Диплом інженера або як доставити Землі шматок Марса

Просування
Державна експертиза прийняла рішення про надання відмінного класу та нагородження звання інженера. Ось як 21 січня я став інженером за спеціальністю «Космічні апарати і верхній етап».

У цій статті я хочу розповісти про мій проект дисертації «Пристрій для підйому грунту з поверхні планети». Ця планета була обрана Марсом і космічних апаратів.

Для початку я з'яснюю, що дипломний проект є, що студент диплома і як він все виглядає як в кінці.

На початку
Робота починається з отримання завдання. Нема цікавого приходу до мого розуму, і я мав запитати керівника за завдання. Так було обрано тему диплому. Таким чином, завдання: літати до Марса; виходити на поверхню, збираючи ровер з вами; використовувати надувний гальмівний пристрій; використовувати маніпуляторну руку; літати на орбіту з капсулою з зразками грунту; повернутися до Землі.
Неможливим для однієї людини освоїти все через кілька місяців, тому береться частина, наприклад, від мене: спуск до поверхні і зльоту. Більш того, всі розрахунки, крім спеціальної частини, беруть участь у першому наближенні (тобто приблизно).

Склад диплома:
1,1 км Загальна частина. Ця частина описує космічних апаратів, її системи, центрування, обґрунтування, масовий підсумок.
2. Спеціальний блок. Детальний розрахунок або детальний розгляд будь-якої частини або частини космічних апаратів.
3. У Будівельна частина. Розрахунок структури або окремих частин. Обов'язкова консультація з викладачем, його підпис необхідний.
4. Балістика. Зазвичай вона не ізольована в окремій частині, входить до складу Генерального директора. Ви можете звернутися до вчителя.
5. Умань Технологічна частина.
6. Жнівень Економічна частина.
7. Безпека.
Останні три обов’язкові консультації та підпис.

Всі підписи коронуються підписом рецензента, після чого проводиться прийом на захист.

Так ось загальний вигляд.

Диплом
Коли завдання чіткі, починається дизайн.

Перше, що я почався з макетом. Першим кроком було визначення лімітів.
Надувний гальмівний пристрій - розробка НПО імені С.А. Лаврочкіна. За аналогією з прототипами (Демонстратор) розраховується маса і розмір екрана. Стоппед на 1,500кг. Згодом маса зросла до 2000 кг: маса всього космічних апаратів, в тому числі ровер і зворотний транспорт. Діаметр екрана становить приблизно 8,5 м. Його центральна частина, яка сприймає критичні теплові навантаження, є металевими.

Для визначення розміру, форми та ваги повернутого апарату необхідно підрахувати балістику. У відділі подано програму, яка підбиває зліт. На орбіті, на якій знаходиться модуль польоту 400 км, є орбітою штучного супутника Марса. Для установки на орбіту корисного навантаження вагою 150 кг (щось, що буде стикатися з модулем польоту і перейти до Землі) вимагає 1000 кг палива. На даному етапі необхідно збільшити загальну масу космічних апаратів до 2000 кг, а також обмежити масу роверу до 500 кг (першо заплановано взяти масу, як Curiosity).

Так це перша рамка.
Паливо приймало двокомпонентне високопокриття. Паливо: асиметричний диметилгідразин. Оксидант: азот тетраоксид. Кисень, особливо водню, не розглядався через свою властивість швидко випаровувати. І повинен бути довгий рейс.
Вибрані пропульсні системи з існуючих. Один двигун і чотири мотори для орієнтації. У зв'язку з відсутністю тяги, орієнтаційні двигуни повинні бути використані для підйому.
Залежно від співвідношення палива / окислювача підраховують обсяг паливних баків. Схема зворотного транспортного засобу була обрана як Фрегат: 4 резервуари з паливом, 2 відсіки з обладнанням. Також на пристрої повертається до блоку, маніпулятору, 2 непрямих (непрямих) антени. 3 резервуари для азоту.

Розкажіть: У нульовій вазі палива, як і будь-яка рідина, збирається в кулі і кульки. Не можна запускати двигун на паливо в такому стані. Тому вони прийшли з еластичною мембраною в резервуарах. З одного боку мембрани паливний насос, який заповнює весь бак. З іншого боку, натискає газ від припливного бака, тим самим зберігаючи паливо під постійним тиском, і запобігаючи його збирання в кулі. Газ в надрядних резервуарах під високим тиском в багатьох атмосферах.

Передаючий транспортний засіб кріпиться через каркас до перехресного відсіку, в якому повинна розташовуватися ровер. Сам відсік прикріплюється до надувного пристрою посадки. У розбитому стані, надувний землевласник має форму дороси (форма дороса - сумочка). Нарешті, землевласник прикріплюється до гальмівного пристрою.

Опис космічних апаратів. Малювання на технології.


Ось графіки:
1,1 км Космічний апарат під час спуску, вбудований гальмівний пристрій розблоковано.


2,2 км На поверхні.


3. У Повернення автомобіля.
Р

Особлива частина поєднується з дизайном. Я зробив цей розділ тільки в кінці. Необхідно розрахувати той же циліндричний відсік для перевалу композитного матеріалу. Але я не можу знайти більш-менш чіткий метод розрахунку до тих пір, поки я побував в електронному варіанті лекцій, де був навіть приклад. Матеріал було взято вуглецеве волокно. В'язка епоксидна. Оболонка виходить шляхом намотування на грядку. З урахуванням коефіцієнта безпеки враховано значення навантаження, внесені матеріальні властивості, товщина циліндра.

Коефіцієнт безпеки автоматичних пристроїв 1.1 - 1.3. Для ручних місій 1.5. Це так багато, що товщина матеріалів різних вузлів, які були розраховані з умов максимальних навантажень, збільшується.

І пішов до балістики. Додатково-амосферна секція спуску підрахувала вручну з підручника. Решта є кількома програмами. Виходячи з даних, графіки перевантаження, теплових навантажень, діапазонів та інших були побудовані на спусках і підйомних зонах.
Під час спуску кількасот метрів до поверхні знизиться гальмівний екран. При цьому землеробство переповнено. Для того, щоб не «земля» на екрані скидання, космічний апарат робить невеликий маневр, літаючи в сторону.
Пристрій надувних гальмівних пристроїв має власний приладовий відсік. Передача машини – це власний і більш складний.
На поверхні прилад працює тільки від батарей на борту, які заряджаються безпосередньо перед відхиленням від модуля польоту.
Заземлення збирає ровер. Після отримання капсули знімається. Під час сходження, через деякий час маршувальний двигун скидається, так як тяга вже менше. Без двигуна ви можете покласти на орбіту кілька більше не додаткових фунтів. Після введення орбіти здійснюється м'яке докінг з модулем польоту. Довгий спосіб назад.
На захисті було питання спуску капсули до Землі. Відповідь. Капсула поводиться з орбіти Землі на нашу країну. Капсула має власну теплозахисну і парашутну систему. Після посадки маякон починає працювати, на якій ми знайдемо її.
До речі, можна довести грунт до 3 кг.

Технологічна частина для всіх. Обговорює маневреність дизайну, описує схему поділу (див. вище), вибір матеріалів, описує види суглобів, схему складання. Кожен має власний технологічний процес. У моєму випадку збірка (зварка) сферичної ємності. Я також знайшов існуючий зварювальний апарат. Просто покласти, стаціонарний зварювальний апарат. Так не потрібно розвивати пристрій окремо. Я знайшов креслення напівфабрикати.
За технологією, а також по дизайну, викладач пише відгук. Також ці відгуки відіграють роль у оцінці диплома за комісією.

Окупаційна безпека описує шкідливі фейки, які впливають на людину. У моєму випадку знову, зварювання. Заходи для запобігання та зменшення цих шкідливих ефектів описані. Хтось знайшов невеликий розрахунок вентиляції. Я поклав її в цей розділ. Не було занадто багато.

У економічній частині вартість досліджень (дослідна робота) оцінюється графік мережі з усіма конструкторськими роботами. Звісно, витрати не вірні. Не звертайте увагу на це. Зверніть увагу на розклад мережі та всі розрахунки, пов’язані з ним.
Коротко кажучи, я кажу, що мережевий графік - це графічний образ робіт, витрачений на ці роботи час, які роботи можна виконувати паралельно і на яких стадіях.

Це все. Загальні види і розміри можна оцінити від креслення. Припустимо, що космічних апаратів буде запущено ракетою-носіїв Proton. Як модуль польоту, верхній етап Breeze є умовно зображений.


Останні.
Звичайно, я взяв щось з інших дипломів, обмінявся щось з однокласниками. Але робота виконана. Предмет роботи також цікавий. Я хотів створити щось цікаве і використовувати всі мої знання. І я думаю, що я зробив.

Я інженер тепер!


Джерело: habrahabr.ru/post/210212/