Главная страница
Навигация по странице:

  • Содержание .

  • Тема проекта

  • Объект исследования

  • Методы исследования

  • Перспективы создания ракет-носителей с помощью 3D-печати

  • Список литературы

    		•

    Печать ракета-носителей на 3D-принтере. Важнёв Печать ракет-носителей на 3D-принтере. печать ракетносителей на 3dпринтере


    Скачать 199.03 Kb.
    Названиепечать ракетносителей на 3dпринтере
    АнкорПечать ракета-носителей на 3D-принтере
    Дата06.03.2023
    Размер199.03 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаВажнёв Печать ракет-носителей на 3D-принтере.docx
    ТипРеферат
    #972815

    МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВОСКРЕСЕНСКАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА

    ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

    ТЕМА: «ПЕЧАТЬ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ НА 3D-ПРИНТЕРЕ»


    Выполнил: Важнёв Тимофей Александрович,

    ученик 11 класса МОУ Воскресенская СШ
    Научный руководитель:

    Скобелева Надежда Александровна,

    учитель физики

    МОУ Воскресенская СШ

    2023

    Содержание.
    Введение…………………….…………………………………………......…..3

    1. 3D-печать в космической индустрии …............................…….………….4

    2. 3D-печать в создании ракет-носителей и современные методы сборки ракет на примерах Роскосмоса, NASA и SpaceX……….……………………....….9

    3. Стартап Relativity Space и ракета Terran 1………………………......……16


    4. Перспективы создания ракет-носителей с помощью 3D-печати..............20

    Заключение…………………………………………………………………….22

    Список литературы……………………………………………………………23

    Приложение……………………………………………………………………24
    Введение
    3D-печать в наше время — одна из самых перспективных технологий. С её помощью люди могут печатать различные объекты, возводить здания и мосты, синтезировать органы и еду, а в будущем сооружать дома на Луне Марсе. В данном проекте будет рассматриваться использование аддитивных технологий в космической индустрии и создании ракет-носителей (далее РН), а также сравнение данных технологий с современными способами производства носителей.

    Тема проекта: «Печать ракет-носителей на 3D-принтере».

    Цель исследования: изучение преимуществ печатание ракет-носителей на 3D-принтере, целесообразность данной технологии в будущем.

    Объект исследования: отрасль ракетостроения.

    Предмет исследования: 3D-печать ракет-носителей.

    Гипотеза: реальна ли полноценная и масштабная 3D-печать ракет-носителей в будущем.

    Задачи исследования:

    • Систематизация научных, учебных и методических данных;

    • Анализ рентабельности производства ракет-носителей с помощью аддитивных технологий.

    • Сравнение с современными методами создания РН на примере госкорпорации «Роскосмос», NASA, SpaceX, Relativity Space.

    Методы исследования:

    • общенаучные (анализ, синтез, дедукция, индукция);

    • специально-научные;

    • Практические;

    • Фокус-групповые дискуссии.

    1. 3D-печать в космической индустрии.



    На данный момент аддитивные технологии активно развиваются — автомобильная промышленность, энергетика, пищевая промышленность, архитектура, дизайн, машиностроение, создание сувениров, игрушек, потребительских товаров и многое другое. И, конечно, авиакосмическая отрасль, где повсеместно начинают использовать 3D-печать, ведь она очень удобна: вместо того, чтобы обтачивать какую-то деталь на станке, можно просто сделать чертёж на компьютере, а 3D-принтер напечатает её с точностью до микрометра. Или не одну деталь, а весь объект. Это намного легче и экономичнее обычного производства.

    Например, сейчас аддитивные технологии используют и развивают: госкорпорация «Роскосмос», NASA, CNSA, и компании SpaceX, BlueOrigin, ULA, RocketLab, Aerojet Rocketdyne, Boeing, ESA и другие.

    «Роскосмос» уже отправил на МКС небольшой 3D-принтер для отработки печати в условиях микрогравитации. Продукты, напечатанные в нём, вернутся на землю и их сравнят с моделями, напечатанными на Земле. Также для подобных целей в распоряжение корпорации «Роскосмос» поступил уникальный отечественный 3D-принтер «Роутер 3131» с большим печатным полем. Он создаёт элементы космических аппаратов.

    Но на МКС такие эксперименты проводятся с 2014 года. Именно тогда 3D-принтер Zero G производства компании Made in Space был доставлен на американский сегмент станции. Первая печать произошла 24 ноября 2014 года и ознаменовала собой новую эпоху развития 3D-технологий. Распечатанный объект представлял собой часть самого принтера, лицевую панель печатной головки, что символизирует возможность однажды распечатать в космосе 3D-принтер на 3D-принтере. В 2016 году на МКС был доставлен еще один принтер компании Made in Space под названием Additive Manufacturing Facility (AMF).

    Также компания SpaceX провела успешные испытания напечатанных на 3D-принтере двигателей SuperDraco, которые будут использоваться в космическом корабле Dragon, а также работает над ракетным двигателем Raptor.

    Другие промышленные гиганты не остановились на двигателях. Компания Blue Origin использовала более 400 напечатанных на 3D-принтере деталей в рамках первого полета New Sheppard в июне 2015 года.

    А концерн Boeing заключил контракт с Oxford Performance Materials, ведущим специалистом по аддитивному производству, на изготовление 600 напечатанных на 3D-принтере деталей для новых космических кораблей Starliner.

    Аддитивные технологии применяются также в перспективных проектах недалекого будущего. NASA использует продвинутые методы в подготовке марсианской миссии: 3D-печать уже используется для создания прототипов, производства деталей в космосе и даже для изготовления комплектующих двигателя будущего корабля, который отправится на Марс.

    Ещё одно направление в аэрокосмической промышленности — это аддитивные технологии в производстве спутников. В отличие от ракеты, стоимость спутника существенно ниже, но и ее можно уменьшить, обратив внимание на инновационные технологии.

    Именно это и сделал аэрокосмический гигант Boeing, начав использовать 3D-печать для производства модульных спутников. Сейчас один аппарат стоит, в среднем, 150 миллионов долларов – такая цена обусловлена не только высокотехнологичной составляющей, но и существенной стоимостью рабочей силы, задействованной в производстве. При использовании 3D-принтеров стоимость и сроки производства спутников существенно уменьшаться.

    У небольших стартапов и исследовательских проектов задачи скромнее, однако 3D-печать помогает и им. Группа исследователей из Северо-Западного назарейского университета в Айдахо ожидает запуска в космос своего напечатанного на 3D-принтере спутника MakerSat, первого в штате. Размеры аппарата всего – 10х10х11,35 см, а создан он из доступных полимеров для 3D-печати (ABS, ULTEM и нейлон).

    Разработчик высокопроизводительных спутников Millennium Space Systems недавно объявил об окончании работ над предсерийной моделью из серии ALTAIR, которую теперь готовят к запуску в космос. Новые технологии, использованные в конструкции спутника, сделают возможными новые космические миссии. Например, 3D-печать позволит сэкономить на стоимости отправки деталей в космос и сократить сроки подготовки и проведения миссий.

    В 2016 году в Томском политехническом университете разработали малый спутник «Томск-ТПУ-120». При создании аппарата ученые и студенты Томского политеха применяли аддитивные технологии — каркас и большая часть составляющих напечатаны на 3D-принтере. 31 марта 2016 года 3D-спутник покинул Землю и обосновался на орбите.

    Еще дальше залетела «Юнона». Космическая станция NASA с такими именем летом 2016 года вышла на орбиту Юпитера. Это событие важно также и для 3D-печати, поскольку «Юнона» стала первым космическим аппаратом с напечатанными на 3D-принтере деталями — титановыми волноводными элементами производства Lockheed Martin.

    Также предполагается использовать аддитивные технологии при создании колоний на Луне и Марсе. В 2011 году NASA опубликовало свой проект строительства лунной базы с участием большого количества роботов (экскаваторы, бульдозеры, измельчители и т.д.).
    Сейчас Европейское космическое агентство предложило альтернативный проект 3D-печати лунной базы, используя в качестве строительного материала местный грунт.

    Международная дизайнерская компания Hassell совместно с инженерами-конструкторами из компании Eckersley O’Callaghan представила проект марсианской обитаемой базы[1] в рамках международного конкурса NASA 3D Printed Habitat Challenge

    Согласно проекту, внешняя оболочка базы будет построена из местного марсианского реголита. Строительство оболочки будет вестись без участия человека при помощи автономных роботов с использованием технологии 3D-печати.

    После прилёта на Марс первой исследовательской группы, начнется монтаж уже внутренней части сооружения, которая будет состоять из надувных модулей (капсул), содержащих всё необходимое для работы и жизни исследователей.

    Как сообщает команда разработчиков проекта, их целью были не только забота о безопасности первых марсианских поселенцев и способах их выживания в экстремальных условиях, но и достижение максимально возможных для данной среды условий проживания.

    Также компания AI SpaceFactory разработала технологию, отмеченную наградами NASA по производству жилых капсул[2] на Марсе в известной космической программе по освоению красной планеты. Суть возведения жилых капсул на Марсе основана на возможности печатать материалами, собранными и переработанными на месте — инновационной смесью из базальтового волокна, извлеченного из марсианских пород, и возобновляемого биопластика (полимолочная кислота, или PLA), полученного из растений, выращенных на месте. Данную смесь компания AI SpaceFactory разработала в сотрудничестве с Techmer PM.

    Таким образом, мы поняли, что технологии 3D-печати уже активно применяются в космической индустрии. Но в сборке ракет-носителей данные технологии используют не полноценно.

    2. 3D-печать в создании ракет-носителей и современные методы сборки ракет на примерах Роскосмоса, NASA и SpaceX.


    Сейчас создание и сборка РН практически не отличается от того, как собирали ракеты 30 или даже 60 лет назад. Это всё тот же тяжёлый труд, изготовление отдельных деталей, сборка ракеты практически вручную.

    3. Стартап Relativity Space и ракета «Terran 1»


    На сегодняшний день компания Relativity Space единственная, которая может создавать РН, практически полностью изготовленные на 3D-принтере. И это очень успешный стартап — его капитализацию оценивают в 2,3 млрд $.


    1. Перспективы создания ракет-носителей с помощью 3D-печати


    Заключение.

    Заключение.


    Список литературы

    1. Джеймс Ранси. Джоан Роулинг: год из жизни. URL: http://www.1tv.ru/anons/id=159752 (дата обращения: 15.03.2022 г.)
      2. Одышева А. С. Феномен Гарри Поттера в современной культуре.
      3. Роулинг Дж. К. Гарри Поттер и философский камень. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2010. – 400 с.
      4. Роулинг Дж. К. Гарри Поттер и Тайная комната. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2002. – 473 с.
      5. Роулинг Дж. К. Гарри Поттер и узник Азкабана. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2002. – 511 с.
      6. Роулинг Дж. К. Гарри Поттер и Кубок огня. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2007. – 667 с.
      7. Роулинг Дж. К. Гарри Поттер и Орден Феникса. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2007. – 832 с.
      8. Роулинг Дж. К. Гарри Поттер и философский камень. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2010. – 672 с.

    9. Борис Невский. Магия Гарри Поттера // Мир фантастики : журнал. — Москва, 2010. — № 12. — ISBN 9-771810-224009.

    10. Пётр Тюленев, Пётр Зайцев, Арсений Крымов. Эпические битвы. 10 самых-самых // Мир фантастики : журнал. — Москва, 2010. — № 1. — ISBN 9-771810-224009.

    ПРИЛОЖЕНИЕ

    1. Проект обитаемой марсианской базы от компании Hassell.

    2 . Вид жилых капсул от AI SpaceFactory, разработанных для Марса.

    3 .




    написать администратору сайта