まえがき
「国家試験委員会は、「優れたマークを与えることを決定し、エンジニアのランクを割り当てました。」 それで、1月21日、私は専門の「スペースクラフトとアッパーステージ」のエンジニアになりました。
この記事では、私の卒業プロジェクト「惑星の表面から土を持ち上げる装置」についてお話したいと思います。 惑星は火星によって選ばれ、宇宙船はこの惑星専用に作成されました。
まず、卒業プロジェクトとはどういうものか、大学院生が何をしているのか、そして最終的にどのように見えるのかを明確にします。
はじめに
仕事は仕事を得ることから始まります。 何も面白くなかったので、上司に課題を尋ねなければなりませんでした。 そのため、トピックは卒業証書に選ばれました。 だから、タスク：火星に飛ぶ。 ローバーを連れて水面に降ります。 膨張式ブレーキ装置を使用します。 マニピュレーターアームを使用します。 土壌サンプルの入ったカプセルで軌道に乗ります。 地球に戻る。
一人が数ヶ月ですべてを習得するのは非現実的です。そのため、たとえば私から一部が取り上げられます-地上に降りて離陸します。 さらに、特別な部分を除いて、すべての計算は最初の近似値（つまり、近似値）として使用されます。
卒業証書の構成：
1.一般的な部分。 このパートでは、宇宙船、そのシステム、アライメント、正当化、マスサマリーについて説明します。
2.特別な部分。 宇宙船の一部または一部の詳細な計算または詳細な検討。
3.デザインパーツ。 設計または個々の部品の計算。 教師との必須協議には、彼の署名が必要です。
4.弾道学。 通常、個別の部分には割り当てられず、一般に含まれます。 先生に相談できます。
5.技術的な部分。
6.経済的部分。
7.労働保護。
最後の3つは、必須の協議と署名も必要です。
すべての署名には、レビュー担当者の署名が付けられ、その後保護が与えられます。
ここに簡単な一般的なビューがあります。
卒業証書
タスクが明確になると、設計が始まります。
最初に始めたのはレイアウトです。 最初のステップは、制限を特定することでした。
インフレータブルブレーキデバイス-NPOの開発それら。 S.A. Lavochkina。 プロトタイプ（デモンストレーター）との類推により、スクリーンの質量とサイズを計算しました。 彼は1500 kgの質量で停止しました。 その後、質量は2000 kgに増加しました。ローバーと帰還車両を含む宇宙船全体の質量です。 スクリーンの直径は約8.5 mで、重要な熱負荷を感知する中央部分は金属です。
返された装置のサイズ、形状、質量を決定するには、弾道学を考慮する必要がありました。 部門は離陸を考慮したプログラムを提供しました。 400 kmの渡り鳥モジュールが配置されている軌道は、火星の人工衛星の軌道です。 軌道に150 kgのペイロード（移動モジュールに参加して地球に向かうペイロード）を配置するには、1000 kgの燃料が必要です。 この段階では、宇宙船の総質量を2000 kgに増やし、ローバーの質量を500 kgに制限する必要がありました（当初はCuriosityのように質量を取る予定でした）。
したがって、最初のフレームワークが決定されました。
燃料は2成分の高沸点でした。 燃料：非対称ジメチルヒドラジン。 酸化剤：四酸化窒素。 水素はもちろんのこと、酸素は急速に蒸発する能力があるため考慮されませんでした。 そして、火星までの飛行は長いはずです。
既存のものから選択された推進力。 オリエンテーション用の1つのメインエンジンと4つのエンジン。 トラクションがないため、持ち上げにはオリエンテーションモーターを使用する必要がありました。
燃料/酸化剤の比率に応じて、彼は燃料タンクの容積を計算しました。 私はフリゲートのように返送された装置のスキームを選択しました。4つの燃料タンクと2つのコンパートメント装備です。 また、返却されたデバイスに、ドッキングユニット、マニピュレーター、2つの単方向（無指向性）アンテナを追加しました。 窒素を含む3つのブーストタンク。
説明しましょう：重力がゼロの場合、燃料は他の液体と同様にボールに集められます。 この状態では、燃料でエンジンを始動することはできません。 そのため、タンクに弾性膜を入れることが考えられました。 燃料は膜の片側から汲み上げられ、タンク全体を満たします。 一方、ブーストタンクからのガスを押して、燃料を一定の圧力に保ち、燃料がボールに集まるのを防ぎます。 多くの大気の高圧下のブーストタンク内のガス。
返されたデバイスは、フレームを介して、ローバーが配置されるトランジションコンパートメントに取り付けられます。 コンパートメント自体は、膨張可能な着陸装置に取り付けられています。 拡張状態では、膨張式着陸装置はトーラスの形をしています（トーラスの形状はドーナツです）。 そして最後に、着陸装置がブレーキ装置に取り付けられます。
宇宙船の説明。 技術の一部に描画します。
以下に図を示します。
1.降下中の宇宙船は、膨張式ブレーキ装置が開いています。
2.表面に。
3.返されたデバイス。
特別な部分はデザインと組み合わされています。 このセクションは最後にのみ取り上げました。 複合材料で作られたローバーの非常に円筒形のコンパートメントを計算する必要がありました。 しかし、電子版の講義に出くわすまでは、例がありさえすれば、多少なりとも理解しやすい計算方法を見つけることができませんでした。 材料は炭素繊維でした。 バインダーはエポキシです。 シェルは、マンドレルに巻き付けて得られます。 いくつかの荷重値、材料特性が取得され、安全率を考慮してシリンダーの厚さが計算されました。
自動機の安全係数は1.1-1.3です。 有人ミッションの場合1.5。 これは、最大荷重の条件から計算された、さまざまなノードの材料の厚さが増加する回数です。
次に、弾道学を取り上げました。 降下の大気圏外の部分は、教科書から手動で検討されました。 残りのいくつかのプログラム。 データに基づいて、下降セクションと上昇セクションの過負荷、熱負荷、範囲などのグラフが作成されました。
地上数百メートルの降下中、ブレーキスクリーンはリセットされます。 同時に、着陸装置が膨張します。 リセット画面に「着陸」しないように、宇宙船は小さな機動を行い、横に飛びます。
膨張式ブレーキ装置には、独自の計器室があります。 返されるデバイスはそれ自体であり、より複雑です。
表面上、デバイスはオンボードバッテリーのみで動作します。オンボードバッテリーは、移行モジュールからドッキング解除する直前に充電されます。
土壌はローバーを収集します。 カプセルを受け取った後、離陸します。 上昇中、しばらくすると、飛行中のエンジンがリセットされます。これは、トラクションがすでに必要であるためです。 エンジンがなければ、さらに数ポンド余分に軌道に乗せることができます。 マニピュレーターの助けを借りて軌道に乗った後、移動モジュールとのソフトドッキングが実行されます。 それから長い道のり。
防衛は、地球へのカプセルの降下の問題でした。 答え。 カプセルは、地球の軌道から我が国の方向に向かって撃ち返します。 カプセルには独自の熱シールドとパラシュートシステムがあります。 着陸後、ビーコンが機能し始め、それによってビーコンが見つかります。
ちなみに、土壌を最大3 kg持ち込むことができます。
技術的な部分は誰にとっても似ています。 設計の製造可能性を考慮し、分割スキーム（上記参照）を説明し、材料を選択し、ジョイントの種類、アセンブリ図を説明します。 それぞれに独自のプロセスが記述されています。 私の場合、球形タンクの組み立て（溶接）。 溶接用の既存の治具も見つけました。 簡単に言えば、固定式の溶接機です。 そのため、デバイスを個別に開発する必要はありませんでした。 その図面は半完成でした。
技術および設計によると、教師はレビューを書きます。 これらのレビューは、委員会による卒業証書の評価でも役割を果たします。
労働保護は、人間に影響を与える有害な要因を説明しています。 私の場合、再び、溶接するとき。 また、これらの有害な影響を防止および軽減するための対策について説明します。 誰かが換気の小さな計算を見つけました。 このセクションに挿入されました。 余計なことではありませんでした。
経済的な部分では、研究（研究作業）のコストの評価が実行され、すべての設計作業でネットワークスケジュールが作成されます。 当然、コストは真実ではありません。 彼らはこれに注意を払っていません。 ネットワーク図とそれに関連するすべての計算に注意してください。
ネットワークダイアグラムは、作業、この作業に費やされた時間、どのような作業を並行して、どの段階で実行できるかをグラフィックで表したものです。
以上です。 一般的なビューとサイズは、図面から推定できます。 打上げ機はプロトン打上げ機であると想定されます。 転送モジュールとして、Breezeの上部ステージが従来どおり描かれています。
最後に
もちろん、彼は他の卒業証書から何かを取り、クラスメートと何かを交換しました。 しかし、作業は完了しています。 トピックも興味深いです。 私は本当に面白いものを作り、私の知識をすべて使いたかったのです。 そして、私は成功したと思います。
今、私はエンジニアです！