Инженерное моделирование – основа в построении космических проектов — Yavio Magazine

Инженерное моделирование – основа в построении космических проектов

149 просмотров

Создание космического корабля – дело серьезное. Для строительства понадобятся легкие материалы, ультрапрочные сплавы и прорывные идеи. Однако, это не все.

Задумка так и останется нереализованной, если не воспользоваться мощными программами, предназначенными для инженерного моделирования. Они мгновенно решают миллиарды операций и всегда готовы дать точные ответы на вопросы проектировщиков.


Благодаря стремительному прогрессу и развитию систем инженерного анализа, человечество практически готово к покорению Марса. С помощью специального программного обеспечения производится тестирование малейших деталей космических конструкций, и лишь после успешного результата, проекты переходят на стадию реализации. Космический корабль «Orion», задача которого – доставка людей на Марс, стал реальностью благодаря мощному софту. При посадке на огненную планету, корабль окажется под воздействием колоссальных сил и, к сожалению, земные условия не позволяют их воссоздать. Для этого и необходимы умные программы, которые просчитывают все нагрузки, дают подсказки по усовершенствованию аппарата и увеличению его надежности. Благодаря работе процессоров Femap и MK3 была создана полная модель корабля. С помощью уменьшения масштаба модели, инженеры рассчитывают давление и другие возможные нагрузки на аппарат.


Обладая такими технологиями, как Femap, для строительства космического корабля совсем не обязательно создавать его точный образец: материалы можно подобрать, работая на компьютере. В программном обеспечении есть возможность тестирования аппарата, собранного из разных сплавов, что позволяет с минимальными затратами определиться с выбором необходимых для строения материалов. Главной задачей создателей «Orion» было облегчение конструкции, при условии сохранения прочности корпуса. С помощью высоких технологий удалось уменьшить массу аппарата на 25%. Современный софт дают огромный выбор: машина предоставляет около 900 возможных вариантов изготовления, из которых конструктор должен выбрать единственный верный.


Для создания чертежей и деталей используются CAD-системы. Изначально в такой среде моделируется рисунок изделия, а затем при помощи инженерного анализа проводится его испытание. Какими функциями обладают инженерные системы? Главное, что они умеют делать – это проводить точные расчеты динамики. Немаловажной является возможность пре- и постпроцессоров предсказывать деформацию того или иного материала при определенных заданных нагрузках. При наличии гидравлической системы, программа выведет модель движения жидкостей, установит их воздействие на отдельные компоненты конструкции. Некоторые системы способны анализировать температурные режимы и подбирать под них материалы.


Космический телескоп Д. Уэбба пока остается мечтой астрофизиков по причине отсутствия программного обеспечения, которое могло бы рассчитывать теплообмен. Этот объект должен был сменить всем известный телескоп «Хаббл», однако, на сегодняшний день, планируется их совместная работа.

Очутившись в далеком космосе, за 1.5 миллиона километров от Земли, новый аппарат должен будет запечатлеть Млечный путь и другие галактики.

Телескоп Д. Уэбба имеет две функциональные стороны. Одна из них – холодная, повернута к солнцу, а вторая – горячая, предназначена на хранения на ней научных инструментов. Чтобы при выполнении миссии не возникло непредвиденных обстоятельств, и каждая деталь четко выполняла свою задачу, ученые занимаются моделированием поведения телескопа и его компонентов с помощью Femap.


Благодаря функционалу Femap стал возможным проект Solar Impulse. Без точных расчетов, осуществленных с помощью программного комплекса, кругосветный полет самолета, оборудованного солнечными батареями, был бы невозможным.


В программе к крыльям аппарата были добавлены кеврало-углепластиковые компоненты, которые способствовали оптимальному распределению нагрузки на крыло, что существенно облегчило конструкцию самолета.
Благодаря современным технологиям, мы имеем возможность воплощать в жизнь самые смелые проекты. То, что еще недавно называли фантастикой, сегодня стало реальным. С каждым годом скорость инженерных вычислений стремительно растет, что позволяет за короткий промежуток времени решать сложные задачи и создавать надежные машины. Уже в скором будущем, благодаря быстрому развитию проектных технологий, человечество сможет покорить самые далекие объекты Вселенной.