À quoi ressembleront les transports du futur ? Olympiade sur l'histoire de l'aviation et de l'aéronautique des vaisseaux spatiaux Soyouz.

Ministère de l'éducation de la République du Bachkortostan

MKU Département de l'éducation AMR Bizhbulyaksky district

École secondaire MOBU n ° 2 avec. Bizhbulyak

Travail de recherche historique sur le sujet

« Quel est l'avenir de transports aérospatiaux? »

SpaceX - Route vers le futur

A propos de l'histoire et des perspectives de développement de l'entrepriseEspaceX

Complété par: Agleev Linar, 10e année

MOBU SOSH n°2 p. Bizhbulyak

M. Bizhbulyaksky district

République du Bachkortostan

Adresse de l'école:

452040 République du Bachkortostan,

district de M. Bizhbulyaksky,

à partir de. Bizhbulyak, st. Centrale, 72

Téléphone : 8 347 43 2 17 21

Télécopie : 8 347 43 2 17 21

Responsable : Gibatov I.R.

à partir de. Bizhboulyak, 2015

introduction

Chapitre 1. ProjetEspaceX

1.1 Historique du projet
1.2. Perspectives pour les lanceurs SpaceX
1.3. Moteurs développés par SpaceX
1.4. Réutilisable
1.5. Dragon

Conclusion

Les références

Applications

introduction

Nous vivons maintenant au bord d'un événement colossal -

comme la transmigration de la vie vers d'autres planètes.

Elon Musk

Après avoir pris connaissance du règlement sur l'Olympiade Mozhaisky, j'étais intéressé par la question: "Quel est l'avenir du transport aérospatial?" J'ai décidé de chercher une réponse à cela. À la suite de la recherche, j'ai découvert le projet d'une société privée SpaceX, qui rêve de créer un transport colonial martien et de réduire le coût des vols spatiaux.

je mets en avant hypothèse:à l'avenir, il sera possible d'utiliser les projets SpaceX pour le transport aérospatial.

Objectif: pour savoir si le projet Space X peut être utilisé pour le développement du transport aérospatial

Tâches:

Découvrez l'histoire du projet
Découvrez l'évolution des lanceurs SpaceX, leurs moteurs et leurs avantages
Explorer les perspectives du projet SpaceX

Méthodes de recherche:

Étude et analyse de la littérature et des sites pertinents sur Internet
Analyse des rapports de l'entreprise

Objet d'étude : société spatiale privée SpaceX

Chapitre 1. ProjetEspaceX

1.1. Historique du projet

J'ai appris que l'histoire de SpaceX remonte à 2001. Son chef, Elon Max, a été passionné par l'espace toute sa vie. Il rêvait de créer son propre projet de fusée. Il a appelé ce projet SpaceX - Space Exploration Systems.

La première fusée développée par la société s'appelait Falcon 1 car elle utilisait un seul moteur Merlin. Cette fusée avait des caractéristiques exceptionnelles, une fusée de classe légère (voir annexe 1). La charge utile n'était que de 600 kilogrammes. Lors des essais, les moteurs se sont éteints, puis ont explosé.

En 2004, les moteurs ont commencé à fonctionner de manière stable.

En 2006, a eu lieu le premier lancement de la fusée Falcon 1. La fusée s'est élevée, s'est rapidement précipitée dans le ciel et a explosé à 25 secondes. Tombé près de la rampe de lancement. La raison en était la destruction de l'écrou auquel la conduite de carburant était fixée au moteur.

Lors de la deuxième manche, la première étape a parfaitement fonctionné. Après la séparation des étages, le moteur du deuxième étage a été mis en marche. Mais pendant le développement du carburant, le carburant à l'intérieur des réservoirs a commencé à éclabousser, la scène a commencé à se balancer et s'est effondrée.

Le troisième lancement a eu lieu en août 2008. Lors du troisième lancement, lors de la séparation d'étage, le premier étage ne s'est pas éloigné du second. Tout cela est dû au fait qu'un moteur avec un type de refroidissement différent a été installé sur la troisième fusée.

Le quatrième lancement a été effectué un mois après le troisième lancement. En tant que charge utile, contrairement aux premiers lancements, ils n'ont pas utilisé de satellite - ce lancement a utilisé un modèle de fret de poids et de taille. En septembre 2008, les premier et deuxième étages ont parfaitement fonctionné et ont mis en orbite cette cargaison de poids et de taille avec un périgée de 500 kilomètres et une apogée de 700 kilomètres autour de la Terre.

La prochaine étape de l'évolution de SpaceX a été la fusée Falcon 9, qui utilisait 9 moteurs Merlin dans sa technologie. Et la première fusée de la famille Falcon 9 était la fusée version 1.1. (Voir annexe 2). Falcon 9 (v 1.0) avait neuf moteurs, qui étaient disposés en ligne. Le missile était contrôlé par la répartition de la poussée entre les moteurs le long du périmètre. Les moteurs ne tournaient pas, aucune commande de rotation du moteur n'a été utilisée. Le système distribuait la poussée, contrôlant ainsi le mouvement. Ces missiles ont été construits 5 pièces. Après cela, ils ont commencé à utiliser une nouvelle version de la fusée Falcon 9 (v 1.1).Dans la version 1.1, les réservoirs ont été augmentés, la différence la plus notable étant le passage d'une disposition en ligne des moteurs à une disposition annulaire (voir Annexe 3.5). La disposition en anneau a permis de placer le moteur central sur une suspension, grâce à quoi le contrôle a commencé à être effectué en tournant le moteur central. Cela était nécessaire pour ramener la scène sur Terre à l'avenir. Sur les 19 lancements de tels missiles à l'heure actuelle, il y a 5 lancements de la version 1.0, et les 14 restants sont de la version 1.1.

La prochaine étape est la version 1.2 (Falcon 9 v 1.2). La différence fondamentale entre la fusée est l'utilisation d'un oxydant à oxygène surfondu. L'oxygène cryogénique passe à travers un dispositif spécial, à travers de l'azote liquide, grâce auquel il est refroidi à environ -215 degrés Celsius. Cela augmente la densité de l'oxydant de 7%, respectivement, vous permettant de mettre plus d'oxydant en poids dans la fusée. Le carburant est maintenant également refroidi à -30 degrés Celsius, ce qui augmente l'efficacité du système de refroidissement de la fusée. Falcon 9 version 1.2 est prévu en trois versions (voir Annexe 6). La première version est la version Dragon 1, la seconde est la version Dragon 2 actuellement en construction, et la troisième version est la version carénage de charge utile pour mettre les satellites en orbite. Une nouvelle version permis d'augmenter la masse de la charge utile d'environ 30 %. Cela est nécessaire pour mettre en orbite des charges lourdes et installer à chaque lancement un système de retour d'étage qui occupe une certaine masse et un certain carburant.

1.2. Perspectives pour les lanceursEspacer X

En continuant à me familiariser avec le projet SpaceX, j'ai découvert que le prochain développement, non seulement qualitatif, mais aussi quantitatif, des fusées SpaceX est le lanceur Falcon Heavy (voir annexe 7). Fusée super lourde, le bloc central est un Falcon 9 plus deux étages supérieurs supplémentaires, qui sont les premiers étages de la fusée. Les trois parties seront renvoyées sur Terre. Les deux premiers étages sont prévus pour être ramenés à terre, vers les sites d'atterrissage, le troisième étage volera un peu plus loin le long de sa trajectoire balistique et il est donc prévu de l'atterrir sur un spatioport flottant - sur une barge. Également dans cette fusée sera utilisé un système unique d'alimentation croisée en carburant. En quoi il consiste - lors du lancement, les trois blocs fonctionnent - ce sont 27 moteurs (3x9), mais le carburant et le comburant sont prélevés sur les deux blocs extrêmes, celui du centre reste intact jusqu'à ce que les blocs extrêmes soient désamarrés. Lors de leur désamarrage, le carburant commence à être consommé à partir de la partie centrale, ce qui améliore les caractéristiques de la fusée. Le plus grand changement apporté à une fusée est la masse qu'elle peut transporter en orbite. En orbite à faible support, c'est 53 tonnes - une masse incroyable. Vers Mars - 13,2 tonnes. Falcon Heavy sera capable de livrer un vaisseau spatial Dragon entièrement chargé sur Mars et un autre partiellement chargé sur Jupiter.

1.3. Moteurs développés par l'entrepriseEspaceX

J'ai appris que SpaceX a développé un moteur Merlin simple qui utilise un cycle ouvert (voir annexe 9.12) Cela signifie qu'une partie du carburant et du comburant est utilisée pour forcer le carburant dans la chambre de combustion. Un générateur de gaz est utilisé dans lequel une partie du carburant et de l'oxydant brûle, des turbines en rotation qui fournissent du carburant à haute pression à la chambre de combustion et les gaz d'échappement sortent par un tuyau. Dans la première version du Falcon 1, la vectorisation de cet échappement servait à diriger la fusée.

Le schéma en boucle ouverte est simple, fiable, peu coûteux à construire et à utiliser. Parce qu'il utilise une basse pression dans la chambre de combustion - et cela, avec une grande réserve pour l'avenir, contribue à l'utilisation de systèmes réutilisables.

J'ai découvert que les moteurs Merlin n'ont pas une poussée aussi élevée que notre légendaire moteur RD-108, et pas l'impulsion spécifique la plus élevée, ce qui montre l'efficacité du moteur (voir annexe 10)

Cependant, ils ont un avantage - le rapport poussée / poids (voir annexe 11). Le rapport poussée-poids est le poids mort qu'un moteur peut soulever. 157 unités - c'est un record pour un moteur d'un tel schéma. Seules les fusées qui utilisent des carburants toxiques sont plus élevées. Il est prévu que les moteurs soient restitués et réutilisés.

1.4. Réutilisable - réutilisabilité

En faisant des recherches sur les propulseurs et les moteurs de la société, j'ai entendu parler du projet de propulseur du premier étage de SpaceX (voir annexe 13). En fait, cette théorie réutilisable a à la fois de nombreux partisans et de nombreux opposants. Mais c'est cette fonctionnalité qui réduit considérablement le coût des lancements de SpaceX. J'ai trouvé que le coût de lancement est réduit d'environ 60% de cette façon. Et l'entreprise peut investir ces fonds dans ses développements futurs et ses perspectives.

Les travaux sur la réutilisation ont commencé en 2011 sur le site de test MacGregor de SpaceX au Texas. À l'aide d'un banc d'essai appelé Grasshopper ( Sauterelle). Cette fusée, qui, en fait, était le premier étage du lanceur Falcon 9. Pourquoi Grasshopper ? Sauterelle, parce que cette fusée a "sauté", elle a fait des sauts et calculé le moment de l'atterrissage de la scène en changeant la poussée du moteur et son vecteur.

En 2014, le système de retour a commencé à être installé sur les lanceurs existants qui ont été lancés dans le cadre des missions SpaceX. En avril 2014, la première tentative a été faite pour faire atterrir la scène - non pas à la surface, mais simplement dans l'océan. La fusée s'est approchée de la surface de l'eau à la vitesse requise, a ralenti et a plongé dans l'eau.

En 2015, les essais ont commencé avec l'atterrissage de l'étape sur une barge-cosmodrome flottante, qui se trouvait dans l'océan. Il utilisait quatre moteurs diesel, qui maintenaient la barge à un certain point, avec une précision de plusieurs mètres, et l'étage se posait sur cette barge. Le cas où une tentative d'atterrissage a été faite était en avril 2015, puis elle a «presque réussi»: la fusée s'est bien approchée, elle a touché le bon endroit, mais à la suite d'une légère démolition, elle a chaviré et explosé.

Le 22 décembre, le Falcon 9 v.1.2 FT a été lancé, le premier lancement depuis l'accident de juin 2015. C'est la première fois que SpaceX parvient à lancer l'étage inférieur d'un lanceur Falcon 9 en descente contrôlée (voir annexe 13). Ainsi, l'entreprise a pu le conserver pour le réutiliser. J'ai appris qu'en ce moment la fusée subit les tests nécessaires pour déterminer son état après le lancement et l'atterrissage. Cette fusée ne volera plus - Elon Musk a déclaré qu'ils la conserveraient pour leur propre musée.

Nos compatriotes ont également essayé de créer des projets similaires. Dans GKNPTs eux. Khrunichev, en collaboration avec NPO Molniya, a développé Baikal (voir annexe 15), un projet de propulseur réutilisable pour le premier étage du lanceur Angara. L'idée principale du projet était que le propulseur de fusée qui accomplissait la tâche, séparé du porte-avions, reviendrait automatiquement sur le site de lancement et atterrirait sur la piste de l'avion comme un véhicule aérien sans pilote ailé. Mais, malheureusement, notre projet est resté au stade de développement. Les développeurs ont présenté le modèle de l'accélérateur en 2001, lors du salon aérospatial MAKS-2001.

1.5. Dragon

En 2004, la société a commencé à développer le navire Dragon, qui a effectué son premier vol en décembre 2010. Le volume utile est de 11 mètres cubes, il est également capable de transporter des marchandises dans le "coffre", dont le volume est de 14 m 3 ( voir annexe 16).

J'ai découvert que le Dragon est unique dans sa capacité à renvoyer des marchandises de l'ISS vers la Terre et qu'il s'agit du premier navire fabriqué par une entreprise privée à s'amarrer à l'ISS.

Dragon V2 est la deuxième version du navire. Il utilise des moteurs Super Draco, entièrement imprimés en 3D. Deux moteurs sont combinés en 1 cluster. Il y a 4 clusters au total. Grâce à ces moteurs, le navire pourra atterrir de manière autonome sans utiliser de parachutes ( voir annexe 17).

J'ai appris que dans la perspective du vaisseau spatial Dragon, la mission Mars 2020, dans laquelle un rover, créé similaire à l'existant Curiosité, collectera des échantillons de sol martien dans un conteneur, après quoi il les livrera au point de décollage et d'atterrissage du vaisseau spatial Dragon, qui les livrera en orbite puis sur Terre.

Conclusion

Après avoir étudié les informations sur le projet Space X, j'ai découvert que la perspective du projet est d'utiliser de nouveaux moteurs Raptor, dont on ne sait encore rien. Cette fusée sera entièrement réutilisable, les premier et second étages seront réutilisés. Et il mettra en orbite le transport colonial martien (voir annexe 18), qui servira à transporter des personnes sur Mars - une centaine de personnes seront placées sur un navire. Sur la base de tous les matériaux présentés, je suis arrivé à la conclusion qu'à l'avenir, il sera possible d'utiliser le projet SpaceX pour le transport aérospatial.

Liste de la littérature et des sources utilisées

1. Ashley Vance - Elon Musk. Tesla, SpaceX et la route vers le futur. (Editeur : Olimp-Business ; 2015 ; ISBN 978-5-9693-0307-2, 978-0-06-230123-9, 978-59693-0330-0) ;

2. VIRGINIE. Afanasiev - Développement expérimental d'engins spatiaux (Éditeur : M. : Izd-vo MAI. ; 1994 ; ISBN : 5-7035-0318-3) ;

3. V. Maksimovsky - «Angara-Baïkal. SUR module de fusée d'appoint réutilisable»;

4. Site officiel de SpaceX - lien ;

5. Chaîne YouTube officielle de SpaceX - lien ;

6. Entrée Wikipedia - lien.

appendice

Annexe 1. Faucon 1.

Annexe 2. Le parcours évolutif du lanceur Falcon.

Annexe 3. Disposition des moteurs Falcon9 v1.0 (gauche) et v1.1 (droite).

Annexe 4. Falcon 9 versions 1.0 et 1.1.

Annexe 5. Emplacement des moteurs dans la version 1.1.

Annexe 6. Falcon 9. Trois types : avec engin spatial Dragon 1, engin spatial Dragon 2 et avec radôme PN.

Annexe 7. Falcon Heavy.

Annexe 8. L'évolution des lanceurs SpaceX.

Annexe 9. Moteur Merlin.

Annexe 10. Comparaison de poussée des moteurs Merlin 1, Vulcain, RS-25 et RD-108.

Annexe 11. Rapport poussée-poids Merlin 1D.

Annexe 12. Vide Merlin 1D.

Annexe 13.

Annexe 13.1.

Annexe 14. Schéma de vol et d'atterrissage de la fusée.

Annexe 15 . MRU "Angara-Baïkal"

Annexe 16. Vaisseau spatial Dragon V1.

Annexe 17. Vaisseau spatial Dragon V2.

Annexe 18. Concept artistique de la fusée Big Falcon.

Kuzminova Anastasia Olegovna
Âge: 14 ans
Lieu d'étude: Vologda, MOU "École secondaire n ° 1 avec étude approfondie de la langue anglaise"
Ville: Vologda
Dirigeants: Chuglova Anna Bronislavovna, professeur de physique dans les classes supérieures du MOU "Secondary School No. 1 avec étude approfondie de la langue anglaise" ;
Kouzminov Oleg Alexandrovitch.

Travaux de recherche historique sur le sujet :

QUEL AVENIR POUR LE TRANSPORT AÉROSPATIAL ?

Planifier:

1. Introduction
2. Corps principal
2.1 Historique du développement des véhicules aérospatiaux ;
2.2 Navires de transport prometteurs du futur ;
2.3 Principaux axes d'utilisation et de développement des systèmes de transport avancés (PTS) ;
3.Conclusion
4. Sources d'informations.

1. Introduction

Pour la première fois, le programme d'exploration spatiale a été formulé par K.E. Tsiolkovsky, dans lequel le rôle clé appartient aux systèmes de transport spatial. Actuellement, le transport aérospatial est utilisé pour : l'exploration scientifique des planètes et de l'espace extra-atmosphérique, la résolution de problèmes militaires, le lancement de satellites terrestres artificiels, la construction et l'entretien de stations orbitales et d'industries, le transport de marchandises dans l'espace, ainsi que le développement du tourisme spatial.

Vaisseau spatial - est un avion conçu pour le vol de personnes et le transport de marchandises dans l'espace. Les engins spatiaux pour voler sur des orbites proches de la Terre sont appelés navires satellites et pour voler vers d'autres corps célestes - des navires interplanétaires. Au stade initial, les vaisseaux spatiaux de transport ont démontré les capacités de la technologie spatiale et la solution de problèmes appliqués individuels. Actuellement, ils sont confrontés à des tâches pratiques globales visant à l'utilisation efficace et rentable de l'espace.

Pour atteindre ces objectifs, il est nécessaire de résoudre les tâches suivantes :

Création d'engins spatiaux universels et réutilisables ;

Utilisation de centrales électriques avec des combustibles plus efficaces et peu coûteux ;

Augmentation de la capacité d'accueil du PTS ;

Sécurité écologique et biologique des navires.

Pertinence:

La création du transport aérospatial du futur permettra :

- voler, à des distances ultra-longues, pratiquement illimitées ;

- explorer activement l'espace proche de la Terre et d'autres planètes ;

- renforcer la capacité de défense de notre État;

- création de centrales électriques et d'industries spatiales ;

- création de grands complexes orbitaux;

- extraire et traiter les minéraux de la Lune et d'autres planètes ;

- solution des problèmes écologiques de la Terre;

- le lancement de satellites terrestres artificiels ;

- développer le tourisme aérospatial.

Buts et objectifs:

- étudier l'histoire du développement des engins spatiaux en Russie et aux États-Unis;

- faire une analyse comparative de l'utilisation des transports aérospatiaux du futur ;

- considérer les grandes orientations d'utilisation des STP (systèmes de transport prometteurs) ;

- déterminer les perspectives de développement des systèmes de transport.

2. La partie principale.

2.1 Historique du développement des véhicules aérospatiaux.

En 1903, le scientifique russe K.E. Tsiolkovsky a conçu une fusée pour les communications interplanétaires.

Sous la direction de Sergueï Pavlovitch Korolev, le premier fusée R-7 ("Vostok"), qui le 4 octobre 1957 a lancé le premier satellite terrestre artificiel dans l'espace, et le 12 avril 1961, le vaisseau spatial a effectué le premier vol habité dans l'espace.

Les fusées Vostok ont été remplacées par une nouvelle génération d'engins spatiaux jetables : Soyouz, Progress et Proton, leur conception s'est avérée simple, fiable et bon marché, elle est utilisée à ce jour, et sera utilisée dans un avenir proche.

"Syndicat" Elle était très différente de la fusée Vostok par sa grande taille, son volume interne et ses nouveaux systèmes embarqués, qui permettaient de résoudre les problèmes liés à la création de stations orbitales. Le premier lancement de fusée a eu lieu le 23 avril 1967. Une série de vaisseaux spatiaux cargo sans pilote de transport a été créée sur la base du vaisseau spatial Soyouz « Le progrès", qui assurait la livraison du fret à la station spatiale. Le premier lancement a eu lieu le 20 janvier 1978. "Proton"- un lanceur (LV) de classe lourde, conçu pour lancer dans l'espace des stations orbitales, des engins spatiaux habités, des satellites terrestres lourds et des stations interplanétaires. Le premier lancement a eu lieu le 16 juillet 1965.

Parmi les engins spatiaux américains, je voudrais noter "Apollon"- le seul vaisseau spatial de l'histoire à l'heure actuelle, sur lequel les gens ont quitté les limites de l'orbite terrestre basse, surmonté la gravité de la Terre, réussi à faire atterrir des astronautes sur la Lune et à les ramener sur Terre. Le navire se compose de l'unité principale et du module lunaire (étages d'atterrissage et de décollage), dans lequel les astronautes atterrissent et décollent de la lune. De 1968 à 1975, 15 engins spatiaux ont été lancés dans le ciel.

Dans les lointaines années 70, les ingénieurs rêvaient de créer des vaisseaux spatiaux du futur capables de transporter des marchandises et des personnes en orbite, puis de revenir en toute sécurité sur Terre et d'être à nouveau en service. Le développement américain était un navire de transport réutilisable "Navette spatiale" qui devait être utilisé comme navette entre la Terre et l'orbite proche de la Terre, transportant des charges utiles et des personnes dans les deux sens. Des vols dans l'espace ont été effectués 135 fois du 12 avril 1981 au 21 juillet 2011.

Un vaisseau spatial ailé de transport réutilisable est devenu un développement soviéto-russe "Bourane". Une étape importante vers l'exploration de l'espace extra-atmosphérique a été le développement du système universel de fusée spatiale réutilisable Energia-Buran. Qui se compose du lanceur super puissant Energia et du vaisseau spatial réutilisable orbital Buran.

Ce navire est capable de livrer jusqu'à 30 tonnes de fret en orbite. Le navire orbital "Bourane" est conçu pour effectuer des tâches de transport et militaires, ainsi que des opérations orbitales dans l'espace. Une fois les tâches terminées, le navire est capable de descendre indépendamment dans l'atmosphère et d'atterrir horizontalement sur l'aérodrome. Le premier vol a été effectué le 15 novembre 1988. Les projets d'engins spatiaux réutilisables sont coûteux, et à l'heure actuelle, les scientifiques améliorent et réduisent les coûts d'exploitation, ce qui permettra effectivement l'utilisation de ce type d'engin spatial à l'avenir dans la création de la production spatiale, les engins spatiaux réutilisables seront rentables, car un fonctionnement intensif de systèmes de transport seront nécessaires.

2.2 Navires de transport prometteurs du futur.

Actuellement, l'industrie spatiale ne s'arrête pas et de nombreux nouveaux navires de transport prometteurs du futur sont en cours de création:

Complexe de fusée spatiale "Angara"- une famille de lanceurs prometteurs de type modulaire avec moteurs oxygène-kérosène réutilisables en cours de développement. Les fusées sont censées appartenir à 4 classes (léger, moyen, lourd et super lourd). La puissance de cette fusée est mise en œuvre à l'aide d'un nombre différent de modules de fusée universels (de 1 à 7), en fonction de la classe de la fusée. Le premier lancement d'une fusée, une classe légère, a eu lieu le 9 juillet 2014. Le lancement de la fusée de classe lourde Angara-5 a eu lieu le 23 décembre 2014.

Avantages du lanceur Angara :

- assemblage rapide de la fusée à partir de modules prêts à l'emploi, en fonction de la capacité de charge requise;

- lancement de fusée adapté des ports spatiaux russes ;

- la fusée est entièrement fabriquée à partir de composants russes;

- un carburant respectueux de l'environnement est utilisé;

- à l'avenir, il est prévu de produire un moteur de premier étage réutilisable.

Systèmes de transport réutilisables ("Rus"). Le système de transport habité prospectif (PPTS) "Rus" est un vaisseau spatial réutilisable habité polyvalent. Le PPTS sera réalisé dans la conception modulaire du navire de base sous la forme d'éléments fonctionnellement complets - le véhicule de retour et le compartiment moteur. Le navire est prévu pour être sans ailes, avec une partie consignée réutilisable de forme conique tronquée. Le premier lancement est prévu pour 2020.

Conçu pour effectuer les tâches suivantes :

- assurer la sécurité nationale;

- accès sans entrave à l'espace;

- élargir les tâches de production spatiale;

- vol et atterrissage sur la lune.

Vaisseau spatial réutilisable habité "Orion"(ETATS-UNIS).

Le navire est prévu pour être sans ailes, avec une partie consignée réutilisable de forme conique tronquée. Conçu pour transporter des personnes et des marchandises dans l'espace, ainsi que pour les vols vers la Lune et Mars. Le premier lancement a eu lieu le 5 décembre 2014. Le navire s'est retiré à une distance de 5,8 mille km, puis est revenu sur Terre. Au retour, le navire a traversé les couches denses de l'atmosphère à une vitesse de 32 000 km / h et la température de surface du navire a atteint 2,2 000 degrés. Le vaisseau spatial a passé tous les tests, ce qui signifie qu'il est adapté aux vols avec des personnes à bord longue distance. Le début des vols vers d'autres planètes est prévu pour 2019-2020.

Vaisseau spatial de transport réutilisableDragon Espacer X"(ETATS-UNIS).

Conçu pour transporter des charges utiles et des personnes. Le premier vol a eu lieu le 1er décembre 2010. Un équipage jusqu'à 7 personnes et 2 tonnes de charges utiles peuvent être à bord. Durée du vol : de 1 semaine à 2 ans. La production d'un navire de transport dans diverses modifications est exploitée et planifiée avec succès. Le principal inconvénient est le fonctionnement coûteux de ce type d'engins spatiaux. Dans un avenir proche, Dragon Space X prévoit de réutiliser les premier et deuxième étages, ce qui réduira considérablement le coût des lancements spatiaux.

Envisagez des engins spatiaux de transport prometteurs qui voleront sur de longues distances .

Vaisseau spatial interplanétaire "Pilgrim". Aux États-Unis, un programme de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) a été créé pour concevoir un engin spatial interplanétaire basé sur un réacteur nucléaire miniature. Il est prévu que le système de propulsion soit combiné et que le réacteur nucléaire commence à fonctionner lorsque le navire quitte l'orbite terrestre. De plus, après la mission accomplie, le vaisseau sera mis sur une trajectoire sur laquelle il s'éloignera de notre terre. Ce type de centrale électrique est très fiable et n'aura pas d'impact négatif sur l'environnement terrestre.

Notre pays est un chef de file mondial dans le domaine de l'énergie spatiale. En cours de développement module transport et énergie basé sur une centrale nucléaire de classe mégawatt. Presque tout le potentiel scientifique de la Russie travaille sur ce programme. Le lancement du vaisseau spatial avec une centrale nucléaire est prévu pour 2020. Ce type de centrale électrique pourra fonctionner longtemps sans faire le plein. Les navires de transport dotés de centrales nucléaires (centrale nucléaire) pourront voler sur des distances ultra-longues, pratiquement illimitées, et permettront l'exploration de l'espace lointain.

Tableau comparatif des engins spatiaux prometteurs.

Vaisseau spatial		Le pays	Gamme de vol	Moteur	la capacité de charge	Première date de lancement
Complexe de fusée spatiale "Angara"	Lanceur (réutilisable)			Oxygène-kérosène	De 1,5 à 35 t
Systèmes de transport réutilisables "Rus"	Habité, réutilisable		planétaire; Lune, Mars	carburant
"Orion"	Habité, réutilisable		Lune, Mars
« Dragon Espace X»	Habité, réutilisable
"Pèlerin"	réutilisable		planétaire	Nucléaire, combiné
Module transport et énergie	réutilisable		longue distance	Nucléaire, combiné

Le navire de transport le plus prometteur du futur est un navire avec une centrale nucléaire, parce que. il a un moteur énergivore et peut voler sur de très longues distances. Le système nucléaire est 3 fois supérieur aux installations conventionnelles. Après avoir résolu les problèmes de fonctionnement sûr, ce type de vaisseau spatial pourra faire une percée dans l'étude de l'espace extra-atmosphérique.

2.3 Principaux axes d'utilisation et de développement des STP (Systèmes de Transport Prometteurs)

Les principaux domaines d'utilisation de PTS
Scientifique		Industriel				Touristique	Militaire
Exploration de l'espace et d'autres planètes	Recherche et travaux scientifiques dans l'espace	Lancement de cargos et de satellites terrestres en orbite terrestre basse	Construction et maintenance de complexes orbitaux	Création et maintenance de centrales et industries spatiales	Déplacer des charges utiles d'autres planètes

Pour créer le transport aérospatial du futur, il est nécessaire de résoudre les tâches suivantes :

- les centrales électriques du véhicule doivent être équipées de sources d'énergie plus volumineuses par rapport au carburant actuellement utilisé (centrales nucléaires, moteurs plasma et ioniques) ;

- les centrales prometteuses devraient être modulaires, en fonction de la gamme de vols. Centrales électriques doit être effectué à basse, moyenne et haute puissance. Petit - pour desservir les orbites proches de la Terre, moyen - transport de marchandises vers la Lune et d'autres planètes voisines, grand - pour les vols de complexes interplanétaires vers Mars et d'autres planètes éloignées. Les complexes habités interplanétaires pour les longues distances, en raison du poids important, doivent être assemblés à partir de modules en orbite proche de la Terre. L'arrimage de ces modules doit s'effectuer automatiquement, sans intervention humaine.

- les systèmes prometteurs doivent avoir un haut degré de fiabilité pour assurer la sécurité environnementale;

Les engins spatiaux doivent être exploités en mode habité et sans équipage, avec possibilité de contrôle à distance depuis la Terre. Pour effectuer des vols habités, les vaisseaux spatiaux interplanétaires doivent disposer de tous les types de protection pour l'existence normale de tous les membres d'équipage.

3.Conclusion

Le document donne des exemples des derniers développements prometteurs des systèmes de transport en Russie et aux États-Unis, qui seront construits selon les principes suivants :

Conception modulaire universelle ;

Utilisation de centrales électriques économes en énergie ;

Capacité d'assembler des modules dans l'espace;

Haut degré d'automatisation des véhicules ;

Possibilité de télécommande;

Sécurité environnementale;

Exploitation sécuritaire du navire et des membres de l'équipage.

Après avoir résolu ces problèmes, le PTS permettra l'exploration active de l'espace extra-atmosphérique, la création d'installations de production dans l'espace, le développement du tourisme spatial et la résolution de tâches scientifiques et militaires.

Malgré le fait que nous ayons réussi à collecter beaucoup d'informations, je souhaite poursuivre le travail dans les domaines suivants :

Application de nouveaux types de combustibles au PTS ;

Améliorer les systèmes pour l'exploitation sûre des engins spatiaux du futur.

4. Sources d'informations :

1. Angara - lanceur, - Wikipedia - encyclopédie Internet gratuite, https://ru.wikipedia.org/wiki/angara_(lanceur), consulté le 29/11/2014 ;

2. Griaznov G.M. Nucléaire spatial et nouvelles technologies (Notes du directeur), - M : FSUE « TsNIIatominform », 2007 ;

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HORIZONS DES SCIENCES

Aérospatial

transport vers V L VI11R GP

D'une poussée puissante, la fusée s'élève verticalement depuis la rampe de lancement et monte ... C'est familier depuis les années 1960. l'image pourrait bientôt sombrer dans l'oubli. Les systèmes spatiaux jetables et les navettes devraient être remplacés par une nouvelle génération de véhicules - des avions aérospatiaux qui auront la capacité de décoller et d'atterrir horizontalement, comme des avions de ligne ordinaires

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3. KRAUSE. A. M. KHARITONOV

KRAUSE Egon - Professeur honoré, SP 973 à 1998 - Directeur de l'Institut aérodynamique de l'Ecole supérieure technique Rhin-Westphap (GOASH ^ "(Akh ^n, Allemagne). Lauréat du prix Max Dlank Society, docteur honoris causa de la branche sibérienne de l'Académie russe des sciences ~

XAPMTOHCJP Anatolie. Mikhailovich - Docteur en sciences techniques, professeur S. A. Khristianovich SB RAS (Novossibirsk). Scientifique émérite de la Fédération de Russie, lauréat du prix du Conseil des ministres de l'URSS (1985). Auteur et co-auteur d'environ 150 articles scientifiques et 2 brevets

Le développement futur de l'astronautique est déterminé par la nécessité d'une exploitation intensive des stations spatiales, le développement de systèmes mondiaux de communication et de navigation et la surveillance de l'environnement à l'échelle planétaire. À ces fins, dans les principaux pays du monde, des avions réutilisables de l'espace aérien (VKS) sont en cours de développement, ce qui réduira considérablement le coût de livraison du fret et des personnes en orbite. Il s'agira de systèmes caractérisés par des capacités, [dont les plus pertinentes sont :

Utilisation réutilisable pour le lancement en orbite de cargaisons de production et scientifiques et techniques avec un intervalle de temps relativement court entre les vols répétés ;

Retour des structures d'urgence et usées qui obstruent l'espace ;

Sauvetage des équipages des stations orbitales et des engins spatiaux en situations d'urgence;

Reconnaissance urgente des zones de catastrophes naturelles et de catastrophes partout dans le monde.

Dans les pays où l'aérospatiale est développée

La technologie a fait de grands progrès dans le domaine des vitesses de vol élevées, qui déterminent le potentiel d'une large gamme d'avions à réaction hypersoniques. Il y a tout lieu de croire qu'à l'avenir l'aviation habitée maîtrisera des vitesses allant des nombres de Mach M = 4-6 à M = 12-15 moteur).

Si parler de Aviation civile, alors le développement des grandes vitesses est extrêmement important pour l'intensification Trafic de passagers et les relations d'affaires. Les avions de passagers hypersoniques avec un numéro de Mach 6 pourront fournir une durée de vol à faible fatigue (pas plus de 4 heures) sur des routes internationales d'une autonomie d'environ 10 000 km, comme l'Europe (Paris) - Amérique du Sud (Sao Paulo) , Europe (Londres) - Inde , USA (New York) - Japon. Rappelons que le temps de vol du supersonique Concorde de New York à Paris était d'environ 3 heures et que le Boeing 747 passe environ 6,5 heures sur cette route. Les avions du futur avec Mach 10

GLOSSAIRE DES TERMES AÉRODYNAMIQUES

Nombre de Mach - un paramètre qui caractérise combien de fois la vitesse d'un avion (ou le débit de gaz) est supérieure à la vitesse du son La vitesse hypersonique est un terme vague pour la vitesse avec un nombre de Mach supérieur à 4 5 flux

Angle d'attaque - l'inclinaison du plan de l'aile par rapport à la ligne de vol Une onde de choc (onde de choc) - une région d'écoulement étroite dans laquelle se produit une forte baisse de la vitesse d'un flux de gaz supersonique, entraînant une augmentation brutale de la densité Raréfaction vague - une région d'écoulement dans laquelle se produit une forte diminution de la densité du milieu gazeux

Schéma du modèle d'un système aérospatial à deux étages E1_AS-EOE. Ces appareils décolleront et atterriront horizontalement, comme les avions conventionnels. On suppose que la longueur de la configuration à grande échelle sera de 75 m et l'envergure - 38 m. De: (Rable, Jacobe, 2005)

en 4 heures, ils pourront parcourir 16 à 17 000 km, après avoir effectué un vol sans escale, par exemple, des États-Unis ou de l'Europe vers l'Australie.

GTaya Mao Tai

Les avions hypersoniques nécessitent de nouvelles technologies complètement différentes de celles inhérentes aux avions modernes et aux engins spatiaux à décollage vertical. Bien sûr, fusée

le moteur produit beaucoup de poussée, mais il consomme énormément de carburant, et de plus, la fusée doit embarquer un comburant. Par conséquent, l'utilisation de fusées dans l'atmosphère est limitée aux vols de courte durée.

La volonté de résoudre ces problèmes techniques complexes a conduit au développement de divers concepts de systèmes de transport spatial. La direction principale, qui est activement explorée par les plus grandes entreprises aérospatiales du monde, est le VCS à un étage. Un tel avion aérospatial, décollant d'un aérodrome conventionnel, peut délivrer une charge utile d'environ 3% de la masse au décollage en orbite terrestre basse. Un autre concept de systèmes réutilisables est l'appareil à deux étages. Dans ce cas, le premier étage est équipé d'un moteur à jet d'air, et le deuxième étage est orbital, et la séparation des étages est effectuée dans la plage des nombres de Mach de 6 à 12 à des altitudes d'environ 30 km.

En 1980-1990. Des projets VKS ont été développés aux États-Unis (NASP), en Angleterre (HOTOL), en Allemagne (Sänger), en France (STS-2000, STAR-H), en Russie (VKS NII-1, Spiral, Tu-2000). En 1989, à l'initiative de la Société allemande de recherche (DFG), des recherches conjointes ont commencé entre trois centres allemands :

Université technique de Rhénanie-Westphalie à Aix-la-Chapelle, Université technique de Munich et Université de Stuttgart. Ces centres parrainés par la DFG ont poursuivi un programme de recherche de longue haleine qui inclut l'étude des questions fondamentales nécessaires à la conception des systèmes de transport spatial, telles que l'ingénierie générale, l'aérodynamique, la thermodynamique, la mécanique du vol, la propulsion, les matériaux, etc. Une part importante des travaux sur l'aérodynamique expérimentale ont été menés en collaboration avec l'Institut de mécanique théorique et appliquée. S. A. Khristianovich SB RAS. L'organisation et la coordination de tous les travaux de recherche ont été assurées par un comité dirigé pendant dix ans par l'un des auteurs de cet article (E. Krause). Nous portons à l'attention du lecteur un certain nombre de supports visuels parmi les plus illustratifs illustrant certains des résultats obtenus dans le cadre de ce projet dans le domaine de l'aérodynamique.

Le vol du système ELAC-EOS à deux étages devrait couvrir la plus large gamme de vitesses : du franchissement du mur du son (M = 1) à la séparation de l'étage orbital (M = 7) et son entrée en orbite proche de la Terre ( M = 25). Extrait de : (Rable, Jacobe, 2005)

Barrière acoustique Nombre de Mach

HORIZONS DES SCIENCES

Grand modèle ELAC 1 (plus de 6 m de long) dans la section d'essai de la soufflerie germano-néerlandaise DNW à basse vitesse. Extrait de : (Rable, Jacobe, 2005)

Aaóóñóó"i áí^áóáy ñeñóálá ELAC-EOS

Pour la recherche, le concept d'un véhicule aérospatial à deux étages a été proposé (l'étage porteur s'appelait en allemand ELAC, l'étage orbital était EOS). Carburant - hydrogène liquide. Il a été supposé que la configuration à grande échelle de l'ELAC aura une longueur de 75 m, une envergure de 38 m et une grande tête de balayage. Dans le même temps, la longueur de l'étage EOS est de 34 m et l'envergure de 18 m.L'étage orbital a un arc elliptique, un corps central avec une face supérieure semi-cylindrique et une quille dans le plan de symétrie. Sur la surface supérieure du premier étage, il y a un évidement dans lequel l'étage orbital est placé pendant la montée. Bien qu'il soit peu profond, à des vitesses hypersoniques lors de la séparation (M = 7), il a un effet significatif sur les caractéristiques d'écoulement.

Pour mener à bien des études théoriques et expérimentales, plusieurs maquettes des étages porteur et orbital ont été conçues et fabriquées à l'échelle 1:150. Pour les essais à basse vitesse dans la soufflerie germano-néerlandaise DNW, une grande maquette de la configuration étudiée a été réalisée à l'échelle 1:12 (longueur supérieure à 6 m, poids environ 1600 kg).

Aegóáeegáóey ñaáSógaóeá

Le vol à vitesse supersonique présente une grande difficulté pour le chercheur, car il s'accompagne de la formation d'ondes de choc, ou ondes de choc, et l'aéronef dans un tel vol passe par plusieurs régimes d'écoulement (avec des structures locales différentes), accompagnés d'une augmentation dans les flux de chaleur.

Ce problème a été étudié à la fois expérimentalement et numériquement dans le projet ELAC-EOS. La plupart des expériences ont été réalisées en aérodynamique

Modèle de lignes de courant huile-suie à la surface du modèle ELAC 1 obtenu dans la soufflerie T-313 de l'Institut de mécanique théorique et appliquée, branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie. Extrait de : (Krause et al., 1999)

Comparaison des résultats de la simulation numérique des structures tourbillonnaires sous le vent du modèle E1.AC 1 (à droite) et de la visualisation expérimentale par la méthode du couteau laser (à gauche). Les résultats du calcul numérique ont été obtenus en résolvant les équations de Navier-Stokes pour l'écoulement laminaire au nombre de Mach M = 2, au nombre de Reynolds Ye = 4 10e et à l'angle d'attaque a = 24°. Les modèles de vortex calculés sont similaires à ceux observés expérimentalement ; il existe des différences dans les formes transversales des tourbillons individuels. Notez que le flux venant en sens inverse est perpendiculaire au plan de l'image. Citation de : (EKotberegr e? a/., 1996)

cheminée T-313 ITAM SB RAS à Novossibirsk. Le nombre de Mach du flux venant en sens inverse dans ces expériences variait dans la plage 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.

Les résultats obtenus, entre autres, démontrent clairement la formation de tourbillons du côté sous le vent. Des schémas panoramiques d'écoulements à la surface du modèle ont été visualisés en enduisant de liquides spéciaux ou d'un mélange huile-suie. Dans un exemple typique d'imagerie noire à l'huile, la surface se courbe vers l'intérieur à partir du bord d'attaque de l'aile et converge en une ligne orientée approximativement dans la direction du courant. D'autres bandes sont également observées, dirigées vers la ligne centrale du modèle.

Ces traces distinctes sous le vent caractérisent un courant croisé dont la structure tridimensionnelle peut être observée par la technique du couteau laser. Avec une augmentation de l'angle d'attaque, le flux d'air s'écoule de la surface au vent de l'aile vers celle sous le vent, formant un système de vortex complexe. Notez que les tourbillons primaires à pression réduite dans le noyau contribuent positivement à la force de portance du véhicule. La méthode du couteau laser elle-même est basée sur la photographie d'un rayonnement cohérent diffusé

Bulle vortex en état de transition

Spirale vortex entièrement développée

Les processus de désintégration des tourbillons du côté sous le vent de la configuration ELAC 1 ont été visualisés par injection de peinture fluorescente. Extrait de : (Stromberg, Limberg, 1993)

¡I HORIZONS DE LA SCIENCE

sur des microparticules solides ou liquides introduites dans l'écoulement, dont la distribution de concentration est déterminée par la structure des écoulements étudiés. Une source lumineuse cohérente est formée sous la forme d'un mince plan lumineux, qui, en fait, a donné le nom à la méthode. Fait intéressant, du point de vue de la fourniture du contraste d'image nécessaire, les microparticules d'eau ordinaires (brouillard) s'avèrent très efficaces.

Dans certaines conditions, les noyaux des tourbillons peuvent s'effondrer, ce qui réduit la portance de l'aile. Ce processus, appelé détachement tourbillonnaire, se développe

de type "bulle" ou "spirale" dont les différences visuelles sont mises en évidence par une photographie prise par injection de peinture fluorescente. Habituellement, le régime de bulles de détachement de vortex précède la décroissance de type spirale.

Informations utiles La méthode de l'ombre de Toepler donne des informations sur les spectres de l'écoulement supersonique autour des avions. Avec son aide, les hétérogénéités des flux de gaz sont visualisées, et les ondes de choc et les ondes de raréfaction sont particulièrement clairement visibles.

Objectif principal objectif Objectif de projection Écran (caméra)

Source lumineuse V g H Inhomogénéité Couteau de Foucault "I

MÉTHODE SHADOW TEPLER

En 1867, le scientifique allemand A. Tepler a proposé une méthode de détection des inhomogénéités optiques dans les milieux transparents, qui n'a pas perdu sa pertinence dans la science et la technologie à ce jour. En particulier, il est largement utilisé pour étudier la distribution de la densité du flux d'air lorsqu'il circule autour de modèles d'avions dans des souffleries.

Le schéma optique de l'une des implémentations de la méthode est représenté sur la figure. Un faisceau de rayons provenant d'une source lumineuse à fente est dirigé par un système de lentilles à travers l'objet étudié et est focalisé sur le bord d'un écran opaque (appelé couteau de Foucault). S'il n'y a pas d'inhomogénéités optiques dans l'objet étudié, tous les rayons sont retardés par le couteau. En présence d'inhomogénéités, les rayons seront dispersés et une partie d'entre eux, ayant dévié, passera au-dessus du tranchant du couteau. En plaçant une lentille de projection derrière le plan du couteau de Foucault, ces rayons peuvent être projetés sur l'écran (dirigés vers la caméra) et une image des inhomogénéités peut être obtenue.

Le schéma le plus simple considéré permet de visualiser les gradients de densité du support perpendiculairement au bord du couteau, tandis que les gradients de densité le long d'une coordonnée différente conduisent à un décalage de l'image le long du bord et ne modifient pas l'éclairage de l'écran. Il existe diverses modifications de la méthode Toepler. Par exemple, au lieu d'un couteau, un filtre optique est installé, composé de bandes parallèles de différentes couleurs. Ou une ouverture ronde avec des secteurs colorés est utilisée. Dans ce cas, en l'absence d'inhomogénéités, les rayons provenant de différents points passent par le même endroit du diaphragme, de sorte que tout le champ est coloré de la même couleur. L'apparition d'inhomogénéités provoque la déviation des rayons qui traversent différents secteurs, et les images de points avec différentes déviations lumineuses sont peintes dans les couleurs correspondantes.

Choc à la tête

Adepte des ondes de raréfaction

onde de choc

Ce modèle d'ombre de l'écoulement autour du modèle ELAC 1 a été obtenu par la méthode optique Toepler dans une soufflerie supersonique à Aix-la-Chapelle. D'après : (Nepe! e? a /., 1993)

Photographie en ombre de l'écoulement autour d'un modèle E1.AC 1 avec prise d'air dans un tube à choc hypersonique (M = 7,3) à Aix-la-Chapelle. Les magnifiques éclairs irisés en bas à droite de l'image sont des courants chaotiques à l'intérieur de la prise d'air. De : (Olivier et al., 1996)

Répartition théorique des nombres de Mach (vitesses) dans l'écoulement autour d'une configuration à deux étages E1_AC-EOE (nombre de Mach de l'écoulement venant en sens inverse M = 4,04). Extrait de : (Breitsamter et al., 2005)

Un bon accord a été observé entre les données calculées et expérimentales, ce qui confirme la fiabilité de la solution numérique dans la prédiction des écoulements hypersoniques. Un exemple de l'image calculée de la distribution des nombres de Mach (vitesses) dans l'écoulement pendant le processus de séparation est présenté sur cette page. Les chocs de compression et la raréfaction locale sont visibles sur les promesses. A l'arrière de la configuration EAAC 1C, en réalité, il n'y aura pas de vide, puisqu'un statoréacteur hypersonique y sera implanté.

La séparation des étages porteur et orbital est l'une des tâches les plus difficiles envisagées lors des travaux sur le projet ELAC-EOS. Pour des raisons de sécurité des manœuvres, cette étape du vol nécessite une étude particulièrement attentive. Des études numériques de ses * différentes phases ont été menées au centre SFB 255 de l'Université technique de Munich, et tous les travaux expérimentaux ont été effectués à l'Institut de mécanique théorique et appliquée de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie. Les tests dans la soufflerie supersonique T-313 comprenaient la visualisation de l'écoulement autour de la configuration complète et des mesures des caractéristiques aérodynamiques et des pressions de surface pendant la séparation des étages.

Le modèle d'étage inférieur ELAC 1C différait de la version originale ELAC 1 par un compartiment peu profond dans lequel l'étage orbital devait être situé pendant le décollage et la montée. La simulation informatique a été réalisée au nombre de Mach du flux venant en sens inverse М = 4,04, nombre de Reynolds -Re = 9,6 106 et angle d'attaque nul du modèle EOS.

En général, on peut dire que les études du concept aérodynamique des systèmes ÜiELAC-EOS à deux étages, initiées par la société de recherche allemande DFG, ont été couronnées de succès. À la suite d'un vaste complexe de travaux théoriques et expérimentaux dans lesquels centres scientifiques Europe, Asie, Amérique et Australie, un calcul complet de la configuration capable de décoller et d'atterrir horizontalement sur un aéroport standard a été effectué, aérodynamique

tâches de vol à des vitesses basses, supersoniques et surtout hypersoniques.

À l'heure actuelle, il est clair que la création d'un transport aérospatial avancé nécessite des recherches plus détaillées sur le développement de moteurs à réaction hypersoniques fonctionnant de manière fiable dans une large gamme de vitesses de vol, des systèmes de contrôle de haute précision pour les processus de séparation d'étage et d'atterrissage du module orbital, nouveaux matériaux haute température… . La solution de tous ces problèmes scientifiques et techniques complexes est impossible sans les efforts conjugués de scientifiques de différents pays. Et l'expérience de ce projet ne fait que confirmer que la coopération internationale à long terme devient une partie intégrante de la recherche aérospatiale.

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Le miracle ne s'est pas produit, comme au début du troisième millénaire, lorsque, selon Ray Bradbury, nous étions censés coloniser Mars. On parle souvent des prophéties de science-fiction, mais il ne faut pas oublier les prévisions infructueuses - d'une beauté catastrophique, mais toujours des échecs.

Où sont les voitures volantes ?

Il existe une technique sous ce nom, mais en réalité ce n'est qu'un hybride d'une voiture avec un avion. Et bien que les derniers échantillons ont l'air futuristes, ils sont très, très coûteux et ne ressemblent guère au transport anti-gravité du cinquième élément. plus loin de lui autres développements de conception similaire à un hélicoptère, ou pas du tout équipé d'un parachute et d'une hélice arrière. Ici, un autre fantasme me vient à l'esprit - Carlson, qui vit sur le toit. Charmant, mais innovant ici et ne sent pas.

Dans les films et les jeux informatiques, une autre version du transport individuel a flashé - un jetpack. Lui, par exemple, a été montré dans Star Wars et RoboCop. Mais ici aussi, les choses n'ont pas atteint une utilisation massive, et il est peu probable que cela vienne bientôt - il n'y a qu'assez de carburant pour une demi-minute de vol, et ces volumes coûtent une somme rondelette.

Apparemment, nous-mêmes, nous n'attendons pas tellement de miracles que nous nous réjouissons même d'une telle création du génie innovant chinois comme le «bus portail». Mais c'est réel, comme le monorail de Moscou ou Un train japonais roule jusqu'à 603 km/h.

Et pourtant, pour l'imagination humaine, les frontières sont inacceptables. Science fiction du passé, et simplement les fantasmes de nos ancêtres sur le thème de l'avenir, ont acquis un charme particulier et un nouveau nom - "rétrofuturisme". L'amour romantique et enthousiaste pour la technologie et le désir d'anticiper les découvertes futures - cela peut à la fois toucher et inspirer aujourd'hui.

Réinventer la roue

Avant même de vouloir "soulever la voiture dans les airs", il y avait des idées pour l'améliorer. Et le plus important - réinventez la roue d'une nouvelle manière ! Un magazine japonais en 1936 a présenté le concept d'une voiture avec des billes au lieu de pneus ordinaires : selon les auteurs, cette idée assurerait une conduite en douceur pour le transport. Pas une idée si inutile, même selon les ingénieurs modernes. En 2016, une évolution similaire présenté par la société américaine Goodyear, le plus grand fabricant de pneus.

La gigantomanie a donné naissance à un autre miracle imaginaire de la technologie - un navire sur d'énormes roues, qui, selon l'inventeur, était censé surfer sur les sables du Sahara et résoudre le problème des transports dans la région. La lutte contre les simums et autres catastrophes du désert, y compris la chaleur, était prévue par la conception, et l'ingénieur a promis "un voyage qui se transformera en un voyage agréable à travers ces endroits où des milliers de générations ont lutté en vain avec les forces élémentaires et sont mortes dans une lutte inégale." Ainsi, le magazine "Around the World" en a parlé en 1927. On ne sait pas à quel point l'idée a été couronnée de succès - elle n'a toujours pas été mise en œuvre. Bien que l'on puisse supposer que la climatisation promise d'une telle machine, et même de surmonter les sables avec des roues dentées, prendrait beaucoup de ressources.

Pour usage public, cependant, seuls des modèles compacts étaient proposés. En 1947, l'ingénieur bruxellois Eduard Vereyken a breveté un dicycle - un chariot automoteur composé de deux énormes roues et d'une cabine ouverte au milieu. L'inventeur lui-même a affirmé que les véhicules pouvaient accélérer jusqu'à 185 km / h - mais c'est difficile à croire. Oui, et la sécurité des passagers reste en cause. Ce n'est que dans l'homologue suédois de 1999, rédigé par Jonas Bjorkholtz, que tous les problèmes de conception ont été pris en compte. Mais utilise le maintenant uniquement pour le divertissement du public.

Les trains étaient un autre sujet de prédilection des ingénieurs et des rêveurs. De nombreux espoirs reposaient sur les monorails, même s'ils étaient présentés de manière plutôt inhabituelle - par exemple, comme ceci ou comme cela. Mais aussi trains conventionnels vu beaucoup plus parfait à l'avenir - confortable, spacieux et même avec une vue sur les étoiles.

"Navire du Désert" selon la version de 1927.

Chaque personne - un hélicoptère!

Là où la fantaisie s'est déroulée au maximum - c'est donc un véhicule volant. L'imagination de nos ancêtres a donné naissance à des avions en forme de soucoupe, des avions avec des ailes en dessous et des turbomoteurs à l'avant, et même des avions sous-marins. Vous ne pouvez pas tout mentionner - vous pouvez également consulter vous-même des galeries sur Reddit ou des collections par mots-clés sur Pinterest.

Mais ce qui est surtout touchant dans tous ces projets, c'est la croyance en l'accessibilité universelle des transports du futur. L'homme vient de conquérir les airs, et les magazines américains écrivent : "Helicopters for Everybody !" ("Des hélicoptères dans chaque maison!"). Et parmi toutes ces coupures de presse d'il y a près d'un siècle, vous pouvez voir des dessins d'avions personnels. Ensuite, la vérité n'était attendue de l'avenir que de l'aspiration vers le haut, du progrès scientifique et de la qualité de vie pour tous.

Pouvez-vous le croire maintenant que vous êtes coincé dans un embouteillage aux heures de pointe ? Ou quand tu trembles sur l'étagère du haut voiture à siège réservé? Tenir à la main un smartphone dont la puissance de calcul, comme vous le savez, est supérieure à celle des équipements de la NASA en 1969 ?

Le 21ème siècle n'a pas encore eu lieu - il n'a certainement pas eu lieu de la manière que les fans de progrès technique attendaient. Mais l'avenir, comme il s'est avéré, est imprévisible. Lentement, mais ça vient - nous vous suggérons de vous familiariser avec le transport futuriste du présent.

L'avenir d'aujourd'hui

Le Segway est devenu l'un des moyens de transport personnel les plus en vogue pour Dernièrement, un concurrent technologique pour les vélos et scooters. Quel est son futurisme ? Vous devrez « diriger » exclusivement avec votre corps : le gyroscope et les autres capteurs de son appareil réagissent à l'inclinaison. Et vous n'avez qu'à tourner la poignée ou une colonne spéciale. Il est complètement intuitif de contrôler un scooter gyroscopique et un monocycle - je dois dire que ce sont ces variétés qui sont populaires aujourd'hui.

A Naberezhnye Chelny et à Moscou, même la police utilise le Segway. Dans de nombreuses villes, des points de location ont fait leur apparition où l'on peut temporairement devenir propriétaire d'une "voiture automotrice" à deux roues ou d'un monocycle. Sur le marché, un monocycle peut coûter jusqu'à un demi-million de roubles, mais pour 20 à 30 000, il est tout à fait possible d'acheter un monocycle pouvant supporter 15 kilomètres sans recharge.

Un autre représentant du transport électrique moderne est une voiture électrique. Inventée avant même les voitures à essence auxquelles nous sommes habitués, elle reste un symbole du futur. Il y a plusieurs raisons à cela : l'économie des ressources, le respect de l'environnement et l'indépendance vis-à-vis du marché pétrolier. Conduire une voiture électrique aujourd'hui est le plus simple, en particulier pour les habitants de Moscou et de Saint-Pétersbourg : il suffit de contacter un service de taxi qui possède de tels modèles dans sa flotte. Dans Yandex.Taxi, par exemple, est apparue il n'y a pas si longtemps l'une des voitures électriques les plus avancées, la Tesla Model S. Ses capacités sont impressionnantes : en quelques secondes, elle peut accélérer à 100 km/h, tout en roulant presque silencieusement. .

Le transport le plus innovant connu des Russes est bien sûr le monorail de Moscou, « la treizième ligne de métro ». Il a commencé à fonctionner pleinement en 2008, mais même maintenant, tous les habitants des régions n'en ont pas entendu parler. Comme issu des mêmes coupures de magazines rétrofuturistes, mais adapté à la réalité, le monorail est un favori du public. L'emplacement de la route est également incroyable - il s'agit d'un viaduc, c'est-à-dire que la voie ferrée passe complètement au-dessus de Moscou. L'itinéraire va de la gare Timiryazevskaya à la rue Sergei Eisenstein. Certes, il a récemment été question de démanteler la piste, bien que le dernier mot reste jusqu'à présent la proposition d'en faire un "objet touristique". Avec le retour sur investissement, il s'est avéré que cette route expérimentale avait de sérieux problèmes.

Ainsi, surmontant les difficultés de l'ordre mondial moderne, l'avenir approche encore lentement. Des voitures en lévitation pour tout le monde et une cabine de téléportation dans chaque cour nous attendent-elles dans les décennies à venir ? À peine. Le transport du futur ressemblera-t-il à ce que nous pouvons imaginer ? Peu probable également. Et ce n'est pas si mal.

Nous sommes depuis longtemps habitués à la présence d'arrêts de transports en commun à proximité de chez nous, au départ quotidien de dizaines de trains depuis la gare la plus proche, et au départ des avions depuis les aéroports. Disparaître les transports en commun - et le monde qui nous est familier s'effondrera tout simplement ! Mais, en s'habituant à la commodité, on commence à exiger encore plus ! Quelle évolution nous attend ?

Autoroute - tuyaux

Le trafic terrible est l'un des principaux problèmes de toutes les régions métropolitaines. La raison en est souvent non seulement la mauvaise organisation des échangeurs de transport et des autoroutes, mais aussi les conditions météorologiques. Pourquoi aller loin : les chutes de neige russes entraînent souvent des effondrements de routes.

L'une des solutions les plus efficaces consiste à dissimuler l'essentiel des flux de trafic sous terre. Le nombre et la taille des tunnels routiers n'ont fait qu'augmenter au fil des ans. Mais ils sont chers, et limités dans la mise en valeur du paysage. Ces problèmes peuvent être résolus en remplaçant les tunnels par des tuyaux !

Henry Lew, un ingénieur et constructeur américain, a déjà proposé son développement d'un pipeline pour le transport. Il sera possible d'envoyer de grands conteneurs de fret alimentés à l'électricité. Envisagea son projet d'application à New York, connue pour ses énormes embouteillages. Seulement dans cette ville transfert trafic de marchandises dans les canalisations réduira le déplacement des voitures de dizaines de milliards de kilomètres en un an seulement. En conséquence, la situation écologique s'améliorera, la charge sur les autoroutes de la métropole diminuera. Nous ne devons pas non plus oublier la sécurité et la rapidité de livraison des marchandises.

Il est également possible de transporter des personnes dans de tels pipelines. Un système de transport de passagers similaire a été proposé par Elon Musk, un millionnaire américain. "Hyperloop" de Musk comprendra un système de pipelines placés sur des viaducs, dont le diamètre dépassera quelques mètres. Ils prévoient de maintenir une basse pression. Il est prévu de déplacer les capsules dans les tuyaux, planant juste au-dessus du fond en raison de l'air qui y est pompé. La vitesse des capsules, grâce à l'impulsion électromagnétique, peut atteindre six cents kilomètres en une demi-heure.

Vols en train

Les trains vont se développer, devenant plus spacieux et plus rapides. Ils discutent déjà d'un incroyable projet de route Londres-Pékin, préparé par les Chinois. Ils veulent construire une route à très grande vitesse de huit à neuf mille kilomètres de long d'ici 2020.

Les trains passeront sous la Manche, puis - à travers l'Europe, la Russie, Astana, Extrême Orient et Khabarovsk. De là - le dernier déménagement à Pékin. L'ensemble du trajet prendra quelques jours, la vitesse limite est de 320 km / h. Nous notons ici que le "Sapsan" russe n'accélère que jusqu'à 250 km / h.

Mais cette vitesse n'est pas la limite ! Le train Maglev, nommé d'après l'expression lévitation magnétique, atteint facilement une vitesse de 581 km/h. Soutenu par un champ magnétique dans l'air, il survole les rails au lieu de rouler dessus. Ces trains sont désormais des exotiques rares. Mais à l'avenir, cette technologie pourra être développée.

Voiture sous l'eau : irréaliste, mais ça existe !

La révolution est attendue dans le transport de l'eau. Les experts explorent des projets de véhicules sous-marins à grande vitesse, ainsi que des motos sous-marines. Que pouvons-nous dire des sous-marins individuels !

Un projet suisse appelé sQuba a été créé pour développer une voiture originale qui peut aller dans l'eau dès la sortie de piste et, se déplaçant à travers les vagues, même plonger dedans ! Ensuite, la voiture peut facilement retourner à terre, en continuant à se déplacer le long de la route.

Les concepteurs de la nouveauté se sont inspirés de l'un des films sur James Bond. Une véritable voiture sous-marine, exposée au Salon de Genève sous la forme d'une voiture de sport décapotable. Ce modèle est très léger et permet à l'équipage de quitter la voiture en cas de danger.

Le mouvement sous l'eau est assuré par une paire de vis situées sous le pare-chocs arrière, ainsi que par une paire de canons à eau rotatifs près des passages de roue avant. Tout cela est alimenté par des moteurs électriques. Bien sûr, vous devrez ajouter un capuchon étanche au modèle afin que le conducteur et les passagers ne se mouillent pas.

Prêt à partir dans l'espace ?

L'aviation, au même rythme que les autres modes de transport, se développe activement. Après avoir abandonné les paquebots supersoniques comme le Concorde, elle a décidé d'aller dans l'espace. Les concepteurs britanniques travaillent sur un vaisseau spatial, ou autre - un avion orbital, appelé "Skylon".

Il pourra monter sur un moteur hybride depuis l'aérodrome et atteindre une vitesse hypersonique, qui dépasse de plus de cinq fois la vitesse du son. Ayant atteint une altitude de 26 kilomètres, il passera à l'oxygène de ses propres réservoirs, puis ira dans l'espace. L'atterrissage est comme l'atterrissage d'un avion. Autrement dit, pas de boosters externes, d'étages supérieurs ou de réservoirs de carburant. Seuls quelques moteurs seront nécessaires pour tout le vol.

Ils travaillent actuellement sur une version sans pilote du Skylon. Un tel transporteur spatial pourra mettre en orbite 12 tonnes de fret. Notez ici que la Soyouz, la fusée russe, ne peut transporter que sept tonnes. Un vaisseau spatial, contrairement à une fusée, peut être utilisé à plusieurs reprises. En conséquence, le coût des livraisons diminuera de 15 fois.

Dans le même temps, les concepteurs réfléchissent à une version habitée. En modifiant la conception de la soute, en créant des systèmes de sécurité et en réalisant des hublots, trois cents passagers peuvent être transportés. En quatre heures, ils feront le tour de la planète entière ! Un modèle expérimental sera lancé en 2019.

Étonnamment, tous les modes de transport que nous avons répertoriés ont été décrits par des futurologues à l'aube du XXe siècle. Ils espéraient que leur mise en œuvre n'était pas loin. Ils se sont trompés de timing, alors que tout est au stade de développement. Mais nous avons une grande opportunité - de devenir un passager de l'un des miracles de la technologie ci-dessus à l'avenir.