В России придумали, как снизить массу космического аппарата без потери прочности
Снизить вес космического корабля, не снижая его прочности — задача, над которой непрерывно бьются физики и инженеры по всему миру. Аспирантка кафедры прочности летательных аппаратов Новосибирского государственного технического университета Лидия Ковальчук предложила одно из решений — использовать для этой цели сетчатую структуру его конструкции.
Зачем нужно снижение массы космического аппарата, довольно очевидно: каждый сэкономленный грамм означает снижение расхода топлива и большую массу полезного груза, который можно вывести на орбиту. Но неконтролируемое облегчение опасно: малейшее нарушение целостности конструкции будет означать катастрофу, и хорошо, если в ней не пострадают люди.
Как пройтись по этому «лезвию бритвы» и не свалиться ни в одну из крайностей — предмет постоянной головной боли любого конструктора. Но сотрудники НГТУ в проекте авторства Лидии Ковальчук придумали, как эту боль несколько облегчить.
Ключом к решению оказались сетчатые оболочки, которые широко используются в космических аппаратах в качестве силовых элементов фюзеляжа. Однако инженеры заметили, что при выходе на орбиту разнонаправленные продольные и поперечные нагрузки приводят к нестабильности этих конструкций. В результате в космосе они испытывают нечто вроде скручивания, которое лишь усиливает их немалая масса.
Вывод оказался парадоксален: уменьшение массы сетчатых конструкций приведет не к уменьшению, а к увеличению прочности аппарата. «Мы имеем возможность снижения расхода топлива, материала и вывода на орбиту больше полезного груза», — подчеркнула Ковальчук.
Аспирантка не просто предложила идею, но и продумала методику оценки надежности создаваемых конструкций (в частности, оценку на прочность, устойчивость и жесткость продольных и кольцевых «ребер»), а также специальный алгоритм для подбора оптимальных параметров, и эксперимент, который позволит их испытать.
Исследования российских ученых не ограничиваются сугубо технологическими вопросами, но часто имеют фундаментальное значение. Например, не так давно под их руководством была решена одна из ключевых загадок Марса — странное исчезновение хлора из его атмосферы. Как оказалось, одной из виновниц эффекта, долго ставившего исследователей в тупик, является обычная вода.
Самое популярное
