ได้กระตุ้นให้นักออกแบบสร้างยานอวกาศและเทคโนโลยีที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้น

มันคือการพัฒนายานควบคุมที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการวิจัยได้มากขึ้นและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอวกาศและคุณสมบัติของมัน นอกจากนี้ การบินดาวเทียมที่มีการควบคุมและมีเสถียรภาพและอุปกรณ์อัตโนมัติอื่นๆ ที่ปล่อยสู่อวกาศทำให้สามารถส่งข้อมูลไปยังโลกได้อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากการวางแนวของเสาอากาศ เนื่องจากการควบคุมที่ควบคุมไว้จึงสามารถดำเนินการประลองยุทธ์ที่จำเป็นได้

ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ดาวเทียมถูกปล่อยไปยังดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุดอย่างแข็งขัน การเปิดตัวเหล่านี้ทำให้มีความคุ้นเคยกับสภาพของดาวเคราะห์ข้างเคียงมากขึ้น แต่ถึงกระนั้น ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเวลานี้สำหรับมนุษยชาติทั้งหมดบนโลกของเราคือการบินของ Yu.A. กาการิน. หลังจากความสำเร็จของสหภาพโซเวียตในการสร้างอุปกรณ์อวกาศ ประเทศส่วนใหญ่ของโลกก็ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับวิทยาศาสตร์จรวดและการสร้างเทคโนโลยีอวกาศของตนเอง อย่างไรก็ตามสหภาพโซเวียตเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมนี้เนื่องจากเป็นคนแรกที่สร้างอุปกรณ์ที่ลงจอดอย่างนุ่มนวล หลังจากการลงจอดบนดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรก ภารกิจนี้ถูกกำหนดขึ้นสำหรับการศึกษาพื้นผิวของวัตถุในอวกาศอย่างละเอียดยิ่งขึ้นโดยใช้อุปกรณ์อัตโนมัติสำหรับการศึกษาพื้นผิว และส่งภาพถ่ายและวิดีโอไปยังโลก

ยานอวกาศลำแรกดังกล่าวไม่มีการจัดการและไม่สามารถกลับสู่โลกได้ เมื่อสร้างอุปกรณ์ควบคุม นักออกแบบต้องเผชิญกับปัญหาการลงจอดอย่างปลอดภัยของอุปกรณ์และลูกเรือ เนื่องจากการที่อุปกรณ์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกอย่างรวดเร็วก็สามารถเผาไหม้จากความร้อนในระหว่างการเสียดสี นอกจากนี้ เมื่อกลับมา อุปกรณ์ต้องลงจอดและกระเด็นได้อย่างปลอดภัยในสภาพที่หลากหลาย

การพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศเพิ่มเติมทำให้สามารถผลิตสถานีโคจรที่สามารถใช้งานได้นานหลายปี ในขณะที่เปลี่ยนองค์ประกอบของนักวิจัยบนเครื่องบิน ยานโคจรรอบแรกประเภทนี้คือสถานีโซเวียต Salyut การสร้างมันเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่อีกครั้งสำหรับมนุษยชาติในความรู้เกี่ยวกับอวกาศและปรากฏการณ์

ข้างต้นเป็นส่วนเล็ก ๆ ของเหตุการณ์และความสำเร็จทั้งหมดในการสร้างและการใช้ยานอวกาศและเทคโนโลยีซึ่งถูกสร้างขึ้นในโลกเพื่อการศึกษาอวกาศ แต่ถึงกระนั้น ปีที่สำคัญที่สุดคือปี 1957 ซึ่งเป็นยุคที่วิทยาศาสตร์จรวดเชิงรุกและการสำรวจอวกาศเริ่มต้นขึ้น เป็นการเปิดตัวโพรบแรกที่ก่อให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศทั่วโลก และสิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการสร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตของยานยิงรุ่นใหม่ ซึ่งสามารถยกโพรบขึ้นสู่ระดับความสูงของวงโคจรของโลกได้

เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งนี้และอื่น ๆ อีกมากมาย พอร์ทัลไซต์ของเรานำเสนอบทความ วิดีโอ และภาพถ่ายที่น่าสนใจของเทคโนโลยีอวกาศและวัตถุมากมาย