¿Cómo será el transporte del futuro? Olimpiada sobre la historia de la aviación y la aeronáutica naves espaciales Soyuz.

Ministerio de Educación de la República de Bashkortostán

MKU Departamento de Educación AMR Bizhbulyaksky distrito

MOBU escuela secundaria No. 2 con. Bizhbulyak

Trabajo de investigación histórica sobre el tema.

« ¿Cuál es el futuro de transporte aeroespacial? »

SpaceX - Camino al futuro

Sobre la historia y las perspectivas de desarrollo de la empresa.espaciox

Completado por: Agleev Linar, 10° grado

MOBU SOSH Nº 2 pág. Bizhbulyak

Distrito MR Bizhbulyaksky

República de Bashkortostán

Dirección de Escuela:

452040 República de Bashkortostán,

Distrito de MR Bizhbulyaksky,

con. Bizhbulyak, c. centro, 72

Teléfono: 8 347 43 2 17 21

Fax: 8 347 43 2 17 21

Jefe: Gibatov I.R.

con. Bizhbulyak, 2015

Introducción

Capítulo 1. Proyectoespaciox

1.1 Historia del proyecto
1.2. Perspectivas para los vehículos de lanzamiento de SpaceX
1.3. Motores desarrollados por SpaceX
1.4. reutilizable
1.5. Continuar

Conclusión

Referencias

Aplicaciones

Introducción

Ahora vivimos al borde de un evento colosal:

como la transmigración de la vida a otros planetas.

Elon Musk

Habiéndome familiarizado con las regulaciones de la Olimpiada de Mozhaisky, me interesó la pregunta: "¿Cuál es el futuro del transporte aeroespacial?" Decidí buscar una respuesta. Como resultado de la búsqueda, me enteré del proyecto de una empresa privada SpaceX, que sueña con crear un Transporte Colonial Marciano y reducir el costo de los vuelos espaciales.

yo presento hipótesis: en el futuro será posible utilizar los proyectos de SpaceX para el transporte aeroespacial.

Objetivo: para saber si el proyecto Space X se puede utilizar para el desarrollo del transporte aeroespacial

Tareas:

Explore la historia del proyecto
Explore la evolución de los vehículos de lanzamiento de SpaceX, sus motores y sus beneficios
Explore las perspectivas del proyecto SpaceX

Métodos de búsqueda:

Estudio y análisis de literatura y sitios relevantes en Internet.
Análisis de informes de empresas.

Objeto de estudio: empresa espacial privada SpaceX

Capítulo 1. Proyectoespaciox

1.1. historia del proyecto

Aprendí que la historia de SpaceX se remonta a 2001. Su líder, Elon Max, ha sido aficionado al espacio toda su vida. Soñaba con crear su propio proyecto de cohetes. Llamó a este proyecto SpaceX - Sistemas de exploración espacial.

El primer cohete que desarrolló la compañía se llamó Falcon 1 porque usaba un solo motor Merlin. Este cohete tenía características sobresalientes, un cohete de clase ligera (ver Apéndice 1). La carga útil era solo de hasta 600 kilogramos. Durante las pruebas, los motores se apagaron y luego explotaron.

Para 2004, los motores comenzaron a funcionar de manera estable.

En 2006, tuvo lugar el primer lanzamiento del cohete Falcon 1. El cohete se elevó, se elevó rápidamente hacia el cielo y explotó a los 25 segundos. Cayó cerca de la plataforma de lanzamiento. La razón fue la destrucción de la tuerca a la que estaba unida la línea de combustible al motor.

Durante la segunda tanda, la primera etapa funcionó a la perfección. Después de la separación de las etapas, se encendió el motor de la segunda etapa. Pero durante el desarrollo del combustible, el combustible dentro de los tanques comenzó a salpicar, el escenario comenzó a balancearse y se derrumbó.

El tercer lanzamiento tuvo lugar en agosto de 2008. Durante el tercer lanzamiento, durante la separación de etapas, la primera etapa no se separó de la segunda. Todo esto sucedió debido al hecho de que se instaló un motor con un tipo diferente de enfriamiento en el tercer cohete.

El cuarto lanzamiento se realizó un mes después del tercer lanzamiento. Como carga útil, a diferencia de los primeros lanzamientos, no utilizaron un satélite; este lanzamiento utilizó un modelo de carga de peso y tamaño. En septiembre de 2008, la primera y la segunda etapa funcionaron perfectamente y pusieron en órbita esta carga de peso y tamaño con un perigeo de 500 kilómetros y un apogeo de 700 kilómetros alrededor de la Tierra.

El siguiente paso evolutivo en SpaceX fue el cohete Falcon 9, que utilizó 9 motores Merlin en su tecnología. Y el primer cohete de la familia Falcon 9 fue el cohete versión 1.1. (Ver Anexo 2). Falcon 9 (v 1.0) tenía nueve motores, que estaban dispuestos en fila. El misil estaba controlado por la distribución de empuje entre los motores a lo largo del perímetro. Los motores no estaban girando, no se usó ningún control de giro del motor. El sistema distribuyó el empuje, controlando así el movimiento. Dichos misiles fueron construidos 5 piezas. Después de eso, comenzaron a usar una nueva versión del cohete Falcon 9 (v 1.1).En la versión 1.1, se aumentaron los tanques, la diferencia más notable fue la transición de una disposición de motores en línea a una disposición anular (ver Apéndice 3.5). La disposición de los anillos permitió colocar el motor central en una suspensión, por lo que el control comenzó a realizarse girando el motor central. Esto fue necesario para devolver el escenario a la Tierra en el futuro. De los 19 lanzamientos de este tipo de misiles en este momento, hay 5 lanzamientos de la versión 1.0 y los 14 restantes son de la versión 1.1.

La siguiente etapa es la versión 1.2 (Falcon 9 v 1.2). La diferencia fundamental entre el cohete es el uso de un oxidante de oxígeno superenfriado. El oxígeno criogénico se pasa a través de un dispositivo especial, a través de nitrógeno líquido, por lo que se enfría a aproximadamente -215 grados centígrados. Esto aumenta la densidad del oxidante en un 7 %, respectivamente, lo que le permite poner más oxidante por peso en el cohete. El combustible ahora también se enfría a -30 grados centígrados, lo que aumenta la eficiencia del sistema de enfriamiento del cohete. La versión 1.2 de Falcon 9 está planificada en tres versiones (consulte el Apéndice 6). La primera versión es la versión Dragon 1, la segunda es la versión Dragon 2 actualmente en construcción, y la tercera versión es la versión de carenado de carga útil para poner los satélites en órbita. Una nueva version permitió aumentar la masa de carga útil en aproximadamente un 30%. Esto es necesario para poder poner en órbita cargas pesadas, y en cada lanzamiento instalar un sistema de retorno por etapas que ocupa una determinada masa y un determinado combustible.

1.2. Perspectivas para los vehículos de lanzamientoEspacio X

Continuando familiarizándome con el proyecto SpaceX, descubrí que el próximo desarrollo, no solo cualitativo, sino también cuantitativo de los cohetes SpaceX es el vehículo de lanzamiento Falcon Heavy (consulte el Apéndice 7). Un cohete súper pesado, el bloque central es un Falcon 9 más dos etapas superiores adicionales, que son las primeras etapas del cohete. Las tres partes serán devueltas a la Tierra. Se planea que las dos primeras etapas regresen a la costa, a los lugares de aterrizaje, la tercera etapa volará un poco más a lo largo de su trayectoria balística y, por lo tanto, se planea aterrizarla en un puerto espacial flotante, en una barcaza. También en este cohete se utilizará un sistema único de alimentación cruzada de combustible. En qué consiste - durante el lanzamiento funcionan los tres bloques - son 27 motores (3x9), pero el combustible y el comburente se toman de los dos bloques extremos, el central permanece intacto hasta que se desatracan los bloques extremos. Durante su desacoplamiento se empieza a consumir combustible de la parte central y esto mejora las características del cohete. El mayor cambio en un cohete es la masa que puede llevar a la órbita. En órbita de apoyo bajo, eso es 53 toneladas, una masa increíble. A Marte - 13,2 toneladas. Falcon Heavy será capaz de entregar una nave espacial Dragon completamente cargada a Marte y una parcialmente cargada a Júpiter.

1.3. Motores desarrollados por la empresa.espaciox

Aprendí que SpaceX ha desarrollado un motor Merlin simple que usa un ciclo abierto (vea el apéndice 9.12). Esto significa que parte del combustible y el oxidante se usan para forzar el combustible hacia la cámara de combustión. Se utiliza un generador de gas en el que se quema parte del combustible y comburente, girando turbinas que suministran combustible a alta presión a la cámara de combustión, y los gases de escape salen por una tubería. En la primera versión del Falcon 1, la vectorización de este escape se utilizó para dirigir el cohete.

El esquema de bucle abierto es simple, confiable, económico de construir y usar. Porque utiliza una baja presión en la cámara de combustión, y esto, con una gran reserva para el futuro, contribuye al uso de sistemas reutilizables.

Descubrí que los motores Merlin no tienen un empuje tan alto como nuestro legendario motor RD-108, y tampoco el impulso específico más alto, lo que demuestra la eficiencia del motor (ver apéndice 10)

Sin embargo, tienen una ventaja: la relación empuje-peso (consulte el Apéndice 11). La relación empuje-peso es cuánto peso muerto puede levantar un motor. 157 unidades: este es un récord para un motor de tal esquema. Solo los cohetes que usan combustibles tóxicos son más altos. Está previsto que los motores sean devueltos y reutilizados.

1.4. reutilizable - reutilización

Mientras investigaba los propulsores y motores de la compañía, aprendí sobre el proyecto de propulsor de la primera etapa de SpaceX (consulte el Apéndice 13). De hecho, esta teoría reutilizable tiene muchos partidarios y muchos opositores. Pero es esta característica la que reduce significativamente el costo de los lanzamientos de SpaceX. Descubrí que el costo de lanzamiento se reduce en ~60% de esta manera. Y la empresa puede invertir estos fondos en sus futuros desarrollos y perspectivas.

El trabajo sobre la reutilización comenzó en 2011 en el sitio de prueba MacGregor de SpaceX en Texas. Usando un equipo de prueba llamado Grasshopper ( Saltamontes). Este cohete, que, de hecho, fue la primera etapa del vehículo de lanzamiento Falcon 9. ¿Por qué Grasshopper? Grasshopper, porque este cohete "saltó", dio saltos y calculó el momento de aterrizar en el escenario cambiando el empuje del motor y su vector.

En 2014, el sistema de retorno comenzó a instalarse en los vehículos de lanzamiento existentes que se lanzaron como parte de las misiones de SpaceX. En abril de 2014, se hizo el primer intento de aterrizar el escenario, no en la superficie, sino simplemente en el océano. El cohete se acercó a la superficie del agua a la velocidad requerida, disminuyó la velocidad y se sumergió en el agua.

En 2015, las pruebas comenzaron con el aterrizaje de la etapa en una barcaza-cosmódromo flotante, que estaba en el océano. Usó cuatro motores diesel, que mantuvieron la barcaza en un punto determinado, con una precisión de varios metros, y la etapa aterrizó en esta barcaza. El caso en que se hizo un intento de aterrizaje fue en abril de 2015, entonces “casi lo logró”: el cohete se acercó bien, dio en el lugar correcto, pero como resultado de un ligero derribo, volcó y explotó.

El 22 de diciembre se lanzó el Falcon 9 v.1.2 FT, el primer lanzamiento desde el accidente de junio de 2015. Esta es la primera vez que SpaceX logra lanzar la etapa inferior de un vehículo de lanzamiento Falcon 9 en un descenso controlado (ver Apéndice 13). Por lo tanto, la empresa pudo guardarlo para su reutilización. Supe que en este momento el cohete está siendo sometido a las pruebas necesarias para determinar su estado después del lanzamiento y aterrizaje. Este cohete no volverá a volar: Elon Musk dijo que lo guardarán para su propio museo.

Nuestros compatriotas también intentaron crear proyectos similares. En GKNPTs ellos. Khrunichev, junto con NPO Molniya, desarrolló Baikal (ver Apéndice 15), un proyecto para un propulsor reutilizable para la primera etapa del vehículo de lanzamiento Angara. La idea principal del proyecto era que el propulsor del cohete que completó la tarea, separado del portaaviones, regresaría automáticamente al sitio de lanzamiento y aterrizaría en la pista del avión como un vehículo aéreo no tripulado alado. Pero, desafortunadamente, nuestro proyecto permaneció en la etapa de desarrollo. Los desarrolladores mostraron el modelo del acelerador en 2001, en la feria aeroespacial MAKS-2001.

1.5. Continuar

En 2004, la empresa comenzó a desarrollar el barco Dragon, que realizó su primer vuelo en diciembre de 2010. El volumen útil es de 11 metros cúbicos, también puede transportar carga en el "baúl", cuyo volumen es de 14 m 3 ( ver apéndice 16).

Descubrí que el Dragón es único en su capacidad de devolver carga de la ISS a la Tierra y es el primer barco fabricado por una empresa privada en atracar en la ISS.

Dragon V2 es la segunda versión de la nave. Utiliza motores Super Draco, totalmente impresos en 3D. Dos motores se combinan en 1 grupo. Hay 4 grupos en total. Usando estos motores, el barco podrá aterrizar de forma independiente sin usar paracaídas ( ver apéndice 17).

Aprendí que en la perspectiva de la nave espacial Dragon, la misión Mars 2020, en la que se creó un rover similar al existente Curiosidad, recogerá muestras de suelo marciano en un contenedor, después de lo cual las entregará en el punto de despegue y aterrizaje de la nave espacial Dragon, que las pondrá en órbita y luego a la Tierra.

Conclusión

Después de estudiar información sobre el proyecto Space X, descubrí que la perspectiva del proyecto es utilizar nuevos motores Raptor, sobre los cuales aún no se sabe nada. Este cohete será totalmente reutilizable, se reutilizarán la primera y la segunda etapa. Y pondrá en órbita el Transporte Colonial Marciano (ver Apéndice 18), que se usará para llevar personas a Marte: alrededor de cien personas se colocarán en una nave. Con base en todos los materiales presentados, llegué a la conclusión de que en el futuro será posible utilizar el proyecto SpaceX para el transporte aeroespacial.

Lista de literatura y fuentes utilizadas

1. Ashley Vance - Elon Musk. Tesla, SpaceX y el camino hacia el futuro. (Editorial: Olimp-Business; 2015; ISBN 978-5-9693-0307-2, 978-0-06-230123-9, 978-59693-0330-0);

2. VIRGINIA. Afanasiev - Desarrollo experimental de naves espaciales (Editor: M .: Izd-vo MAI .; 1994; ISBN: 5-7035-0318-3);

3. V. Maksimovsky - “Angara-Baikal. O módulo de cohete de refuerzo reutilizable»;

4. Enlace al sitio web oficial de SpaceX;

5. Canal oficial de YouTube de SpaceX - Enlace ;

6. Entrada de Wikipedia - enlace.

Apéndice

Apéndice 1. Halcón 1.

Apéndice 2. El camino evolutivo del vehículo de lanzamiento Falcon.

Apéndice 3. Diseño del motor Falcon9 v1.0 (izquierda) y v1.1 (derecha).

Apéndice 4. Falcon 9 versiones 1.0 y 1.1.

Apéndice 5. Ubicación de los motores en la versión 1.1.

Apéndice 6. Falcon 9. Tres tipos: con nave espacial Dragon 1, nave espacial Dragon 2 y con radomo PN.

Anexo 7. Falcon Pesado.

Apéndice 8. La evolución de los vehículos de lanzamiento de SpaceX.

Anexo 9. Motor Merlin.

Apéndice 10. Comparación de empuje de los motores Merlin 1, Vulcain, RS-25 y RD-108.

Apéndice 11. Relación empuje-peso del Merlin 1D.

Apéndice 12. Vacío Merlin 1D.

Anexo 13.

Anexo 13.1.

Anexo 14. Esquema de vuelo y aterrizaje del cohete.

Anexo 15 . MRU "Angara-Baikal"

Apéndice 16. Nave espacial Dragon V1.

Apéndice 17. Nave espacial Dragon V2.

Apéndice 18. Concepto de arte Big Falcon Rocket.

Kuzminova Anastasia Olegovna
Edad: 14 años de edad
Lugar de estudio: Vologda, MOU "Escuela secundaria No. 1 con estudio en profundidad del idioma inglés"
Ciudad: Vólogda
Líderes: Chuglova Anna Bronislavovna, profesor de física en las clases superiores del MOU “Escuela Secundaria No. 1 con profundización del idioma inglés”;
Kuzminov Oleg Alexandrovich.

Trabajo de investigación histórica sobre el tema:

¿CUÁL ES EL FUTURO DEL TRANSPORTE AEROESPACIAL?

Plan:

1. Introducción
2. Cuerpo principal
2.1 Historia del desarrollo de vehículos aeroespaciales;
2.2 Buques de transporte prometedores del futuro;
2.3 Principales direcciones de uso y desarrollo de sistemas de transporte avanzados (PTS);
3. Conclusión
4. Fuentes de información.

1. Introducción

Por primera vez, el programa de exploración espacial fue formulado por K.E. Tsiolkovsky, en el que el papel clave pertenece a los sistemas de transporte espacial. Actualmente, el transporte aeroespacial se utiliza para: la exploración científica de los planetas y el espacio exterior, la resolución de problemas militares, el lanzamiento de satélites terrestres artificiales, la construcción y el mantenimiento de estaciones e industrias orbitales, el transporte de mercancías en el espacio, así como el desarrollo del turismo espacial.

Astronave - es un avión diseñado para el vuelo de personas y el transporte de mercancías en el espacio exterior. Las naves espaciales para volar en órbitas cercanas a la Tierra se denominan naves satélite, y para volar a otros cuerpos celestes, naves interplanetarias. En la etapa inicial, las naves espaciales de transporte demostraron las capacidades de la tecnología espacial y la solución de problemas aplicados individuales. En la actualidad, se enfrentan a tareas prácticas globales encaminadas al uso eficiente y rentable del espacio.

Para lograr estos objetivos, es necesario resolver las siguientes tareas:

Creación de naves espaciales universales y reutilizables;

Uso de centrales eléctricas con combustibles más eficientes y económicos;

Aumento de la capacidad de carga del STP;

Seguridad ecológica y biológica de los buques.

Relevancia:

La creación del transporte aeroespacial del futuro permitirá:

- volar, a distancias ultralargas, prácticamente ilimitadas;

- explorar activamente el espacio cercano a la Tierra y otros planetas;

- fortalecer la capacidad de defensa de nuestro estado;

- creación de plantas e industrias de energía espacial;

- creación de grandes complejos orbitales;

- extraer y procesar minerales de la Luna y otros planetas;

- solución de problemas ecológicos de la Tierra;

- el lanzamiento de satélites terrestres artificiales;

- desarrollar el turismo aeroespacial.

Metas y objetivos:

- estudiar la historia del desarrollo de naves espaciales en Rusia y los Estados Unidos;

- hacer un análisis comparativo del uso del transporte aeroespacial del futuro;

- considerar las direcciones principales para el uso de PTS (sistemas de transporte prometedores);

- determinar las perspectivas de desarrollo de los sistemas de transporte.

2. La parte principal.

2.1 Historia del desarrollo de vehículos aeroespaciales.

En 1903, el científico ruso K.E. Tsiolkovsky diseñó un cohete para comunicaciones interplanetarias.

Bajo la dirección de Sergei Pavlovich Korolev, la primera del mundo cohete R-7 ("Vostok"), que el 4 de octubre de 1957 lanzó al espacio el primer satélite artificial de la Tierra, y el 12 de abril de 1961, la nave espacial realizó el primer vuelo tripulado al espacio.

Los cohetes Vostok fueron reemplazados por una nueva generación de naves espaciales desechables: Soyuz, Progress y Proton, su diseño resultó ser simple, confiable y económico, se usa hasta el día de hoy y se usará en un futuro cercano.

"Unión" Era muy diferente del cohete Vostok en su gran tamaño, volumen interno y nuevos sistemas a bordo, lo que permitió resolver problemas relacionados con la creación de estaciones orbitales. El primer lanzamiento de un cohete tuvo lugar el 23 de abril de 1967. Se creó una serie de naves espaciales de carga no tripuladas de transporte sobre la base de la nave espacial Soyuz. « Progreso", que aseguró la entrega de la carga a la estación espacial. El primer lanzamiento tuvo lugar el 20 de enero de 1978. "Protón"- un vehículo de lanzamiento (LV) de clase pesada, diseñado para lanzar estaciones orbitales, naves espaciales tripuladas, satélites terrestres pesados y estaciones interplanetarias al espacio. El primer lanzamiento tuvo lugar el 16 de julio de 1965.

Entre las naves espaciales estadounidenses, me gustaría señalar "Apolo"- la única nave espacial en la historia en este momento, en la que las personas abandonaron los límites de la órbita terrestre baja, superaron la gravedad de la Tierra, aterrizaron con éxito a los astronautas en la Luna y los devolvieron a la Tierra. La nave consta de la unidad principal y el módulo lunar (etapas de aterrizaje y despegue), en las que los astronautas aterrizan y despegan de la luna. Desde 1968 hasta 1975, se lanzaron al cielo 15 naves espaciales.

En los lejanos años 70, los ingenieros soñaban con crear naves espaciales del futuro que pudieran transportar carga y personas a la órbita, y luego regresar de manera segura a la Tierra y estar en servicio nuevamente. El desarrollo estadounidense fue un barco de transporte reutilizable. "Transbordador espacial" que fue planeado para ser utilizado como un transbordador entre la Tierra y la órbita cercana a la Tierra, entregando cargas útiles y personas de un lado a otro. Los vuelos al espacio se llevaron a cabo 135 veces desde el 12 de abril de 1981 hasta el 21 de julio de 2011.

Una nave espacial alada de transporte reutilizable se ha convertido en un desarrollo soviético-ruso. "Burán". Un paso importante hacia la exploración del espacio ultraterrestre fue el desarrollo del sistema universal de cohetes espaciales reutilizables Energia-Buran. Que consiste en un vehículo de lanzamiento pesado Energia y una nave espacial orbital reutilizable Buran.

Esta nave es capaz de poner en órbita hasta 30 toneladas de carga. La nave orbital "Buran" está diseñada para realizar tareas militares y de transporte, así como operaciones orbitales en el espacio. Después de completar las tareas, la nave es capaz de descender de forma independiente en la atmósfera y aterrizar horizontalmente en el aeródromo. El primer vuelo se realizó el 15 de noviembre de 1988. Los proyectos de naves espaciales reutilizables son costosos, y en la actualidad, los científicos están mejorando y reduciendo los costos operativos, lo que permitirá efectivamente el uso de este tipo de naves espaciales en el futuro en la creación de producción espacial, las naves espaciales reutilizables serán rentables, ya que la operación intensiva de los sistemas de transporte serán necesarios.

2.2 Buques de transporte prometedores del futuro.

Actualmente, la industria espacial no se detiene y se están creando muchas naves de transporte nuevas y prometedoras del futuro:

Complejo de cohetes espaciales "Angara"- una familia de prometedores vehículos de lanzamiento de tipo modular con motores reutilizables de oxígeno-queroseno en desarrollo. Se supone que los cohetes son de 4 clases (ligero, mediano, pesado y súper pesado). La potencia de este cohete se implementa utilizando un número diferente de módulos universales de cohetes (de 1 a 7), dependiendo de la clase del cohete. El primer lanzamiento de un cohete, una clase ligera, tuvo lugar el 9 de julio de 2014. El lanzamiento del cohete de clase pesada Angara-5 tuvo lugar el 23 de diciembre de 2014.

Ventajas del vehículo de lanzamiento Angara:

- montaje rápido del cohete a partir de módulos prefabricados, según la capacidad de carga requerida;

- lanzamiento de cohetes adaptado de los puertos espaciales rusos;

- el cohete está completamente hecho de componentes rusos;

- se utiliza combustible ecológico;

- en el futuro, se planea producir un motor de primera etapa reutilizable.

Sistemas de transporte reutilizables ("Rus"). El sistema de transporte tripulado prospectivo (PPTS) "Rus" es una nave espacial reutilizable tripulada de usos múltiples. El PPTS se realizará en el diseño modular del barco base en forma de elementos funcionalmente completos: el vehículo de retorno y el compartimiento del motor. Se planea que la nave no tenga alas, con una parte retornable reutilizable de forma troncocónica. El primer lanzamiento está previsto para 2020.

Diseñado para realizar las siguientes tareas:

- garantizar la seguridad nacional;

- acceso sin trabas al espacio;

- ampliar las tareas de producción espacial;

- vuelo y aterrizaje en la luna.

Nave espacial reutilizable tripulada "Orion"(ESTADOS UNIDOS).

Se planea que la nave no tenga alas, con una parte retornable reutilizable de forma troncocónica. Diseñado para llevar personas y carga al espacio, así como para vuelos a la Luna y Marte. El primer lanzamiento tuvo lugar el 5 de diciembre de 2014. La nave se retiró a una distancia de 5,8 mil km y luego regresó a la Tierra. Al regresar, la nave atravesó las densas capas de la atmósfera a una velocidad de 32 mil km/h, y la temperatura de la superficie de la nave alcanzó los 2,2 mil grados. La nave espacial pasó todas las pruebas, lo que significa que es apta para vuelos con personas en larga distancia. El inicio de vuelos a otros planetas está previsto para 2019-2020.

Nave espacial de transporte reutilizableContinuar Espacio X"(ESTADOS UNIDOS).

Diseñado para el transporte de cargas útiles y personas. El primer vuelo tuvo lugar el 1 de diciembre de 2010. A bordo puede haber una tripulación de hasta 7 personas y 2 toneladas de carga útil. Duración del vuelo: de 1 semana a 2 años. La producción de un barco de transporte en varias modificaciones se opera y planifica con éxito. La principal desventaja es la costosa operación de este tipo de naves espaciales. En un futuro cercano, Dragon Space X planea reutilizar la primera y la segunda etapa, lo que reducirá significativamente el costo de los lanzamientos espaciales.

Considere la posibilidad de una nave espacial de transporte prometedora que volará largas distancias .

Nave espacial interplanetaria "Peregrino". En Estados Unidos se ha creado un programa de la NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio) para diseñar una nave espacial interplanetaria basada en un reactor nuclear en miniatura. Está previsto que el sistema de propulsión de potencia se combine y el reactor nuclear comience a funcionar cuando la nave abandone la órbita terrestre. Además, después de completar la misión, la nave se pondrá en una trayectoria en la que se alejará de nuestra tierra. Este tipo de planta de energía es muy confiable y no tendrá un impacto negativo en el medio ambiente terrestre.

Nuestro país es líder mundial en el campo de la energía espacial. Actualmente en desarrollo módulo de transporte y energía basado en una planta de energía nuclear de clase megavatio. Casi todo el potencial científico de Rusia está trabajando en este programa. El lanzamiento de la nave espacial con una central nuclear está previsto para 2020. Este tipo de central eléctrica podrá funcionar durante mucho tiempo sin repostar. Los barcos de transporte con plantas de energía nuclear (planta de energía nuclear) podrán volar a distancias ultralargas, prácticamente ilimitadas, y permitirán la exploración del espacio profundo.

Tabla comparativa de naves espaciales prometedoras.

Astronave		El país	rango de vuelo	Motor	capacidad de carga	Primera fecha de lanzamiento
Complejo de cohetes espaciales "Angara"	Vehículo de lanzamiento (reutilizable)			Oxígeno-queroseno	De 1,5 a 35 t
Sistemas de transporte reutilizables "Rus"	tripulado, reutilizable		planetario; Luna, Marte	Gasolina
"Orión"	tripulado, reutilizable		Luna, Marte
« dragón espacio x»	tripulado, reutilizable
"Peregrino"	reutilizable		planetario	nucleares, combinadas
Módulo de transporte y energía	reutilizable		larga distancia	nucleares, combinadas

El barco de transporte más prometedor del futuro es un barco con una planta de energía nuclear, porque. tiene un motor que consume mucha energía y puede volar distancias ultralargas. El sistema nuclear es 3 veces superior a las instalaciones convencionales. Después de resolver los problemas con la operación segura, este tipo de nave espacial podrá hacer un gran avance en el estudio del espacio exterior.

2.3 Principales direcciones de uso y desarrollo de PTS (sistemas de transporte prometedores)

Las principales áreas de uso de PTS
Científico		Industrial				Turista	Militar
Exploración del espacio y otros planetas.	Investigación y trabajo científico en el espacio	Lanzamiento de satélites terrestres y de carga a la órbita terrestre baja	Construcción y mantenimiento de complejos orbitales	Creación y mantenimiento de plantas e industrias de energía espacial	Mover cargas útiles de otros planetas

Para crear el transporte aeroespacial del futuro, es necesario resolver las siguientes tareas:

- las plantas de energía del vehículo deben estar equipadas con fuentes de energía de mayor capacidad en comparación con el combustible utilizado actualmente (plantas de energía nuclear, motores de plasma e iones);

- Las plantas de energía prometedoras deben ser modulares, según el rango de vuelos. Plantas de energía debe realizarse en baja, media y alta potencia. Pequeño: para dar servicio a órbitas cercanas a la Tierra, mediano: transporte de carga a la Luna y otros planetas cercanos, grande: para vuelos de complejos interplanetarios a Marte y otros planetas distantes. Los complejos tripulados interplanetarios para largas distancias, debido al gran peso, deben ensamblarse a partir de módulos en órbita cercana a la Tierra. El acoplamiento de estos módulos debe realizarse de forma automática, sin intervención humana.

- los sistemas prometedores deben tener un alto grado de confiabilidad para garantizar la seguridad ambiental;

Las naves espaciales deben operarse en modos tripulados y no tripulados, con la posibilidad de control remoto desde la Tierra. Para realizar vuelos tripulados, las naves interplanetarias espaciales deben contar con todo tipo de protección para la normal existencia de todos los tripulantes.

3. Conclusión

El documento brinda ejemplos de los últimos desarrollos prometedores de los sistemas de transporte en Rusia y los Estados Unidos, que se construirán de acuerdo con los siguientes principios:

Diseño modular universal;

Uso de centrales eléctricas eficientes energéticamente;

Capacidad de ensamblar módulos en el espacio;

Alto grado de automatización de vehículos;

Posibilidad de control remoto;

La seguridad ambiental;

Operación segura del buque y de los miembros de la tripulación.

Después de resolver estos problemas, la STP permitirá la exploración activa del espacio exterior, la creación de instalaciones de producción en el espacio, el desarrollo del turismo espacial y la resolución de problemas científicos y militares.

A pesar de que logramos recopilar mucha información, me gustaría continuar el trabajo en las siguientes áreas:

Aplicación de nuevos tipos de combustible en PTS;

Mejorar los sistemas para la operación segura de las naves espaciales del futuro.

4. Fuentes de información:

1. Angara - vehículo de lanzamiento, - Wikipedia - enciclopedia gratuita de Internet, https://ru.wikipedia.org/wiki/angara_(vehículo de lanzamiento), consultado el 29/11/2014;

2. Gryaznov G. M. Energía nuclear espacial y nuevas tecnologías (Notas del director), - M: FSUE "TsNIIatominform", 2007;

3. Emelyanenkov A. Tug in zero gravity, - Rossiyskaya Gazeta, http://www.rg.ru/2012/10/03/raketa.html, consultado el 1 de diciembre de 2014;

4. Sergei Pavlovich Korolev, - Wikipedia - la enciclopedia libre, https://ru.wikipedua.org/wiki/Korolev,_Sergey Pavlovich, consultado el 28/11/2014;

5. Nave espacial Orion, - Objective X, más allá de lo visible, http://www.objectiv-x.ru/kosmicheskie-korabli-buduschego/kosmicheskiy_korabl_orion.html, consultado el 12/02/2014;

6. Nave espacial Rus, - Lente X, más allá de lo visible, http://www.objectiv-x.ru/kosmicheskie-korabli-buduschego/kosmicheskij-korabl-rus.html, consultado el 12/02/2014;

7. V. P. Legostaev, V. A. Lopota y V. V. Sinyavskii, Acoust. Perspectivas y eficacia del uso de plantas de energía nuclear espacial y sistemas de propulsión eléctrica nuclear, - Ingeniería y Tecnología Espacial No. 1, 2013, Rocket and Space Corporation Energia lleva el nombre. S.P. Koroleva, http://www.energia.ru/ktt/archive/2013/01-01.pdf, consultado el 23/11/2014;

8. Perspectiva del sistema de transporte tripulado, Wikipedia - enciclopedia gratuita de Internet, https://ru.wikipedia.org/wiki/promising_manned_trinasport_system, consultado el 24/11/2014;

HORIZONTES DE LA CIENCIA

Aeroespacial

transporte a V L VI11R GP

Con un poderoso empujón, el cohete se eleva verticalmente desde la plataforma de lanzamiento y sube ... Esto es familiar desde la década de 1960. la imagen pronto puede hundirse en el olvido. Los sistemas espaciales desechables y los transbordadores deben ser reemplazados por una nueva generación de vehículos: aviones aeroespaciales que tendrán la capacidad de despegar y aterrizar horizontalmente, como aviones de pasajeros ordinarios.

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3. KRAUSE. A. M. JARITONOV

KRAUSE Egon - Profesor Honorario, SP 973 a 1998 - Director del Instituto Aerodinámico de la Escuela Superior Técnica Rhine-Westphap (GOASH ^ "(Akh ^n, Alemania). Laureado del Premio de la Sociedad Max Dlank, doctor honorario de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias ~

XAPMTOHCJP Anatoly. Mikhailovich - Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor S. A. Khristianovich SB RAS (Novosibirsk). Científico de Honor de la Federación Rusa, ganador del Premio del Consejo de Ministros de la URSS (1985). Autor y coautor de unos 150 artículos científicos y 2 patentes

El mayor desarrollo de la astronáutica está determinado por la necesidad de una operación intensiva de las estaciones espaciales, el desarrollo de sistemas globales de comunicación y navegación y el monitoreo ambiental a escala planetaria. Para estos fines, en los principales países del mundo, se están desarrollando aviones reutilizables para el espacio aéreo (VKS), que reducirán significativamente el costo de poner en órbita carga y personas. Serán sistemas caracterizados por capacidades, [las más relevantes son:

Uso reutilizable para poner en órbita cargas de producción y científicas y técnicas con un intervalo de tiempo relativamente corto entre vuelos repetidos;

Retorno de estructuras gastadas y de emergencia que obstruyen el espacio;

Rescate de las tripulaciones de estaciones orbitales y naves espaciales en situaciones de emergencia;

Reconocimiento urgente de áreas de desastres naturales y catástrofes en cualquier parte del mundo.

En países con desarrollo aeroespacial

La tecnología ha hecho grandes avances en el campo de las altas velocidades de vuelo, lo que determina el potencial de una amplia gama de aeronaves hipersónicas de chorro de aire. Hay muchas razones para creer que en el futuro la aviación tripulada dominará velocidades de números de Mach M = 4-6 a M = 12-15 (mientras que el récord M = 6,7, establecido en 1967 por el motor estadounidense).

si hablar de aviación Civil, entonces el desarrollo de altas velocidades es extremadamente importante para la intensificación tráfico de pasajeros y conexiones comerciales. Los aviones de pasajeros hipersónicos con un número de Mach 6 podrán proporcionar una duración de vuelo de baja fatiga (no más de 4 horas) en rutas internacionales con un alcance de aproximadamente 10 mil km, como Europa (París) - América del Sur (Sao Paulo ), Europa (Londres) - India , EE. UU. (Nueva York) - Japón. Recordemos que el tiempo de vuelo del Concorde supersónico de Nueva York a París fue de unas 3 horas, y el Boeing 747 tarda unas 6,5 horas en esta ruta. Aviones del futuro con Mach 10

GLOSARIO DE TÉRMINOS AERODINÁMICOS

Número de Mach: un parámetro que caracteriza cuántas veces la velocidad de un avión (o flujo de gas) es mayor que la velocidad del sonido La velocidad hipersónica es un término vago para la velocidad con un número de Mach mayor que 4 5 flujo

Ángulo de ataque: la inclinación del plano del ala con respecto a la línea de vuelo Una onda de choque (onda de choque): una región de flujo estrecha en la que se produce una fuerte caída en la velocidad de un flujo de gas supersónico, lo que provoca un aumento abrupto de la densidad Rarefacción onda - una región de flujo en la que se produce una fuerte disminución en la densidad del medio gaseoso

Esquema del modelo de un sistema aeroespacial de dos etapas E1_AS-EOE. Estos dispositivos despegarán y aterrizarán en forma horizontal, como los aviones convencionales. Se supone que la longitud de la configuración a gran escala será de 75 my la envergadura de 38 m. De: (Rable, Jacobe, 2005)

en 4 horas podrán superar 16-17 mil km, habiendo realizado un vuelo sin escalas, por ejemplo, desde los EE. UU. O Europa a Australia.

GTaya MaoTai

Los aviones hipersónicos requieren nuevas tecnologías que son completamente diferentes de las que son inherentes a los aviones modernos y a las naves espaciales que despegan verticalmente. Por supuesto, cohete

el motor produce mucho empuje, pero consume combustible en grandes cantidades y, además, el cohete debe llevar un oxidante a bordo. Por lo tanto, el uso de cohetes en la atmósfera se limita a vuelos de corta duración.

El deseo de resolver estos complejos problemas técnicos ha llevado al desarrollo de varios conceptos de sistemas de transporte espacial. La dirección principal, explorada activamente por las principales empresas aeroespaciales del mundo, es el VCS de una sola etapa. Una aeronave aeroespacial de este tipo, que despegue de un aeródromo convencional, puede entregar una carga útil de aproximadamente el 3% del peso de despegue a la órbita terrestre baja. Otro concepto para los sistemas reutilizables es el aparato de dos etapas. En este caso, la primera etapa está equipada con un motor de chorro de aire, y la segunda etapa es orbital, y la separación de las etapas se lleva a cabo en el rango de números de Mach de 6 a 12 a altitudes de aproximadamente 30 km.

En 1980-1990. Los proyectos VKS se desarrollaron en EE. UU. (NASP), Inglaterra (HOTOL), Alemania (Sänger), Francia (STS-2000, STAR-H), Rusia (VKS NII-1, Spiral, Tu-2000). En 1989, por iniciativa de la Sociedad Alemana de Investigación (DFG), se inició una investigación conjunta entre tres centros alemanes:

Universidad Técnica de Renania-Westfalia en Aachen, Universidad Técnica de Munich y la Universidad de Stuttgart. Estos centros patrocinados por la DFG han seguido un programa de investigación a largo plazo que incluye el estudio de cuestiones fundamentales necesarias para el diseño de sistemas de transporte espacial, como ingeniería general, aerodinámica, termodinámica, mecánica de vuelo, propulsión, materiales, etc. se ha trabajado en aerodinámica experimental en colaboración con el Instituto de Mecánica Teórica y Aplicada. S. A. Khristianovich SB RAS. La organización y coordinación de todo el trabajo de investigación estuvo a cargo de un comité, que durante diez años estuvo encabezado por uno de los autores de este artículo (E. Krause). Traemos a la atención del lector una serie de los materiales visuales más ilustrativos que ilustran algunos de los resultados obtenidos en el marco de este proyecto en el campo de la aerodinámica.

El vuelo del sistema ELAC-EOS de dos etapas debería cubrir el más amplio rango de velocidades: desde romper la barrera del sonido (M = 1) hasta la separación de la etapa orbital (M = 7) y su entrada en órbita cercana a la Tierra ( M = 25). De: (Rable, Jacobe, 2005)

Número de Mach de la barrera del sonido

HORIZONTES DE LA CIENCIA

Modelo grande ELAC 1 (más de 6 m de largo) en la sección de prueba del túnel de viento germano-holandés DNW a bajas velocidades. De: (Rable, Jacobe, 2005)

Aaóóñóó"i áí^áóáy ñeñóálá ELAC-EOS

Para la investigación, se propuso el concepto de un vehículo aeroespacial de dos etapas (la etapa portadora se llamó en alemán ELAC, la etapa orbital fue EOS). Combustible - hidrógeno líquido. Se asumió que la configuración a gran escala del ELAC tendrá una longitud de 75 m, una envergadura de 38 m y una gran cabeza de barrido. Al mismo tiempo, la longitud de la etapa EOS es de 34 my la envergadura es de 18 m La etapa orbital tiene un arco elíptico, un cuerpo central con un lado superior semicilíndrico y una quilla en el plano de simetría. En la superficie superior de la primera etapa hay un hueco en el que se coloca la etapa orbital durante el ascenso. Aunque es poco profundo, a velocidades hipersónicas durante la separación (M = 7) tiene un efecto significativo en las características del flujo.

Para realizar los estudios teóricos y experimentales se diseñaron y fabricaron varios modelos del portador y etapas orbitales a escala 1:150. Para las pruebas a bajas velocidades en el túnel de viento alemán-holandés DNW, se realizó un modelo grande de la configuración estudiada en una escala de 1:12 (longitud de más de 6 m, peso de aproximadamente 1600 kg).

Aegóáeegáóey ñaáSógaóeá

El vuelo a velocidad supersónica presenta una gran dificultad para el investigador, ya que va acompañado de la formación de ondas de choque u ondas de choque, y la aeronave en tal vuelo pasa por varios regímenes de flujo (con diferentes estructuras locales), acompañado de un aumento en flujos de calor.

Este problema fue estudiado tanto experimental como numéricamente en el proyecto ELAC-EOS. La mayoría de los experimentos se llevaron a cabo en aerodinámica.

Patrón de hollín de aceite de líneas de corriente en la superficie del modelo ELAC 1 obtenido en el túnel de viento T-313 del Instituto de Mecánica Teórica y Aplicada, Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias. De: (Krause et al., 1999)

Comparación de los resultados de la simulación numérica de estructuras de vórtice en el lado de sotavento del modelo E1.AC 1 (derecha) y la visualización experimental por el método del cuchillo láser (izquierda). Los resultados del cálculo numérico se obtuvieron resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes para flujo laminar al número de Mach M = 2, el número de Reynolds Ye = 4 10e y el ángulo de ataque a = 24°. Los patrones de vórtice calculados son similares a los observados experimentalmente; hay diferencias en las formas transversales de los vórtices individuales. Tenga en cuenta que el flujo que se aproxima es perpendicular al plano de la imagen. Citado de: (EKotberegr e? a/., 1996)

chimenea T-313 ITAM SB RAS en Novosibirsk. El número de Mach del flujo que se aproxima en estos experimentos varió en el rango de 2< М < 4, число Рейнольдса - 25 106 < Ие < 56 106, а г/гол атаки - в диапазоне - 3° < а < 10°. При этих параметрах измерялось распределение давлений, аэродинамические силы и моменты, а также выполнялась визуализация линий тока на поверхности модели.

Los resultados obtenidos, entre otras cosas, demuestran claramente la formación de vórtices en el lado de sotavento. Los patrones panorámicos de flujos en la superficie del modelo se visualizaron cubriéndolos con líquidos especiales o una mezcla de aceite y hollín. En un ejemplo típico de imagen de negro aceitoso, las líneas aerodinámicas de la superficie se curvan hacia adentro desde el borde de ataque del ala y convergen en una línea orientada aproximadamente en la dirección de la corriente. También se observan otras bandas, dirigidas hacia la línea central del modelo.

Estas huellas claras en el lado de sotavento caracterizan una corriente cruzada cuya estructura tridimensional se puede observar utilizando la técnica del cuchillo láser. Con un aumento en el ángulo de ataque, el flujo de aire fluye desde la superficie de barlovento del ala hacia la de sotavento, formando un complejo sistema de vórtice. Tenga en cuenta que los vórtices primarios con presión reducida en el núcleo contribuyen positivamente a la fuerza de sustentación del vehículo. El método del cuchillo láser en sí se basa en fotografiar radiación coherente dispersa

Burbuja de vórtice en estado de transición

Espiral de vórtice completamente desarrollada

Los procesos de decaimiento de los vórtices en el lado de sotavento de la configuración ELAC 1 se visualizaron mediante la inyección de pintura fluorescente. De: (Stromberg, Limberg, 1993)

¡I HORIZONTES DE LA CIENCIA

sobre micropartículas sólidas o líquidas introducidas en el flujo, cuya distribución de concentración está determinada por la estructura de los flujos estudiados. Se forma una fuente de luz coherente en forma de un plano de luz delgado, que, de hecho, dio el nombre al método. Curiosamente, desde el punto de vista de proporcionar el contraste de imagen necesario, las micropartículas de agua ordinarias (niebla) resultan muy eficaces.

Bajo ciertas condiciones, los núcleos de los vórtices pueden colapsar, lo que reduce la sustentación del ala. Este proceso, llamado desprendimiento de vórtices, se desarrolla

del tipo “burbuja” o “espiral”, cuyas diferencias visuales se muestran mediante una fotografía realizada mediante inyección de pintura fluorescente. Por lo general, el régimen de burbujas de desprendimiento de vórtices precede al decaimiento de tipo espiral.

Información útil El método de la sombra de Toepler brinda información sobre los espectros del flujo supersónico alrededor de los aviones. Con su ayuda, se visualizan las heterogeneidades en los flujos de gas, y las ondas de choque y las ondas de rarefacción son especialmente visibles.

Lente principal Lente Lente de proyección Pantalla (cámara)

Fuente de luz V g H Inhomogeneidad Cuchillo de Foucault "I

MÉTODO DE SOMBRA TEPLER

En 1867, el científico alemán A. Tepler propuso un método para detectar falta de homogeneidad óptica en medios transparentes, que no ha perdido su relevancia en la ciencia y la tecnología hasta el día de hoy. En particular, se usa ampliamente para estudiar la distribución de la densidad del flujo de aire cuando fluye alrededor de modelos de aviones en túneles de viento.

El esquema óptico de una de las implementaciones del método se muestra en la figura. Un haz de rayos de una fuente de luz de hendidura es dirigido por un sistema de lentes a través del objeto en estudio y enfocado en el borde de una pantalla opaca (el llamado cuchillo de Foucault). Si no hay falta de homogeneidad óptica en el objeto bajo estudio, entonces el bisturí retrasa todos los rayos. En presencia de falta de homogeneidad, los rayos se dispersarán y parte de ellos, habiéndose desviado, pasarán por encima del filo del cuchillo. Al colocar una lente de proyección detrás del plano del cuchillo de Foucault, estos rayos se pueden proyectar en la pantalla (dirigidos a la cámara) y se puede obtener una imagen de las faltas de homogeneidad.

El esquema considerado más simple permite visualizar los gradientes de densidad del medio perpendiculares al filo de la navaja, mientras que los gradientes de densidad a lo largo de una coordenada diferente conducen a un desplazamiento de la imagen a lo largo del borde y no cambian la iluminación de la pantalla. Hay varias modificaciones del método Toepler. Por ejemplo, en lugar de un cuchillo, se instala un filtro óptico que consta de franjas paralelas de diferentes colores. O se utiliza una abertura redonda con sectores coloreados. En este caso, en ausencia de heterogeneidades, los rayos de diferentes puntos pasan por el mismo lugar en el diafragma, por lo que todo el campo se colorea del mismo color. La aparición de heterogeneidades provoca la desviación de los rayos que pasan por diferentes sectores, y las imágenes de puntos con diferentes desviaciones de luz se pintan en los colores correspondientes.

Choque de cabeza

Aficionado a las ondas de rarefacción

onda de choque

Este patrón de sombra del flujo alrededor del modelo ELAC 1 se obtuvo mediante el método óptico Toepler en un túnel de viento supersónico en Aquisgrán. Según: (Nepe!e?a/., 1993)

Fotografía de sombra del flujo alrededor de un modelo E1.AC 1 con entrada de aire en un tubo de choque hipersónico (M = 7,3) en Aquisgrán. Los hermosos destellos iridiscentes en la parte inferior derecha de la imagen son corrientes caóticas dentro de la entrada de aire. De: (Olivier et al., 1996)

Distribución teórica de los números de Mach (velocidades) en una configuración de dos etapas Е1_АС-ЕОЭ (Número de Mach del flujo que se aproxima M = 4.04). De: (Breitsamter et al., 2005)

Se observó una buena concordancia entre los datos calculados y experimentales, lo que confirma la confiabilidad de la solución numérica en la predicción de flujos hipersónicos. En esta página se presenta un ejemplo de la imagen calculada de la distribución de los números de Mach (velocidades) en el flujo durante el proceso de separación. Los choques de compresión y la rarefacción local son visibles en las promesas. En la parte trasera de la configuración EBAC 1C, en realidad, no habrá vacío, ya que allí se ubicará un motor estatorreactor hipersónico.

La separación de las etapas portadora y orbital es una de las tareas más difíciles consideradas durante el trabajo en el proyecto ELAC-EOS. A los efectos de una maniobra segura, esta etapa del vuelo requiere un estudio especialmente cuidadoso. Los estudios numéricos de sus * diversas fases se llevaron a cabo en el centro SFB 255 de la Universidad Técnica de Munich, y todo el trabajo experimental se llevó a cabo en el Instituto de Mecánica Teórica y Aplicada de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias. Las pruebas en el túnel de viento supersónico T-313 incluyeron la visualización del flujo alrededor de la configuración completa y las mediciones de las características aerodinámicas y las presiones superficiales durante la separación de etapas.

El modelo de etapa inferior ELAC 1C se diferenciaba de la versión ELAC 1 original por un compartimento de poca profundidad en el que la etapa orbital debería ubicarse durante el despegue y el ascenso. La simulación por computadora se llevó a cabo con el número de Mach del flujo que se aproxima М = 4,04, el número de Reynolds -Re = 9,6 106 y el ángulo de ataque cero del modelo EOS.

En general, se puede decir que los estudios del concepto aerodinámico de los sistemas ÜiELAC-EOS de dos etapas, iniciados por la Sociedad Alemana de Investigación DFG, han sido exitosos. Como resultado de un extenso complejo de trabajos teóricos y experimentales en los que centros cientificos Europa, Asia, América y Australia, se realizó un cálculo completo de la configuración capaz de despegar y aterrizar horizontalmente en un aeropuerto estándar, aerodinámico

tareas de vuelo a velocidades bajas, supersónicas y especialmente hipersónicas.

En la actualidad, es evidente que la creación de transporte aeroespacial avanzado requiere una investigación más detallada sobre el desarrollo de motores a reacción hipersónicos que operen de forma fiable en un amplio rango de velocidades de vuelo, sistemas de control de alta precisión para los procesos de separación de etapas y aterrizaje de los módulo orbital, nuevos materiales de alta temperatura, etc. La solución de todos estos complejos problemas científicos y técnicos es imposible sin los esfuerzos combinados de científicos de diferentes países. Y la experiencia de este proyecto solo confirma que la cooperación internacional a largo plazo se está convirtiendo en un elemento integral de la investigación aeroespacial.

Literatura

Kharitonov A.M., Krause E., Limberg W. et al.//J. Experimentos en fluidos. - 1999. - V. 26. - Pág. 423.

Brodetsky M.D., Kharitonov A.M., Krause E. et al. //J. Experimentos en fluidos. - 2000. - V. 29. - Pág. 592.

Brodetsky M.D., Kharitonov A.M., Krause E. et al. //proc. en X Interno. Conferencia sobre los Métodos de Investigación Emfísica. Novosibirsk. - 2000. -V.1.- Pág. 53.

Krause E., Brodetsky M.D., Kharitonov A.M. //proc. en el Congreso de la WFAM. Chicago, 2000.

Brodetsky M.D., Krause E., Nikiforov S.B. y otros // PMTF. - 2001. - T. 42. - S. 68.

El milagro no sucedió, como sucedió a principios del tercer milenio, cuando, según Ray Bradbury, se suponía que íbamos a colonizar Marte. A menudo se habla de las profecías de la ciencia ficción, pero no se deben olvidar los pronósticos fallidos: catastróficamente hermosos, pero aún fallidos.

¿Dónde están los coches voladores?

Existe una técnica bajo este nombre, pero en realidad es solo un híbrido de un automóvil con un avión. Y aunque las últimas muestras parecen futuristas, son muy, muy costosos y se parecen poco al transporte antigravedad en El quinto elemento. más lejos de él otros desarrollos similares en diseño a un helicóptero, o en absoluto equipado con un paracaídas y una hélice trasera. Aquí me viene a la mente otra fantasía: Carlson, que vive en el techo. Encantador, pero innovador aquí y no huele.

En películas y juegos de computadora, apareció otra versión de transporte individual: un jetpack. Él, por ejemplo, se mostró en Star Wars y RoboCop. Pero incluso aquí, las cosas no han alcanzado un uso masivo, y es poco probable que llegue pronto: solo hay suficiente combustible para medio minuto de vuelo, y estos volúmenes cuestan una suma considerable.

Aparentemente, nosotros mismos no esperamos tanto los milagros que incluso nos regocijamos con una creación del genio innovador chino como el "autobús del portal". Pero es real, como el monorraíl de Moscú o Tren japonés acelera hasta 603 km/h.

Y, sin embargo, para la imaginación humana, los límites son inaceptables. Ciencia ficción del pasado, y simplemente las fantasías de nuestros antepasados sobre el tema del futuro, han adquirido un encanto especial y un nuevo nombre: "retrofuturismo". Amor romántico y entusiasta por la tecnología y el deseo de anticipar futuros descubrimientos: esto puede tocar e inspirar hoy.

Reinventar la rueda

Incluso antes de que quisieran “levantar el auto en el aire”, había ideas para mejorarlo. Y lo más importante: ¡reinventa la rueda de una nueva manera! Una revista japonesa en 1936 presentó el concepto de un automóvil con bolas en lugar de neumáticos ordinarios: según los autores, esta idea garantizaría un viaje suave para el transporte. No es una idea tan inútil, incluso según los ingenieros modernos. En 2016, un desarrollo similar presentado por la empresa americana Goodyear, el mayor fabricante de neumáticos.

La gigantomanía dio a luz a otro milagro tecnológico imaginario: un barco con ruedas enormes que, según el inventor, se suponía que navegaría por las arenas del Sahara y resolvería el problema del transporte en la región. La lucha contra los simums y otros desastres del desierto, incluido el calor, estaba prevista en el diseño, y el ingeniero prometió "un viaje que se convertirá en un viaje placentero por aquellos lugares donde miles de generaciones lucharon en vano con las fuerzas elementales y murieron". en una lucha desigual". Así lo escribió la revista "La vuelta al mundo" en 1927. No se sabe qué tan exitosa fue la idea; aún no se implementó. Aunque se puede suponer que el aire acondicionado prometido de una máquina de este tipo, e incluso superar la arena con ruedas dentadas, requeriría muchos recursos.

Para uso público Sin embargo, solo se ofrecieron modelos compactos. En 1947, el ingeniero Eduard Vereyken de Bruselas patentó un diciclo, un carruaje autopropulsado que consta de dos ruedas enormes y una cabina abierta en el medio. El propio inventor afirmó que los vehículos pueden acelerar a 185 km / h, pero esto es difícil de creer. Sí, y la seguridad de los pasajeros sigue en duda. Solo en la contraparte sueca de 1999, escrita por Jonas Bjorkholtz, se tuvieron en cuenta todos los problemas de diseño. Pero úsalo ahora sólo para el entretenimiento del público.

Los trenes fueron otro tema favorito de ingenieros y soñadores. Se depositaron muchas esperanzas en los monorrieles, aunque se presentaron de una manera bastante inusual, por ejemplo, así o así. Pero también trenes convencionales visto mucho más perfecto en el futuro: cómodo, espacioso e incluso con una vista de las estrellas.

"Barco del Desierto" según la versión de 1927.

Cada persona - un helicóptero!

Donde la fantasía se desarrolló al máximo, por lo que es un vehículo volador. La imaginación de nuestros antepasados dio lugar a aviones con forma de platillo, aviones con alas debajo y motores turbo en la proa, e incluso aviones submarinos. No puedes mencionarlo todo: también puedes mirar galerías en Reddit o colecciones por palabras clave en Pinterest tú mismo.

Pero lo que resulta especialmente conmovedor de todos estos proyectos es la creencia en la accesibilidad universal del transporte del futuro. El hombre acaba de conquistar el aire y las revistas estadounidenses escriben: "¡Helicópteros para todos!" ("¡Helicópteros en cada casa!"). Y entre todos estos recortes de prensa de hace casi un siglo, se pueden ver dibujos de aviones personales. Entonces la verdad se esperaba del futuro sólo aspiración hacia arriba, y progreso científico, y calidad de vida para todos.

¿Puedes creerlo ahora que estás atrapado en un embotellamiento durante la hora pico? O cuando estás temblando en el estante superior coche de asiento reservado? ¿Tienes un teléfono inteligente en la mano, cuya potencia informática, como sabes, es mayor que la del equipo de la NASA en 1969?

El siglo XXI aún no ha tenido lugar, ciertamente no ha tenido lugar de la manera que esperaban los fanáticos del progreso técnico. Pero el futuro, como se vio después, es impredecible. Lentamente, pero llega: le sugerimos que se familiarice con el transporte futurista del presente.

el futuro de hoy

Segway se ha convertido en uno de los medios de transporte personal más de moda para tiempos recientes, un competidor tecnológico para bicicletas y scooters. ¿Cuál es su futurista? Tendrá que “dirigir” exclusivamente con su cuerpo: el giroscopio y otros sensores en su dispositivo reaccionan a la inclinación. Y solo tienes que girar la manija o una columna especial. El control de un hoverboard y un monociclo es completamente intuitivo; debo decir que son estas variedades las que son populares hoy en día.

En Naberezhnye Chelny y Moscú, incluso la policía usa el Segway. En muchas ciudades han aparecido puntos de alquiler en los que puedes convertirte temporalmente en propietario de un "carruaje autopropulsado" de dos ruedas o de un monociclo. En el mercado, un monociclo puede costar hasta medio millón de rublos, pero por 20-30 mil es bastante posible comprar un monociclo que puede soportar 15 kilómetros sin recargar.

Otro representante del transporte eléctrico moderno es un coche eléctrico. Habiendo sido inventado incluso antes que los autos de combustible a los que estamos acostumbrados, sigue siendo un símbolo del futuro. Hay muchas razones para esto: ahorro de recursos, respeto al medio ambiente e independencia del mercado del petróleo. Conducir un automóvil eléctrico hoy es lo más fácil, especialmente para los residentes de Moscú y San Petersburgo: solo comuníquese con un servicio de taxi que tenga tales modelos en su flota. En Yandex.Taxi, por ejemplo, apareció no hace mucho tiempo uno de los coches eléctricos más avanzados, el Tesla Model S. Sus capacidades son impresionantes: en apenas unos segundos puede acelerar hasta los 100 km/h, mientras circula casi en silencio. .

El transporte más innovador que conocen los rusos es, por supuesto, el monorraíl de Moscú, “la decimotercera línea de metro”. Comenzó a funcionar en su totalidad en 2008, pero aún ahora no todos los residentes de las regiones han oído hablar de él. Como descendiente de los mismos recortes de revista retrofuturistas, pero adaptados a la realidad, el monorraíl es uno de los favoritos del público. La ubicación de la carretera también es asombrosa: se trata de un paso elevado, es decir, la ruta del tren pasa completamente sobre Moscú. La ruta va desde la estación Timiryazevskaya hasta la calle Sergei Eisenstein. Es cierto que recientemente se ha hablado de desmantelar la pista, aunque la última palabra hasta el momento sigue siendo la propuesta de convertirla en un "objeto turístico". Al final resultó que, con la recuperación de la inversión, este camino experimental tenía serios problemas.

Entonces, superando las dificultades del orden mundial moderno, el futuro aún se acerca lentamente. ¿Nos esperan coches levitantes para todos y una cabina de teletransporte en cada patio en las próximas décadas? Improbable. ¿Se parecerá el transporte del futuro a lo que podemos imaginar? También improbable. Y no es tan malo.

Hace tiempo que estamos acostumbrados a la presencia de paradas de transporte público cerca de casa, a la salida diaria de decenas de trenes desde la estación más cercana, y a la salida de aviones desde los aeropuertos. Desaparezca el transporte público, ¡y el mundo que nos es familiar simplemente se derrumbará! Pero, acostumbrándonos a la conveniencia, ¡comenzamos a exigir aún más! ¿Qué desarrollo nos espera?

Carretera - tuberías

El terrible tráfico es uno de los principales problemas de todas las áreas metropolitanas. La razón de ellos a menudo no es solo la mala organización de los intercambios de transporte y las carreteras, sino también las condiciones climáticas. Por qué ir tan lejos: las nevadas rusas a menudo provocan el colapso de las carreteras.

Una de las soluciones más efectivas es ocultar la mayor parte de los flujos de tráfico bajo tierra. El número y el tamaño de los túneles de carretera no ha hecho más que crecer a lo largo de los años. Pero son caros y limitados en el desarrollo del paisaje. ¡Estos problemas se pueden resolver reemplazando los túneles con tuberías!

Henry Lew, un ingeniero y constructor de Estados Unidos, ya ha propuesto su desarrollo de un oleoducto para el transporte. Será posible enviar grandes contenedores de carga impulsados por electricidad. Consideró su proyecto de aplicación en Nueva York, conocida por sus enormes atascos de tráfico. Solo en esta ciudad traslado Trafico de mercancias en tuberías reducirá el movimiento de automóviles en decenas de miles de millones de millas en solo un año. Como resultado, mejorará la situación ecológica, disminuirá la carga en las carreteras de la metrópoli. Tampoco debemos olvidarnos de la seguridad y la puntualidad de la entrega de la carga.

También es posible transportar personas en dichas tuberías. Elon Musk, un millonario estadounidense, propuso un sistema de transporte de pasajeros similar. El "Hyperloop" de Musk incluirá un sistema de tuberías colocadas en pasos elevados, cuyo diámetro superará un par de metros. Planean mantener la presión baja. Está previsto mover las cápsulas en las tuberías, flotando justo por encima del fondo debido al aire bombeado allí. La velocidad de las cápsulas, gracias al pulso electromagnético, puede alcanzar los seiscientos kilómetros en media hora.

Vuelos en tren

Los trenes se desarrollarán, volviéndose más espaciosos y rápidos. Ya están discutiendo un proyecto increíble de una ruta de Londres a Beijing, preparado por los chinos. Quieren construir una carretera de súper alta velocidad de ocho a nueve mil kilómetros de largo para 2020.

Los trenes pasarán por debajo del Canal de la Mancha, luego, a través de Europa, Rusia, Astana, Lejano Oriente y Jabárovsk. A partir de ahí, el movimiento final a Beijing. Todo el viaje tomará un par de días, el límite de velocidad es de 320 km/h. Notamos aquí que el "Sapsan" ruso acelera solo hasta 250 km / h.

¡Pero esta velocidad no es el límite! El tren Maglev, llamado así por la frase Levitación Magnética, alcanza fácilmente una velocidad de 581 km/h. Sostenido por un campo magnético en el aire, vuela sobre los rieles en lugar de montarse sobre ellos. Estos trenes ahora son exóticos raros. Pero en el futuro, esta tecnología se puede desarrollar.

Coche bajo el agua: poco realista, ¡pero existe!

Se espera revolución en transporte de agua. Los expertos están explorando proyectos para vehículos submarinos de alta velocidad, así como motocicletas submarinas. ¡Qué podemos decir sobre los submarinos individuales!

Se creó un proyecto suizo llamado sQuba para desarrollar un automóvil original que puede entrar al agua justo al salir de la pista y, moviéndose a través de las olas, ¡incluso sumergirse en ellas! Luego, el automóvil puede regresar fácilmente a tierra y continuar moviéndose por la carretera.

Los diseñadores de la novedad se inspiraron en una de las películas sobre James Bond. Un verdadero automóvil submarino, exhibido en el Salón del Automóvil de Ginebra en forma de automóvil deportivo abierto. Este modelo es muy ligero y permite a la tripulación salir del coche en caso de peligro.

El movimiento bajo el agua lo proporcionan un par de hélices ubicadas debajo del parachoques trasero, así como un par de cañones de agua giratorios cerca de los pasos de rueda delanteros. Todo esto es accionado por motores eléctricos. Eso sí, habrá que añadirle al modelo una tapa impermeable para que el conductor y los pasajeros no se mojen.

¿Listo para ir al espacio?

La aviación, manteniéndose al día con otros modos de transporte, se está desarrollando activamente. Habiendo abandonado transatlánticos supersónicos como el Concorde, decidió ir al espacio exterior. Los diseñadores británicos están trabajando en una nave espacial, o de lo contrario, un avión orbital, llamado "Skylon".

Podrá elevarse en un motor híbrido desde el aeródromo y alcanzar una velocidad hipersónica, que supera la velocidad del sonido en más de cinco veces. Habiendo alcanzado una altitud de 26 kilómetros, cambiará a oxígeno de sus propios tanques y luego irá al espacio. Aterrizar es como aterrizar un avión. Es decir, sin impulsores externos, etapas superiores o tanques de caída de combustible. Solo se necesitarán un par de motores para todo el vuelo.

Actualmente están trabajando en una versión no tripulada del Skylon. Tal portaaviones espacial podrá poner en órbita 12 toneladas de carga. Tenga en cuenta aquí que el Soyuz, el cohete ruso, solo puede manejar siete toneladas. Una nave espacial, a diferencia de un cohete, puede usarse repetidamente. Como resultado, el costo de las entregas se reducirá 15 veces.

Al mismo tiempo, los diseñadores están pensando en una versión tripulada. Al cambiar el diseño del compartimiento de carga, crear sistemas de seguridad y hacer ojos de buey, se pueden transportar trescientos pasajeros. ¡En cuatro horas darán la vuelta al planeta entero! Un modelo experimental se lanzará en 2019.

Sorprendentemente, todos los modos de transporte que hemos enumerado fueron descritos por futurólogos a principios del siglo XX. Esperaban que su implementación no estuviera lejos. Cometieron un error con el tiempo, mientras que todo está en la etapa de desarrollo. Pero tenemos una gran oportunidad: convertirnos en pasajeros de uno de los milagros de la tecnología mencionados anteriormente en el futuro.