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Al inicio de la carrera espacial
Comparación de la nave espacial tripulada
primera generación
Es interesante ver cómo diferentes personas a resolver el mismo problema. Cada uno tiene su experiencia, sus condiciones iniciales, pero cuando el propósito y los requisitos son similares, esta tarea es funcionalmente similares entre sí, aunque pueden diferir en la implementación específica. A finales de los años 50 y la Unión Soviética y los Estados Unidos han comenzado a desarrollar naves espaciales tripuladas de los primeros pasos en el espacio. Requisitos fueron similares - una tripulación hombre, el tiempo de permanencia en el espacio - hasta varios días. Pero aquí está la máquina recibe una diferente, y creo que sería interesante compararlas.
a través Habrahabr.
Introducción
Ni la Unión Soviética ni los Estados Unidos no sabían lo que espera al hombre en el espacio. Sí, en vuelo en un avión puede ser jugado ingravidez, pero dura sólo unos 30 segundos. ¿Qué pasará con una persona en ingravidez prolongada? Los médicos asustados incapacidad para respirar, beber, ver (supuestamente ojo a perder su forma debido a la operación incorrecta de los músculos del ojo) para pensar (locura asustado o pérdida de la conciencia). El conocimiento de partículas de alta energía conduce a la idea de daño por radiación (e incluso después de la huida regularmente en los periódicos apareció versión macabra de los astronautas que volaron la enfermedad por radiación). Por lo tanto, los primeros barcos fueron diseñados por un corto tiempo de permanencia en el espacio. En primer lugar la duración del vuelo medido en minutos, el siguiente - durante horas, o curvas de la Tierra (una ronda - unos 90 minutos).
Vehículo de lanzamiento
El principal factor que influye en el diseño de la nave era la capacidad de carga del cohete portador. Y R-7, y "Atlas" de dos etapas podría dar lugar a una órbita terrestre baja aproximadamente 1.300 kg. Pero para el "Seven" tuvo que trabajar en los lanzamientos de lunares en 1959 la tercera etapa - el bloque "E" y criado cohete de tres etapas la capacidad de carga de hasta 4, 5 toneladas. Y los EE.UU. todavía no pudimos llegar a un dos-paso básico "Atlas" y la primera opción teórica "Atlas-Agena" volaron sólo en la década de 1960. El resultado es una anécdota - soviética "Vostok" pesó 4, 5 toneladas, y el peso de "Mercury" era comparable a la masa del "Sputnik 3" -. 1300 kg
Elementos de diseño exterior
Consideremos primero el exterior de una nave:
"Este»
"Mercury»
Forma de casco
"Este" en el ascenso estaba bajo el carenado de expulsión. Por lo tanto, los diseñadores no les importaba la forma aerodinámica de un barco, y se puede colocar con seguridad la antena, globos, persianas termorregulación y otros artículos frágiles en la superficie del dispositivo. Un bloque de diseño especial "E" para determinar la característica "cola" cónica de la nave.
"Mercurio" también no podía permitirse el lujo de arrastrar en órbita capucha pesada. Por lo tanto, el vehículo aerodinámico tiene una forma cónica, y todos los elementos de detección son de tipo retráctil periscopio.
Protección térmica
Al crear los constructores "Oriente", basada en la decisión de la máxima fiabilidad. Por lo tanto, la forma Lander elegida como una pelota. Distribución desigual del peso proporciona el efecto de "Vanka-vstanka" cuando el módulo de aterrizaje por su cuenta, sin ningún control, en la posición correcta. Un escudo térmico se aplicó a toda la superficie del módulo de aterrizaje. Al frenar en el impacto de volver a entrar en la superficie de la pelota fue desigual, por lo que la capa de protección térmica tiene un espesor diferente.
Izquierda: flujo que rodea una esfera a velocidad hipersónica (túnel de viento), a la derecha: desigualmente quemó lander "Vostok-1»
.
La forma cónica de "Mercury" significa que se requiere que el escudo de calor sólo en la parte inferior. Por un lado, se ahorra peso, por otro lado, la orientación incorrecta de la nave al entrar en la atmósfera significa una alta probabilidad de fracaso. En la parte superior de la nave era un alerón aerodinámico especial que había volteado a popa "Mercury".
Curiosamente, un material de blindaje contra el calor fue similar - en el "Oriente" impregnada de resina amianto paño en "Mercury" - de fibra de vidrio y caucho. En ambos casos el material tkanepodnobny lleno quemado capas y se evapora de relleno, creando una capa adicional de aislamiento térmico.
Izquierda: el cono de túnel de viento a hipervelocidad, a la derecha: Protección térmica "Mercury" después de aterrizar.
Sistema de frenos
Freno motor "Oriente" fue laminada. Desde el punto de vista de seguridad no era una muy buena solución. Sí, el "Oriente" se pusieron en marcha para que dentro de una semana frenar de forma natural a la atmósfera, pero, en primer lugar, ya en vuelo, la órbita de Gagarin fue mayor de lo estimado, que en realidad "desactivar" este sistema de copia de seguridad, y en segundo lugar, la inhibición natural, significaba aterrizar en cualquier lugar de 65 grados norte y 65 grados de latitud sur. La razón de esta constructiva - dos LRE no encaja en el vehículo, y luego no se haya desembolsado los motores sólidos. Confiabilidad TDU aumentó la máxima simplicidad de diseño. Hubo momentos en que TDU dio un poco menos impulso que necesita, sino un completo fracaso nunca fue.
TDU "Este»
En el "Mercury" de un escudo térmico fue la separación del bloque del motor y de frenado. Ambos motores se establecieron por triplicado para una mayor fiabilidad. División de Motores se enciende inmediatamente después de apagar el motor del vehículo de lanzamiento de la nave se alejó del vehículo de lanzamiento a una distancia segura. Motores de freno se cambian a de-órbita. Para volver desde la órbita, que era sólo un motor de freno accionado. El bloque motor está montado en la cinta de acero y se restablece después de frenar.
TDU "Mercury»
Sistema de aterrizaje
En el piloto de "Oriente" sáb independiente del vehículo. A una altitud de 7 kilometros cosmonauta expulsado y se sentó solo en un paracaídas. Para una mayor fiabilidad, el sistema de paracaídas ha sido apodada.
En el "Mercury" que se utiliza la idea de aterrizar en el agua. El agua suaviza el golpe, y una gran flota de los EE.UU. no tiene problemas para encontrar una cápsula en el océano. Para mitigar el impacto del agua revela especial choque de airbag.
La historia ha demostrado que los sistemas de plantación fueron los más peligrosos en los proyectos. Gagarin casi se metió en el Volga, Titov aterrizó al lado del tren, Popovich no se rompe en las rocas. Grissom casi se ahoga con la nave, y Carpenter en busca de más de una hora y estamos contando los muertos. Los siguientes buques eran ningún piloto de rescate o cojín amortiguador.
Emergencia
sistema de rescate
Establecido astronauta sistema de eyección en el "Oriente" podría actuar como un sistema de rescate en la fase inicial. En carenado era un agujero para plantar astronauta y rescate de emergencia. Paracaídas no pudo hacerlo abierto en el caso de un accidente en los primeros segundos de vuelo, por lo que desde la plataforma de lanzamiento fue estirada de malla, que se suponía iba a amortiguar la caída.
A gran altitud nave se separó del cohete, usando la división herramientas estándar.
En el "Mercurio", fue el sistema de rescate de emergencia, que se suponía iba a quitar de la misiles destructivos cápsula desde el principio hasta el final de las capas densas de la atmósfera.
En el caso de un accidente a gran altitud utilizar el sistema de separación estándar.
Asientos eyectables como un sistema de rescate utilizado para "Gemini", así como un vuelo de prueba "Space Shuttle". Estilo SAS "Mercury" era "Apolo" y todavía pone en "Unión».
SAS:
La rejilla en la parte inferior de la
primer plano
Orientación Motores
Como cuerpo de trabajo para la orientación de la nave uso "Vostok" nitrógeno comprimido. La principal ventaja del sistema era fácil - el gas está contenido en una bola cilindros y producido con la ayuda de un sistema simple
. En el barco "Mercurio" se utilizó la descomposición catalítica de peróxido de hidrógeno concentrado. En términos de impulso específico es el gas comprimido más rentable, pero se reserva el fluido de trabajo en el "Mercury" era extremadamente pequeña. Maniobrar activamente, podría pasar todo el stock de peróxido en menos de una vuelta. Pero sus acciones había que salvar para la orientación operaciones al aterrizar ... Los astronautas en secreto competido entre sí que van a pasar menos peróxido, y que participan una foto Carpintero se metió en serios problemas - que pródigamente gastado orientación del cuerpo de trabajo y más de peróxido durante el aterrizaje. Afortunadamente, la altura era de unos 20 km de largo y catástrofes suceda.
Peróxido tarde como fluido de trabajo utilizado en la primera "unión" y luego todo se fue a los componentes de alto punto de ebullición UDMH / AT.
Sistema termorregulador
En el "Oriente" escondites utilizados, que se abre mediante el aumento de área de radiación de la nave, luego cerrada.
En el "Mercury" era un sistema que utiliza la evaporación del agua en el vacío. Era más pequeño y más ligero, pero los problemas con que eran más, como en vuelo Cooper sabía sólo dos estados -. Frío "caliente" y "»
Elementos estructurales internos
El diseño interior de la "Vostok»:
El diseño interior de la nave "Mercury»:
Toolbar
Las barras de herramientas muestran más claramente la diferencia de enfoques de diseño. "Vostok" diseñadores de cohetes hacen, por lo que se caracteriza por un mínimo de controles de la barra de herramientas:
El panel izquierdo.
El panel principal.
"Mercury", como hizo ex ingenieros de aviones, y los astronautas han hecho esfuerzos para asegurar que la cabaña era familiar para ellos. Por lo tanto, los controles son mucho más:
Esquema.
Al mismo tiempo, la similitud de tareas dio lugar a dispositivos similares. Y en el "Oriente" y "Mercurio" era un globo con un mecanismo de relojería, que muestra la posición actual del vehículo y el lugar de aterrizaje prevista. Y en el "Oriente" y "Mercurio", fueron indicadores de las fases de vuelo - por "Mercury" es la "Gestión de Operaciones de Vuelo" en el panel izquierdo, en el "Oriente" - indicadores "Descent-1", "Descent 2", "Spusk- 3 "y" Preparar a fianza "en el panel frontal. Ambas naves tenían un sistema de orientación manual de:
"Mirada" a "Medio". Si la parte periférica del horizonte en todos los lados, y la Tierra en el centro se mueve de abajo hacia arriba, la orientación de la derecha de frenado.
Periscopio "Mercury". Marcas indican la orientación correcta de la frenada.
Subsistencia
Tanto el vuelo barcos tuvo lugar en los trajes espaciales. En el "Oriente" se mantuvo cerca de la atmósfera de la Tierra - una presión de 1 atm, en el oxígeno del aire y nitrógeno. En el "Mercurio" para guardar el peso de la atmósfera era oxígeno puro a presión reducida. Esto añade inconveniente - el astronauta tenía alrededor de dos horas antes de empezar a respirar oxígeno en el vehículo, en la cría tuvo que enfrentar a la atmósfera de la cápsula, y luego cubrir la ventilación y el aterrizaje abierto de nuevo para aumentar la presión con el clima
. Sistema sanitario era más avanzada en el "Oriente" - volar durante varios días tuvo la oportunidad de responder a las necesidades de grandes y pequeños. En el "Mercury" sólo había urinarios, desde los grandes problemas higiénicos guardan una dieta especial.
Eléctrico
Ambos buques que utilicen energía de la batería. "Este" eran povynoslivee en "Mercurio" vuelo diario Cooper completó en condiciones de falla un buen medio del instrumento.
Conclusión
Ambos tipos de barcos eran el pico de la tecnología en sus países. Siendo la primera, ambos tipos eran tan buenas decisiones y malos. Ideas de los vivos "Mercury" en los sistemas de rescate y cápsulas cónicas y nietos "Oriente" sigue volando - "fotones" y "Bion" utiliza los mismos módulos de aterrizaje esféricas
. En general, el "Oriente" y "Mercurio" eran buenos barcos, hará que los primeros pasos en el espacio, y evitar accidentes mortales.
FIN
primera generación
Es interesante ver cómo diferentes personas a resolver el mismo problema. Cada uno tiene su experiencia, sus condiciones iniciales, pero cuando el propósito y los requisitos son similares, esta tarea es funcionalmente similares entre sí, aunque pueden diferir en la implementación específica. A finales de los años 50 y la Unión Soviética y los Estados Unidos han comenzado a desarrollar naves espaciales tripuladas de los primeros pasos en el espacio. Requisitos fueron similares - una tripulación hombre, el tiempo de permanencia en el espacio - hasta varios días. Pero aquí está la máquina recibe una diferente, y creo que sería interesante compararlas.
a través Habrahabr.
Introducción
Ni la Unión Soviética ni los Estados Unidos no sabían lo que espera al hombre en el espacio. Sí, en vuelo en un avión puede ser jugado ingravidez, pero dura sólo unos 30 segundos. ¿Qué pasará con una persona en ingravidez prolongada? Los médicos asustados incapacidad para respirar, beber, ver (supuestamente ojo a perder su forma debido a la operación incorrecta de los músculos del ojo) para pensar (locura asustado o pérdida de la conciencia). El conocimiento de partículas de alta energía conduce a la idea de daño por radiación (e incluso después de la huida regularmente en los periódicos apareció versión macabra de los astronautas que volaron la enfermedad por radiación). Por lo tanto, los primeros barcos fueron diseñados por un corto tiempo de permanencia en el espacio. En primer lugar la duración del vuelo medido en minutos, el siguiente - durante horas, o curvas de la Tierra (una ronda - unos 90 minutos).
Vehículo de lanzamiento
El principal factor que influye en el diseño de la nave era la capacidad de carga del cohete portador. Y R-7, y "Atlas" de dos etapas podría dar lugar a una órbita terrestre baja aproximadamente 1.300 kg. Pero para el "Seven" tuvo que trabajar en los lanzamientos de lunares en 1959 la tercera etapa - el bloque "E" y criado cohete de tres etapas la capacidad de carga de hasta 4, 5 toneladas. Y los EE.UU. todavía no pudimos llegar a un dos-paso básico "Atlas" y la primera opción teórica "Atlas-Agena" volaron sólo en la década de 1960. El resultado es una anécdota - soviética "Vostok" pesó 4, 5 toneladas, y el peso de "Mercury" era comparable a la masa del "Sputnik 3" -. 1300 kg
Elementos de diseño exterior
Consideremos primero el exterior de una nave:
"Este»
"Mercury»
Forma de casco
"Este" en el ascenso estaba bajo el carenado de expulsión. Por lo tanto, los diseñadores no les importaba la forma aerodinámica de un barco, y se puede colocar con seguridad la antena, globos, persianas termorregulación y otros artículos frágiles en la superficie del dispositivo. Un bloque de diseño especial "E" para determinar la característica "cola" cónica de la nave.
"Mercurio" también no podía permitirse el lujo de arrastrar en órbita capucha pesada. Por lo tanto, el vehículo aerodinámico tiene una forma cónica, y todos los elementos de detección son de tipo retráctil periscopio.
Protección térmica
Al crear los constructores "Oriente", basada en la decisión de la máxima fiabilidad. Por lo tanto, la forma Lander elegida como una pelota. Distribución desigual del peso proporciona el efecto de "Vanka-vstanka" cuando el módulo de aterrizaje por su cuenta, sin ningún control, en la posición correcta. Un escudo térmico se aplicó a toda la superficie del módulo de aterrizaje. Al frenar en el impacto de volver a entrar en la superficie de la pelota fue desigual, por lo que la capa de protección térmica tiene un espesor diferente.
Izquierda: flujo que rodea una esfera a velocidad hipersónica (túnel de viento), a la derecha: desigualmente quemó lander "Vostok-1»
.
La forma cónica de "Mercury" significa que se requiere que el escudo de calor sólo en la parte inferior. Por un lado, se ahorra peso, por otro lado, la orientación incorrecta de la nave al entrar en la atmósfera significa una alta probabilidad de fracaso. En la parte superior de la nave era un alerón aerodinámico especial que había volteado a popa "Mercury".
Curiosamente, un material de blindaje contra el calor fue similar - en el "Oriente" impregnada de resina amianto paño en "Mercury" - de fibra de vidrio y caucho. En ambos casos el material tkanepodnobny lleno quemado capas y se evapora de relleno, creando una capa adicional de aislamiento térmico.
Izquierda: el cono de túnel de viento a hipervelocidad, a la derecha: Protección térmica "Mercury" después de aterrizar.
Sistema de frenos
Freno motor "Oriente" fue laminada. Desde el punto de vista de seguridad no era una muy buena solución. Sí, el "Oriente" se pusieron en marcha para que dentro de una semana frenar de forma natural a la atmósfera, pero, en primer lugar, ya en vuelo, la órbita de Gagarin fue mayor de lo estimado, que en realidad "desactivar" este sistema de copia de seguridad, y en segundo lugar, la inhibición natural, significaba aterrizar en cualquier lugar de 65 grados norte y 65 grados de latitud sur. La razón de esta constructiva - dos LRE no encaja en el vehículo, y luego no se haya desembolsado los motores sólidos. Confiabilidad TDU aumentó la máxima simplicidad de diseño. Hubo momentos en que TDU dio un poco menos impulso que necesita, sino un completo fracaso nunca fue.
TDU "Este»
En el "Mercury" de un escudo térmico fue la separación del bloque del motor y de frenado. Ambos motores se establecieron por triplicado para una mayor fiabilidad. División de Motores se enciende inmediatamente después de apagar el motor del vehículo de lanzamiento de la nave se alejó del vehículo de lanzamiento a una distancia segura. Motores de freno se cambian a de-órbita. Para volver desde la órbita, que era sólo un motor de freno accionado. El bloque motor está montado en la cinta de acero y se restablece después de frenar.
TDU "Mercury»
Sistema de aterrizaje
En el piloto de "Oriente" sáb independiente del vehículo. A una altitud de 7 kilometros cosmonauta expulsado y se sentó solo en un paracaídas. Para una mayor fiabilidad, el sistema de paracaídas ha sido apodada.
En el "Mercury" que se utiliza la idea de aterrizar en el agua. El agua suaviza el golpe, y una gran flota de los EE.UU. no tiene problemas para encontrar una cápsula en el océano. Para mitigar el impacto del agua revela especial choque de airbag.
La historia ha demostrado que los sistemas de plantación fueron los más peligrosos en los proyectos. Gagarin casi se metió en el Volga, Titov aterrizó al lado del tren, Popovich no se rompe en las rocas. Grissom casi se ahoga con la nave, y Carpenter en busca de más de una hora y estamos contando los muertos. Los siguientes buques eran ningún piloto de rescate o cojín amortiguador.
Emergencia
sistema de rescate
Establecido astronauta sistema de eyección en el "Oriente" podría actuar como un sistema de rescate en la fase inicial. En carenado era un agujero para plantar astronauta y rescate de emergencia. Paracaídas no pudo hacerlo abierto en el caso de un accidente en los primeros segundos de vuelo, por lo que desde la plataforma de lanzamiento fue estirada de malla, que se suponía iba a amortiguar la caída.
A gran altitud nave se separó del cohete, usando la división herramientas estándar.
En el "Mercurio", fue el sistema de rescate de emergencia, que se suponía iba a quitar de la misiles destructivos cápsula desde el principio hasta el final de las capas densas de la atmósfera.
En el caso de un accidente a gran altitud utilizar el sistema de separación estándar.
Asientos eyectables como un sistema de rescate utilizado para "Gemini", así como un vuelo de prueba "Space Shuttle". Estilo SAS "Mercury" era "Apolo" y todavía pone en "Unión».
SAS:
La rejilla en la parte inferior de la
primer plano
Orientación Motores
Como cuerpo de trabajo para la orientación de la nave uso "Vostok" nitrógeno comprimido. La principal ventaja del sistema era fácil - el gas está contenido en una bola cilindros y producido con la ayuda de un sistema simple
. En el barco "Mercurio" se utilizó la descomposición catalítica de peróxido de hidrógeno concentrado. En términos de impulso específico es el gas comprimido más rentable, pero se reserva el fluido de trabajo en el "Mercury" era extremadamente pequeña. Maniobrar activamente, podría pasar todo el stock de peróxido en menos de una vuelta. Pero sus acciones había que salvar para la orientación operaciones al aterrizar ... Los astronautas en secreto competido entre sí que van a pasar menos peróxido, y que participan una foto Carpintero se metió en serios problemas - que pródigamente gastado orientación del cuerpo de trabajo y más de peróxido durante el aterrizaje. Afortunadamente, la altura era de unos 20 km de largo y catástrofes suceda.
Peróxido tarde como fluido de trabajo utilizado en la primera "unión" y luego todo se fue a los componentes de alto punto de ebullición UDMH / AT.
Sistema termorregulador
En el "Oriente" escondites utilizados, que se abre mediante el aumento de área de radiación de la nave, luego cerrada.
En el "Mercury" era un sistema que utiliza la evaporación del agua en el vacío. Era más pequeño y más ligero, pero los problemas con que eran más, como en vuelo Cooper sabía sólo dos estados -. Frío "caliente" y "»
Elementos estructurales internos
El diseño interior de la "Vostok»:
El diseño interior de la nave "Mercury»:
Toolbar
Las barras de herramientas muestran más claramente la diferencia de enfoques de diseño. "Vostok" diseñadores de cohetes hacen, por lo que se caracteriza por un mínimo de controles de la barra de herramientas:
El panel izquierdo.
El panel principal.
"Mercury", como hizo ex ingenieros de aviones, y los astronautas han hecho esfuerzos para asegurar que la cabaña era familiar para ellos. Por lo tanto, los controles son mucho más:
Esquema.
Al mismo tiempo, la similitud de tareas dio lugar a dispositivos similares. Y en el "Oriente" y "Mercurio" era un globo con un mecanismo de relojería, que muestra la posición actual del vehículo y el lugar de aterrizaje prevista. Y en el "Oriente" y "Mercurio", fueron indicadores de las fases de vuelo - por "Mercury" es la "Gestión de Operaciones de Vuelo" en el panel izquierdo, en el "Oriente" - indicadores "Descent-1", "Descent 2", "Spusk- 3 "y" Preparar a fianza "en el panel frontal. Ambas naves tenían un sistema de orientación manual de:
"Mirada" a "Medio". Si la parte periférica del horizonte en todos los lados, y la Tierra en el centro se mueve de abajo hacia arriba, la orientación de la derecha de frenado.
Periscopio "Mercury". Marcas indican la orientación correcta de la frenada.
Subsistencia
Tanto el vuelo barcos tuvo lugar en los trajes espaciales. En el "Oriente" se mantuvo cerca de la atmósfera de la Tierra - una presión de 1 atm, en el oxígeno del aire y nitrógeno. En el "Mercurio" para guardar el peso de la atmósfera era oxígeno puro a presión reducida. Esto añade inconveniente - el astronauta tenía alrededor de dos horas antes de empezar a respirar oxígeno en el vehículo, en la cría tuvo que enfrentar a la atmósfera de la cápsula, y luego cubrir la ventilación y el aterrizaje abierto de nuevo para aumentar la presión con el clima
. Sistema sanitario era más avanzada en el "Oriente" - volar durante varios días tuvo la oportunidad de responder a las necesidades de grandes y pequeños. En el "Mercury" sólo había urinarios, desde los grandes problemas higiénicos guardan una dieta especial.
Eléctrico
Ambos buques que utilicen energía de la batería. "Este" eran povynoslivee en "Mercurio" vuelo diario Cooper completó en condiciones de falla un buen medio del instrumento.
Conclusión
Ambos tipos de barcos eran el pico de la tecnología en sus países. Siendo la primera, ambos tipos eran tan buenas decisiones y malos. Ideas de los vivos "Mercury" en los sistemas de rescate y cápsulas cónicas y nietos "Oriente" sigue volando - "fotones" y "Bion" utiliza los mismos módulos de aterrizaje esféricas
. En general, el "Oriente" y "Mercurio" eran buenos barcos, hará que los primeros pasos en el espacio, y evitar accidentes mortales.
FIN
