| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
Населені космічні кораблі
Швидкохідні транспортні машини відрізняються від машин, що рухаються з малою швидкістю, легкістю конструкції. Вага величезних океанських лайнерів обчислюється сотнями тисяч кілоньютонів. Швидкість їх пересування порівняно невелика (= 50 км/год). Вага швидкохідних катерів не перевищує 500 - 700 кн, але зате вони можуть розвивати швидкість до 100 км/ч. З збільшенням швидкості пересування зниження ваги конструкції транспортних машин стає все більш важливим показником їх досконалості. Особливо велике значення вагу конструкції має для літальних апаратів (літаків, вертольотів).
Космічний корабель теж літальний апарат, але тільки він призначений для пересування в безповітряному просторі. Літати по повітрю можна набагато швидше, ніж плисти по воді або пересуватися по землі, а в безповітряному просторі можна розвивати ще більші швидкості, але, чим більше швидкість, тим важливіше вага конструкції. Збільшення ваги космічного корабля призводить до дуже великого збільшення ваги ракетної системи, яка виводить корабель у запланований район космічного простору.
Тому все, що знаходиться на борту космічного корабля, повинна важити як можна менше, і нічого не повинно бути зайвого. Це вимога створює одну з найбільших труднощів для конструкторів космічних кораблів.
З яких основних частин складається космічний корабель? Космічні апарати діляться на два класу: жилі (на їх борту перебуває екіпаж з кількох осіб) та незаселені (на борту їх встановлюється наукова апаратура, яка автоматично передає на Землю всі дані вимірювань). Ми будемо розглядати тільки жилі космічні кораблі. Першим населеним космічним кораблем, на якому здійснив свій політ Ю. А. Гагарін, був «Схід». За ним ідуть кораблі з серії «Восход». Це вже не одномісні, як «Схід», а багатомісні апарати.На космічному кораблі «Восток» вперше в світі був здійснений груповий політ трьох льотчиків-космонавтів - Комарова, Феоктистова, Єгорова.
Наступна серія космічних кораблів, створених в Радянському Союзі, отримала назву «Союз». Кораблі цієї серії набагато складніше по влаштуванню, ніж їх попередники, і завдання, які вони можуть виконувати, також складніше. У США також були створені космічні кораблі різних типів.
Розглянемо загальну схему пристрою жилого космічного корабля на прикладі американського корабля «Аполлон».
Рис. 10. Схема триступінчастої ракети з космічним кораблем і системою порятунку.
На малюнку 10 наведена схема загального виду ракетної системи «Сатурн» і пристикувався до неї космічного корабля «Аполлон».Космічний корабель знаходиться між третьою сходинкою ракети і пристроєм, який кріпиться до космічного корабля на фермі,- воно називається системою аварійного порятунку. Для чого призначене це пристрій? При роботі двигуна ракети або її системи управління під час запуску ракети не виключається поява помилок. Іноді ці неполадки можуть призвести до аварії - ракета впаде на Землю. Що при цьому може статися?Компоненти палива змішаються, і утворюється море вогню, в якому опиняться і ракета і космічний корабель. Більше того, при змішуванні компонентів палива можуть утворюватися і вибухові суміші. Отже, якщо з якої-небудь причини станеться аварія, необхідно корабель відвести від ракети на деяку відстань і тільки після цього приземлитися. При цих умовах ні вибухи, ні пожежа для космонавтів не будуть небезпечні. Ось для цієї мети і служить система аварійного порятунку (скорочено САС).
У систему САС входять основний та керуючий двигуни, що працюють на твердому паливі. Якщо на систему САС надходить сигнал про аварійному стані ракети, вона спрацьовує. Космічний корабель відокремлюється від ракети, а порохові двигуни системи аварійного порятунку відводять космічний корабель вгору і вбік. Коли пороховий двигун закінчує роботу, з космічного корабля викидається парашут і корабель плавно опускається на Землю. Система САС призначена для порятунку космонавтів у разі створення аварійної ситуації, в період запуску ракети-носія і польоту її на активній ділянці.
Якщо запуск ракети-носія пройшов нормально і політ на активній ділянці успішно завершується, потреба в системі аварійного порятунку відпадає. Після виведення космічного корабля на навколоземну орбіту ця система стає даремною. Тому перед виходом космічного корабля на орбіту система аварійного порятунку відкидається від корабля як непотрібний баласт.
Система аварійного порятунку безпосередньо кріпиться до так званого спускаемому або повертається апарату космічного корабля.Чому він має таку назву? Ми вже говорили, що космічний корабель, що вирушає в космічний політ, що складається з декількох частин.А ось на Землю з космічного польоту повертається лише одна його складова частина, яка тому і називається її обчислене апаратом.Зворотний, або спускний апарат, на відміну від інших частин космічного корабля, має товсті стінки і спеціальну форму, найбільш вигідну з точки зору польоту в атмосфері Землі з великими швидкостями. Повертається апарат, або командний відсік,- це місце, де знаходяться космонавти під час виведення космічного корабля на орбіту і, звичайно, під час спуску на Землю. У ньому встановлюється більша частина апаратури, за допомогою якої керують кораблем.Так як командний відсік призначений для спуску на Землю космонавтів, то в ньому розташовуються також і парашути, з допомогою яких здійснюється гальмування космічного корабля в атмосфері, а потім і плавний спуск.
За апаратом йде відсік, званий орбітальним. В цьому відсіку встановлюється наукова апаратура, необхідна для проведення спеціальних досліджень в космосі, а також системи, що забезпечують корабель всім необхідним: повітрям, електроенергією та ін Орбітальний відсік після виконання космічним кораблем завдання на Землю не повертається. Його дуже тонкі стінки не здатні витримати той нагрівання, якому піддається повертається апарат при спуску на Землю, проходячи щільні шари атмосфери. Тому, увійшовши в атмосферу, орбітальний відсік згорає, подібно метеору.
У космічних кораблях, призначених для польоту в дальній космос з висадкою людей на інші небесні тіла, необхідно мати ще один відсік.В цьому відсіку космонавти можуть спускатися на поверхню планети, а коли потрібно, злітати з неї.
Ми перерахували основні частини сучасного космічного корабля. Тепер подивимося, як забезпечується життєдіяльність екіпажу і працездатність апаратури, встановленої на борту корабля.
Для забезпечення життєдіяльності людини потрібно чимало. Почнемо з того, що людина не може існувати ні при дуже низьких, ні при дуже високих температурах. Регулятором температури на земній кулі є атмосфера, тобто повітря. А як йде справа з температурою на космічному кораблі? Відомо, що існує три види передачі тепла від одного тіла до іншого - теплопровідність, конвекція і випромінювання.Для передачі тепла теплопровідністю і конвекцією потрібен передавач тепла. Отже, в космосі ці види теплопередачі неможливі.Космічний корабель, перебуваючи в міжпланетному просторі, отримує тепло від Сонця, Землі та інших планет виключно випромінюванням. Варто створити тінь з тонкого листа якого-небудь матеріалу, який перегородить шлях променів Сонця (або світла від інших планет) до поверхні космічного корабля - і він перестане нагріватися. Тому теплоізолювати космічний корабель у безповітряному просторі неважко.
Однак при польоті в космічному просторі доводиться побоюватися не перегріву корабля сонячними променями або його переохолодження в результаті випромінювання тепла стінками в навколишній простір, а перегріву від тепла, що виділяється усередині самого космічного корабля. За рахунок чого може підвищуватися температура в кораблі? По-перше, людина сама є джерелом, безперервно випромінюють тепло, а по-друге, космічний корабель - це дуже складна машина, обладнана багатьма приладами та системами, робота яких пов'язана з виділенням великої кількості тепла.Перед системою, що забезпечує життєдіяльність членів екіпажу корабля, стоїть дуже важливе завдання - все тепло, що виділяється людиною, і приладами, вчасно вивести за межі відсіків корабля і забезпечити підтримання температури в них на рівні, який потрібен для нормального існування людини і роботи приладів.
Як можна в умовах космосу, де тепло передається випромінюванням, забезпечити необхідний температурний режим в космічному кораблі? Ви знаєте, що влітку, коли світить спекотне Сонце, всі ходять в світлому одязі, в якій менше відчувається спека. У чому тут справа? Виявляється, світла поверхня на відміну від темної погано поглинає променисту енергію. Вона відображає її і тому набагато слабкіше нагрівається.
Ось цим властивістю тіл в залежності від кольору забарвлення більшою чи меншою мірою поглинати або відбивати променисту енергію можна скористатися для регулювання температури всередині космічного корабля. Є такі речовини (вони називаються термофототропами), які змінюють своє забарвлення в залежності від температури нагріву. При підвищенні температури вони починають знебарвлюватися і тим сильніше, чим вище температура їх нагрівання. Навпаки, при охолодженні вони темніють.Така властивість термофототропов може виявитися дуже корисним, якщо їх застосовувати в системі терморегулювання космічних кораблів. Адже термофототропы дозволяють підтримувати температуру якого-небудь об'єкта на певному рівні автоматично, без застосування будь-яких механізмів, підігрівачів або охолоджувачів. Внаслідок цього система терморегулювання з застосуванням термофототропов буде мати невелику масу (а це для космічних кораблів дуже важливо), для приведення її в дію не потрібно затрат енергії.(Системи терморегулювання, що працюють без споживання енергії, називаються пасивними.)
Існують інші пасивні системи терморегулювання. Всі вони володіють однією важливою властивістю - малою масою. Однак вони ненадійні в роботі, особливо при тривалій експлуатації. Тому космічні кораблі, як правило, обладнуються так званими активними системами регулювання температури. Відмінною особливістю таких систем є можливість зміни режиму роботи. Активна система регулювання температури подібна батареї системи центрального опалення - якщо вам потрібно, щоб в кімнаті було холодніше, ви перекриваєте доступ гарячої води в батарею.Навпаки, якщо потрібно підняти температуру в кімнаті, перекрывной кран відкривається повністю.
|
| Категорія: Шлях у космос | Додав: 27.09.2016
|
| Переглядів: 1252
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
