Челябинские ученые придумали умные «мышцы» для космического корабля
12 Апреля 2019
Фото: официальный сайт ЮУрГУ
Разработанная компьютерная программа ускоряет создание ракетной техники.
По словам авторов прорывной разработки, материалы, применяемые при строительстве космического корабля, должны быть легкими, но обладать высочайшей прочностью. Для этого создаются полимерные композиты — стекло- и углепластик и другие материалы, которые весят в 2-3 раза меньше, чем металл, а по прочности превосходят даже легированную сталь.
Одна из последних разработок — совершенствование конструкции корпуса пневмоцилиндра из композитного материала для применения в аэрокосмической промышленности — уже получила высокое признание на международном уровне. По словам ученых, пневмоцилиндр — это прибор, управляющий движением отдельных составляющих космического корабля. Чем-то напоминает мозговой центр, заставляющий сокращаться мышцы тела. Внутри цилиндра движется поршень, оказывая давление на стенки корпуса, которое передается на другие элементы летательного аппарата. Сложнее всего просчитать и смоделировать поведение материала, чтобы он выдержал самые высокие нагрузки.
— Экспериментально корректировать структуру корпуса невозможно, — говорит один из авторов разработки, заведующий кафедрой технической механики аэрокосмического факультета ЮУрГУ Сергей Сапожников. — Но мы нашли решение: разработали компьютерную программу, которая способна выстроить математическую модель воздействия на материалы и поршня, и экстремальных условий космоса. Это поможет ускорить разработку новой ракетной техники, очень пригодится при проектировании летательных аппаратов, работающих при резко меняющихся нагрузках.
Как пояснил Сергей Сапожников, для расчетов ученые применяют созданный в вузе программный модуль FARGR. Компьютер определяет, при каких условиях корпус может деформироваться и разрушиться. При этом программа берет в зачет и постепенное накопление микроповреждений, возникающие сбои и нелинейности механического поведения. Программный модуль уже прошел апробацию в Государственном ракетном центре им. В.П. Макеева.
По мнению экспертов, обновленная конструкция пневмоцилиндра может пригодиться не только в авиа- или ракетостроении, но и при строительстве субмарин и надводных кораблей, для которых вес и прочность деталей тоже имеют огромное значение. Кроме того, любая машина с корпусом из композитных материалов: самолет, корабль или танк — может быть уничтожена выстрелом из орудия либо ударом ракеты. Как показали предварительные расчеты, компьютерное моделирование позволит повысить их надежность, способность выдержать высокоскоростной локальный удар. Эти данные нужно учитывать при проектировании и гражданской, и военной техники.
Одна из последних разработок — совершенствование конструкции корпуса пневмоцилиндра из композитного материала для применения в аэрокосмической промышленности — уже получила высокое признание на международном уровне. По словам ученых, пневмоцилиндр — это прибор, управляющий движением отдельных составляющих космического корабля. Чем-то напоминает мозговой центр, заставляющий сокращаться мышцы тела. Внутри цилиндра движется поршень, оказывая давление на стенки корпуса, которое передается на другие элементы летательного аппарата. Сложнее всего просчитать и смоделировать поведение материала, чтобы он выдержал самые высокие нагрузки.
— Экспериментально корректировать структуру корпуса невозможно, — говорит один из авторов разработки, заведующий кафедрой технической механики аэрокосмического факультета ЮУрГУ Сергей Сапожников. — Но мы нашли решение: разработали компьютерную программу, которая способна выстроить математическую модель воздействия на материалы и поршня, и экстремальных условий космоса. Это поможет ускорить разработку новой ракетной техники, очень пригодится при проектировании летательных аппаратов, работающих при резко меняющихся нагрузках.
Как пояснил Сергей Сапожников, для расчетов ученые применяют созданный в вузе программный модуль FARGR. Компьютер определяет, при каких условиях корпус может деформироваться и разрушиться. При этом программа берет в зачет и постепенное накопление микроповреждений, возникающие сбои и нелинейности механического поведения. Программный модуль уже прошел апробацию в Государственном ракетном центре им. В.П. Макеева.
По мнению экспертов, обновленная конструкция пневмоцилиндра может пригодиться не только в авиа- или ракетостроении, но и при строительстве субмарин и надводных кораблей, для которых вес и прочность деталей тоже имеют огромное значение. Кроме того, любая машина с корпусом из композитных материалов: самолет, корабль или танк — может быть уничтожена выстрелом из орудия либо ударом ракеты. Как показали предварительные расчеты, компьютерное моделирование позволит повысить их надежность, способность выдержать высокоскоростной локальный удар. Эти данные нужно учитывать при проектировании и гражданской, и военной техники.
Поделиться
