Наноинженерия космических аппаратов

Июль 30, 2022

Главная
Разное
Наноинженерия космических аппаратов

Содержание

2. План презентации Цели и задачи дисциплины Структура дисциплины Связь с другими дисциплинами специальности Земля в Солнечной
3. Цели и задачи дисциплины Цель дисциплины — формировании у студентов ясного представления о предпосылках, логике и
4. Структура дисциплины 4 Модуль 1. Классификация и основы устройства космических аппаратов. Раздел 1. Цели, задачи и
5. Связь с другими дисциплинами специальности 5 Изучение дисциплины предполагает предварительное или параллельное освоение следующих дисциплин учебного
6. Земля в Солнечной системе 6 Земля Rср. = 6371,0 км; Rэкв. = 6378,1 км; M =
7. Космическая скорость 7 Космическая скорость – минимальная скорость, которую должен развить объект, чтобы: v1 – стал
8. Космическое пространство 8 Космос – участки вселенной, лежащие вне границ атмосферы небесных тел. Границы космоса условны
9. Космическое пространство 9 100 км – скорость полёта – первая космическая скорость. 1,7·1019 частиц/м3. На поверхности
10. Характеристики космоса 10 Условная температура космоса – минус 269 °С. Давление солнечного света – 9,08 мкПа.
11. Классификация орбит 11 LEO (Low Earth orbit), МEO (Medium Earth orbit), НEO (High eccentric orbit), GEO
12. Основные параметры орбит 12 Наклонение орбиты – угол наклона орбиты к плоскости экватора; Эксцентриситет орбиты –
13. Наклонение орбиты 13 0 π/2 i = 0, i = π – экваториальная орбита; i =
14. Эксцентриситет орбиты 14
15. Высоты орбит 15
16. Период обращения на орбитах 16 Эллиптическая орбита Полярная орбита Геостационарная орбита Низкая орбита Низкая околоземная орбита
17. Применение орбит 17 Низкая орбита – ДЗЗ, связь, МКС. Средняя орбита – спутники GPS (20200 км)
19. Скачать презентацию

Слайд 2

План презентации
Цели и задачи дисциплины
Структура дисциплины
Связь с другими дисциплинами специальности
Земля в

Солнечной системе
Космос
Орбиты

Слайд 3

Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины — формировании у студентов ясного представления

о предпосылках, логике и особенностях наноинженерии космических аппаратов (КА).
Задачи:
- изучение исторических этапов развития малых космических аппаратов;
- формирование логики проектирования малых космических аппаратов (МКА) из композиционных материалов;
- знакомство с особенностями компоновки МКА;
- изучение структурных особенностей композиционных материалов (КМ) на наноуровне, установление связей структурных характеристик с комплексом физических характеристик.
Студент должен знать:
- роль МКА в современной космической отрасли, важность данного направления;
- принципы выбора композиционных материалов с учетом компоновочных решений МКА;
- основные методы проектирования, производства и испытания МКА;
- направления совершенствования и перспективы использования МКА.

Слайд 4

Структура дисциплины
4
Модуль 1. Классификация и основы устройства космических аппаратов.
Раздел 1. Цели,

задачи и структура дисциплины. Основные понятия и определения. Земля в Солнечной системе.
Раздел 2. История развития малых космических аппаратов. Классификация МКА. Методы и особенности выведения МКА. Рабочие орбиты МКА.
Раздел 3. Основы устройства малых космических аппаратов.
Модуль 2. Методы проектирования, производства и испытания малых космических аппаратов.
Раздел 4. Проектирование малых космических аппаратов. Связь компоновочный схемы МКА и наноматериалов.
Раздел 5. Композиционные материалы на наноуровне. Технологические операции производства элементов МКА из КМ.
Раздел 6. Экспериментальные исследования образцов КМ и наземная отработка конструкций малых космических аппаратов.
Раздел 7. Перспективы развития искусственных спутников Земли.

Слайд 5

Связь с другими дисциплинами специальности
5
Изучение дисциплины предполагает предварительное или параллельное освоение

следующих дисциплин учебного плана:
1. Основы ракетно-космической техники.
2. Технология обработки и модификация новых материалов.
3. Основы физико-химии и технологии композитов.
4. Строительная механика композитных конструкций.
5. Производство композитных конструкций.
6. Испытание композитных материалов и конструкций.
7. Теплофизические процессы в композитных конструкциях.

Слайд 6

Земля в Солнечной системе
6
Земля
Rср. = 6371,0 км;
Rэкв. = 6378,1 км;
M

= 5,97·1024 кг;
G = 9,78 м/с2;
Альбедо: 0,367;
Расстояние до Солнца: 149 600 000 км;
Расстояние до Луны: 384 400 км;
Альбедо Луны: 0,12.

Слайд 7

Космическая скорость
7

Космическая скорость – минимальная скорость, которую должен развить объект, чтобы:
v1

– стал спутником небесного тела;
v2 – преодолел гравитационное притяжение небесного тела;
v3 – преодолел притяжение звезды планетной системы;
v4 – покинул галактику.

Слайд 8

Космическое пространство
8
Космос – участки вселенной, лежащие вне границ атмосферы небесных тел.

Границы космоса условны и установлены на следующих значениях высоты над уровнем моря:

80 км – согласно ВВС США космос начинается с высоты 50 миль. Начало регистрируемых перегрузок при спуске с 1-й космической скорости.
100 км – зарегистрированная граница атмосферы. Граница космоса согласно международной авиационной федерации. Линия Кармана – условная граница космоса, верхняя граница государств. Первый объект, пересекший линию Кармана – «Фау-2» (1944 год, высота 188 км).
118 км – граница влияния атмосферных ветров и начала воздействия космических частиц.
122 км – граница космоса согласно NASA. На этой высоте Space Shuttle переключался с инерционного маневрирования на аэродинамическую «опору» на атмосферу.

Слайд 9

Космическое пространство
9
100 км – скорость полёта – первая космическая скорость. 1,7·1019

частиц/м3. На поверхности Земли в среднем 2,5 ·1025 частиц/м3.
100-110 км – начало разрушения спутников.
200 км – наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней). 7,2 ·1015 частиц/м3.
350 км – наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
400 км – высота орбиты МКС. 1,05 ·1014 частиц/м3.
500 км – начало внутреннего протонного радиационного пояса, окончание безопасных орбит для длительных полетов человека.
1000 км – максимальная высота полярных сияний. 5,4 ·1011 частиц/м3.
2000 км – условная граница между низкими и средними орбитами.
35 786 км – геостационарная орбита. 2·107 частиц/м3.
~80 000-90 000 км – граница атмосферы.
363 104 -405 696 км – высота орбиты Луны над Землей.
401 056 км – рекорд высоты, на которой был человек (Аполлон-13, 1970 год).

Слайд 10

Характеристики космоса
10
Условная температура космоса – минус 269 °С.
Давление солнечного света –

9,08 мкПа.
Солнечная постоянная – 1367 Вт/м2 .

Факторы космического пространства

Взаимодействие со свободными молекулами газа
Световое давление
Градиенты гравитационных сил
Солнечный ветер
Удары микрометеоритов
Ультрафиолетовое воздействие
Радиационное воздействие

Слайд 11

Классификация орбит
11
LEO (Low Earth orbit), МEO (Medium Earth orbit),
НEO (High

eccentric orbit), GEO (Geostationary Earth orbit)

Слайд 12

Основные параметры орбит
12
Наклонение орбиты – угол наклона орбиты к плоскости экватора;
Эксцентриситет

орбиты – параметр характеризующий форму орбиты;
Высота орбиты – расстояние от поверхности Земли до МКА;

Слайд 13

Наклонение орбиты
13
0 < i < π/2 – прямое движение КА, а

орбита восточная;
π/2 < i < π – обратное движение КА, а орбита западная;
i = 0, i = π – экваториальная орбита;
i = π/2 – полярная орбита.

Слайд 14

Эксцентриситет орбиты
14

Слайд 15

Высоты орбит
15

Слайд 16

Период обращения на орбитах
16
Эллиптическая орбита
Полярная орбита
Геостационарная орбита
Низкая орбита
Низкая околоземная орбита –

на высоте 160 км – 88 мин., на высоте 2000 км – 127 мин.;
Геостационарная и геосинхронная орбита – 1 сутки.

Слайд 17

Применение орбит
17
Низкая орбита – ДЗЗ, связь, МКС.
Средняя орбита – спутники GPS

(20200 км) и ГЛОНАСС (19140 км).
Геостационарная орбита – спутники связи, телекоммуникация.
Орбита захоронения – выше ГСО на 400 км, отработанные спутники связи.

Наноинженерия космических аппаратов

Содержание

План презентацииЦели и задачи дисциплиныСтруктура дисциплиныСвязь с другими дисциплинами специальностиЗемля в

Цели и задачи дисциплиныЦель дисциплины — формировании у студентов ясного представления

Структура дисциплины4Модуль 1. Классификация и основы устройства космических аппаратов.Раздел 1. Цели,

Связь с другими дисциплинами специальности5Изучение дисциплины предполагает предварительное или параллельное освоение

Земля в Солнечной системе6ЗемляRср. = 6371,0 км; Rэкв. = 6378,1 км;M

Космическая скорость7 Космическая скорость – минимальная скорость, которую должен развить объект, чтобы:v1

Космическое пространство8Космос – участки вселенной, лежащие вне границ атмосферы небесных тел.

Космическое пространство9100 км – скорость полёта – первая космическая скорость. 1,7·1019

Характеристики космоса10Условная температура космоса – минус 269 °С.Давление солнечного света –

Классификация орбит11LEO (Low Earth orbit), МEO (Medium Earth orbit), НEO (High

Основные параметры орбит12Наклонение орбиты – угол наклона орбиты к плоскости экватора;Эксцентриситет

Наклонение орбиты130 < i < π/2 – прямое движение КА, а

Эксцентриситет орбиты14

Высоты орбит15

Период обращения на орбитах16Эллиптическая орбитаПолярная орбитаГеостационарная орбитаНизкая орбитаНизкая околоземная орбита –

Применение орбит17Низкая орбита – ДЗЗ, связь, МКС.Средняя орбита – спутники GPS

Похожие презентации