Четверг, 29.02.2024, 05:17
Приветствую Вас Гость | RSS
Двадцать первая олимпиада посвящена 130-летию со дня рождения С.В.Ильюшина
Форма входа
Логин:
Пароль:
...
Главное меню
Общаемся
Архив
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » Готовые работы

Роль авиации в освоении космоса

Автор: Акбашев Руслан Фаритович
Возраст: 18
Место учёбы: ФГБОУ ВО УУНиТ УАТ
Город, регион: Уфа, Республика Башкортостан
Руководитель: Дикова Флорида Амировна

Роль авиации в освоении космоса

Введение

Человек всегда хочет узнавать неведомое и познавать что-то новое, а так как космос еще не сильно изучен, то он остаётся одним из главных и ключевых направлений в научных исследованиях и развитии человечества.

Авиация и космос тесно взаимосвязаны между собой, поэтому на сегодняшний день многие из технологий и навыков, разработанные и использованные в авиации, также применяются в развитии космической отрасли.

Цель работы заключается в изучении роли авиации в освоении космоса.

Задачи:

  1. Рассмотреть влияние авиации на историю создания и использования космических систем;
  2. Провести обзор применения авиации в освоении космоса;
  3. Рассмотреть перспективы роли авиации в освоении космоса.

1. Влияние авиации на историю создания и использования космических систем

На раннем этапе развития авиации существовали проекты создания многоразовых летательных аппаратов, способных летать как в атмосфере, так и в космическом пространстве. Например, аппарат Цандера или Бомбардировщик Зенгера.

Аппарат Цандера

В 1921 году Фридрих Цандер стал работать над своим проектом крылатого аппарата с поршневым двигателем для создания тяги у земли и ракетным для движения на высоте. Для ускорения в космосе предусматривался солнечный парус. Проект в 1927 году был представлен на Первой мировой выставке межпланетных аппаратов и механизмов.

Бомбардировщик Зенгера

После окончания Второй мировой войны стали доступны работы, которые проводил в Германии конструктор Ойген Зенгер по созданию орбитального бомбардировщика «Серебряная птица». Он предназначался для бомбовых ударов по США. Аппарат должен был стартовать по эстакаде на ракетных салазках. После взлета включался с главный ракетный двигатель для выведения аппарата на высоту 145 км.

В 1957 году в США началась разработка пилотируемого крылатого аппарата «Дайнасор», вводимый в ракету «Титан», но работы были прекращены в 1963 году

12 апреля 1961 года человек впервые покорил космос. Юрий Гагарин, пролетевший на корабле "Восток" вокруг Земли в течение 108 минут, неописуемо расширил границы возможностей для всего человечества, открыв новую эру в исследовании пространства за пределами нашей планеты.

Отбор первых отечественных космонавтов, включая Юрия Гагарина, был проведен среди военных летчиков. Это решение было принято, основываясь на том, что летчики самолетов-истребителей сталкиваются с условиями, наиболее близкими к тем, которые испытывают космонавты во время космических полётов, как в психологическом, так и в физическом плане. И по сей день многие российские космонавты получают подготовку именно в воздушно-космических частях.

Авиационная индустрия всегда оставалась важным партнером ракетно-космической промышленности в России. Некоторые из самых известных российских инженеров и конструкторов начинали свою карьеру в авиации. Сергей Королев, основной конструктор ракетно-космических систем, получил образование в авиационном отделении МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Институт им. М.М. Громова внес значительный вклад в разработку средств индикации и оборудования для рабочего места космонавта, уникальным примером которого является создание первого тренажера кабины космического корабля "Восток" под руководством Сергея Даревского в 1960 году. Тренажер предоставлял возможность имитировать космический полет и был использован для обучения и прохождения экзаменов первыми отечественными космонавтами.

Создание и применение авиационно-космических систем (АКС) является наиболее сложной областью использования авиации в освоении космоса. В качестве АКС будем рассматривать систему, состоящую из многоразового орбитального крылатого летательного аппарата самолётной схемы и средств его выведение в космос.

Авиационные конструкторы, работавшие в ОКБ Микояна, были задействованы во всех отечественных авиакосмических проектах. В период с 1960-х до начала 1970-х годов они проводили разработку воздушно-космической системы под названием "Спираль". Эта система включала орбитальный самолет с ракетной ступенью и гиперзвуковой самолет-разгонщик.

Основные специалисты, занятые на проекте "Спираль", позднее были переведены из ОКБ Микояна в принадлежащее государству научно-производственное объединение "Молния". Именно здесь был разработан космический корабль "Буран", предназначенный для многоразового использования. Коллектив Экспериментального машиностроительного завода (ЭМЗ), названного в честь Владимира Мясищева в 1981 году, также принял участие в создании космического челнока. Инженеры предприятия разработали герметичный модуль кабины "Бурана", который включал в себя системы жизнеобеспечения, терморегулирования и аварийного спасения.

В начале XXI века авиационные специалисты в России были активно вовлечены в разработку аэрокосмических систем. Некоторые из таких проектов включали сотрудничество между различными организациями и корпорациями. Например, ОКБ Сухого и ЦАГИ сотрудничали с ракетно-космической корпорацией "Энергия" имени С.П. Королева над разработкой крылатой версии пилотируемого многоразового космического корабля "Клипер". В то же время, ЭМЗ имени В.М. Мясищева активно вовлечена в сотрудничество с Фондом перспективных исследований для разработки возвращаемого ракетного блока многоразовой ракетно-космической системы "Крыло-СВ".

Эти проекты отличаются своей уникальностью и инновационностью. Например, проект "Клипер" предлагает новый подход к возвращению пилотируемых кораблей на Землю, используя крылатую версию с развиваемым крылом. Также, проект "Крыло-СВ" разрабатывает многоразовую ракетно-космическую систему, которая может возвращаться на Землю после выполнения своей миссии, что уменьшает затраты на разработку и выпуск новых ракет.

Многие испытания элементов ракетно-космической техники проводятся на уникальных летающих лабораториях. Примерами наиболее полного использования этой практики являются эксперименты, проводившиеся при разработке орбитального корабля "Буран" в 1980-х годах. В частности, для отработки системы автоматической посадки корабля были задействованы редкие и эксклюзивные самолеты-лаборатории, такие как МиГ-25 и Ту-154.

Для окончательной отработки завершающего этапа полета "Бурана" и его посадки, в том числе и в автоматическом режиме, был построен полноразмерный самолет-аналог БТС-002. Его испытания проводились в подмосковном Жуковском – в Институте совместно с ЭМЗ им. В.М. Мясищева. Впервые он совершил полет 10 ноября 1985 года, его пилотировали летчики-испытатели Института Игорь Волк и Римантас Станкявичюс. Именно они изначально планировались в качестве экипажа для первого пилотируемого полета "Бурана".

2. Обзор роли авиации в освоения космоса

2.1. Авиация, как основа для создания космических кораблей и ракет

>Авиация играет основную роль в создании технической базы для космических кораблей и ракет. В число разработок входит:

  1. Разработка совершенных авиационных двигателей помогло создать серию мощных ракетных двигателей, работающие в условиях вакуума и невесомости
  2. Разработка и применение легких и прочных материалов для авиации, таких как титан и композитные материалы, нашли свое применение в конструировании космических кораблей. Также используются материалы, которые обеспечивают защиту от высоких температур и изоляцию.
  3. Технологии, разработанные для обеспечения жизнеобеспечения экипажей воздушных судов, были изучены и адаптированы для применения в космических миссиях.
  4. Разработка автоматических систем управления; навигации и систем обнаружения, улучшение топливной системы и турбонаддува, используемые в авиации также используется в космонавтике, где эти системы играет важную роль.
  5. Методы виртуального тестирования и моделирования применяется в конструировании и испытании космических аппаратов

    Эти и другие разработки имели критическое воздействие на разработку технической и научной инфраструктуры, необходимой для космических аппаратов. Они являются определяющими факторами успешных космических программ и достижении в области изучений космоса.

2.2. Влияние авиации на развитие космических программ в различных странах

Авиация сыграла огромную роль в космических программах различных стран. Технологии и научные принципы, наличие общих инженерных и научных основ, разработанные для авиации, были адаптированы для использования в космических программах. Разработки в области авиации включали в себя различные элементы, которые оказались востребованными и в космических технологиях и исследованиях.

Кроме того, конкуренция между различными странами в области авиации также повлияла на первенство в космосе. Соревнование в создании передовых самолетов и технологических разработок стимулировало различные страны к созданию исследовательских и космических программ, чтобы не отстать в гонке за космическим превосходством.

Рассмотрим некоторые космические программы и пример использования АКС в этих программах.

Космические программы США

НАСА (Национальное аэрокосмическое агентство)

НАСА является главным органом США, отвечающим за космические исследования и программы.

В рамках, проводимых НАСА, США запустили несколько знаменитых космических программ, в числе которых: Аполлон

Программа Аполлон была запущена в 1961 году с целью достижения первой посадки человека на Луну. В результате программы Аполлон 11 в 1969 году астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на поверхность Луны.

Марс

Программа Марс, запущеная с целью исследования Марса и поиска признаков жизни на этой планете. Она включает миссии, такие как Mars Rover, которые отправляют беспилотные аппараты на Марс для изучения его поверхности и атмосферы.

В 1969 году в США стартовала программа «Space Shuttle» с целью создания транспортных АКС для доставки грузов и людей на околоземные орбиты. В 1981 году состоялся 1 вылет шаттла «Колумбия».

По 2011 год выполнено 135 полётов по программе «Space Shuttle», после чего программа была закрыта.

Орбитальный самолёт X37-B и суборбитальная АКС «Space Ship Two» - самолёт носитель и суборбитальный космический аппарат.

Международная космическая станция (МКС)

Между НАСА, Роскосмосом, Европейским космическим агентством (ESA) и другими странами существует совместный проект под названием МКС. Реальзованная в виде орбитальной станции, МКС предназначена для проведения научных исследований и технических экспериментов астронавтами.

Космические программы России

Программа “Союз”

Космическая программа "Союз" России является одной из наиболее известных и успешных. Ее запуск состоялся в 1960-х годах, и до сих пор она находится в активной фазе. Целью программы "Союз" является обеспечение возможности полетов космонавтов на Международную космическую станцию (МКС) и обратно на Землю. Космический корабль "Союз" используется в качестве основного средства для доставки экипажей на МКС и их возвращения на Землю.

Программа “Прогресс”

Программа “Прогресс” разработана для доставки грузов на МКС. Корабли используются для доставки провизии, оборудования и научных экспериментов на станцию. Еще они удаляют отработанные отсеки и сжигают их в атмосфере Земли.

Космические программы России продолжают развиваться и вносить важный вклад в исследование космоса и развитие космической технологии.

Страны активно работают над различными космическими проектами, включая запуск спутников, исследование планет и галактик, а также разработку новых технологий для космических полетов. Эти программы способствуют расширению наших знаний о Вселенной и открывают новые возможности для будущих исследований и открытий.

Российская программа «Орел» направлена на исследования для разработки многоразовых космических транспортных средств и создание научно-технического задела. В рамках программы разрабатывается двухступенчатая авиационно-космическая система горизонтального старта, использующая технику электромагнитной левитации и обеспечивающая снижение стоимости выведения грузов на орбиту.

2.3. Роль авиации в обучении и подготовке космических экспедиции

Авиация предоставляет возможность моделировать условия микрогравитации, такие как невесомость и аэродинамические условия, которые могут быть встречены в космическом пространстве. Это помогает космонавтам адаптироваться к непривычным условиям до отправки на орбиту.

Также авиация предоставляет имитировать условий космического полета, отработку парашютных систем и выполнении поисково-спасательных работ и эвакуации экипажей пилотируемых космических кораблей после посадки. Еще авиация используется для проведения различных испытаний и экспериментов, связанных с физическими и психологическими воздействиями длительных космических программ.

Для подготовки космонавтов к работе в невесомости были разработаны уникальные самолеты-лаборатории Ил-76МДК. Во время полета эти самолеты совершает параболические полеты, создавая участки невесомости, в течение которых космонавты могут проводить различные учебные и научные эксперименты. Это позволяет экипажу симулировать и тренироваться в работе в невесомости, что является необходимым для успешного выполнения космических задач.

Авиация предоставляет возможность для тренировки экипажей в чрезвычайных ситуациях и аварийных сценариях. Пилоты и космонавты могут учиться справляться с экстремальными обстоятельствами, такими как срыв связи, потеря ориентации, аварийные посадки и др.

Имитировать условия космического полета необходимо для испытания материалов и оборудования, для проверки правильности их подбора и расчета и определения их пригодности для космоса, а также для тренировки людей, которые будут участвовать в космическом полете. Имитаторы условий космического полета очень разнообразны по своим размерам.

Отработка парашютной системы играет важную роль в обеспечении безопасности космических полетов. Парашютная система используется для спасения космонавтов и космических аппаратов в случае аварийного возвращения на Землю.

Для отработки парашютных систем проводятся специальные испытания, которые включают в себя симуляцию различных аварийных ситуаций, таких как отказ двигателя или неполадки с траекторией полета. Также проводятся испытания на наземных стендах и аэродинамических трубах для проверки работы парашютов при различных условиях скорости и высоты.

В случае катастрофического возвращения космического корабля на Землю, авиационные средства могут быть задействованы для обнаружения и спасения космонавтов, а также для транспортировки их на безопасное место.

Авиация обеспечивает широкий охват местности, что позволяет эффективно искать и обнаруживать космический корабль и экипаж в различных условиях. Это включает в себя использование специализированных самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов и специальных поисково-спасательных команд.

Авиационные средства также могут использоваться для эвакуации экипажей пилотируемых космических кораблей после посадки. Они обеспечивают быстрый и безопасный транспорт космонавтов из зоны посадки на место медицинской помощи или на специальные базы для прохождения медицинских обследований и восстановления после полета.

3. Перспективы роли авиации в освоении космоса

Перспектива авиации в освоении космоса очень важна, так как авиация может играть ключевую роль в различных аспектах космических миссий. Некоторые перспективы роли авиации в освоении космоса включают:

1. Транспортировку - авиация может обеспечить эффективный и экономичный способ транспортировки людей и грузов на орбиту и обратно; Для выполнения этой задачи ЭМЗ имени В.М. Мясищева разработал уникальный транспортный самолет ВМ-Т «Атлант». 

2. Научные исследования – авиация также может быть использована для проведения научных исследований в атмосфере других планет и космических объектов;

3. Космический туризм – развитие авиации может способствовать развитию космического туризма, открывая новые возможности для посещения космоса.

4. В целом, развитие авиации и космической индустрии тесно связаны и взаимодополняют друг друга, и будущее обеих отраслей обещает развитие более эффективных и доступных способов освоения космоса. Также важно учитывать, что авиация может играть роль в обеспечении безопасности и контроля воздушного пространства во время космических миссий и в разработке технологий для повышения безопасности и надежности космических аппаратов и пилотируемых миссий.

Заключение

В заключение хотелось бы сказать, что создание авиационно-космических систем невозможно без достижений авиации и использования авиационной техники и технологии.

 Авиация широко применяется при:

  • Разработке авиационно-космических систем и аппаратов;
  • Транспортировке и запуске космических аппаратов;
  • Подготовке и обучению экипажей;
  • Имитации условий космического полета;
  • При выполнении поисково-спасательных работ и эвакуации экипажей пилотируемых космических кораблей после посадки и для многих других целей. 

Таким образом, можно констатировать, что авиация играет существенную роль в освоении космоса и открывает новые горизонты для человечества.

Список литературы

  1. https://scfh-ru.turbopages.org/scfh.ru/s/papers/iz-atmosfery-v-kosmos-vozdushno-kosmicheskiy-samolet-transport-budushchego/
  2. http://www.aviaport.ru/news/728123/
  3. https://sovetcik.ru/aviakosmicheskaja-кtrasl-glavnyj-dvigatel-nauchno/
  4. https://scfh-ru.turbopages.org/scfh.ru/s/papers/aerokosmicheskiy-transport-budushchego/
  5. https://nauchniestati.ru/spravka/pilotiruemye-kosmicheskie-programmy-drugih-stran/
  6. https://rostec.ru/news/aviatsiya-kosmosu-svyazannye-odnim-nebom/
Категория: Готовые работы | Добавил: Service (31.01.2024) | Автор: Акбашев Руслан Фаритович E W
Просмотров: 262 | Рейтинг: 4.5/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ
В 21-й ОЛИМПИАДЕ ЗАКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ЗАВЕРШЕНО!
ПРИЁМ РАБОТ ЗАКРЫТ!
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Их многие читают
Фурсов Максим (1599)
Егор Андреевич Попов (1084)
Штриккер Артур (685)
Григорьев Павел Сергеевич (532)
Медведкин Иван (407)
Азарин Николай (343)
Сальников Егор Олегович (319)
Горбунов Кирилл Антонович (307)
Трунов Артём Николаевич (301)
Ефимова Софья Алексеевна (263)
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
QR-код сайта
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2024