II. Основная часть. «Фальстарт Космических челноков».
Министерство образования и науки РФ
Реферат по физике
«Исследование причин катастроф космических челноков»
Выполнил: ученик 9 класса
Алферов Александр
Руководитель: Спешилова Оксана
Александровна учитель физики
I квалификационной категории
Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №3 п. Михайловка
2007-2008 учебный год
План.
I. Введение. «Успехи и неудачи на заре космической эры».
- Первые успехи и неудачи космической эры.
- Цели, задачи, актуальность темы.
- Неудачи первых достижений.
|
|
|
II. Основная часть: « Фальстарт космических челноков».
- Изобретение космических челноков.
Ракетостроение
Челноки нового поколения
«За» и «против»
Варианты конструктивной реализации многоразовых систем.
Гиперзвуковые двигатели.
- Многоразовые космические корабли.
Орбитальный корабль «Буран».
Рухнувшая мечта «Челленджер».
Росавиакосмос и «Клипер»
- Практическая часть
Исследование «топлива» модели реактивного двигателя
3.2 Исследование зависимости скорости движения оболочки «корабля» от скорости газа.
III Заключение.
- Основные проблемы, которые являются причинами космических катастроф
- Вывод
Содержание:
| Пункт | оглавление | страница |
I Введение «Успехи и неудачи на заре космической эры»
ПЕРВЫЕ УСПЕХИ КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЫ
Считается, что космическая эра началась 4 октября 1957 года, когда в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли «Спутник - 1». Он представлял собой маленькую металлическую сферу с четырьмя штырями антеннами и был снабжен радиопередатчиком (см. приложение 1).
|
|
|
В ноябре 1957 года в СССР на борту «Спутник-2» в космос была запущена собака Лайка. Она облетела Землю и стала первым животным, запущенным в космос, но она погибла в полете.
В августе 1960 года советские дворняги Белка и Стрелка были самыми популярными. Еще бы! Им впервые удалось в настоящем космическом корабле больше суток летать вокруг планеты и вернуться домой живыми и невредимыми! (см. приложение 2.)
В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин (см. приложение 3) стал первым человеком, побывавшим в космосе. Он сделал один виток вокруг Земли на борту космического корабля «Восток-1» (см. приложение 4) и после 108-минутного полета совершил мягкую посадку на Землю.
В июне 1963 года совершила орбитальный полет первая женщина-космонавт Валентина Терешкова.
Первая лунная экспедиция началась 16 июля 1969 года. Мощной ракетой-носителем «Спутник-5» был выведен на орбиту космический аппарат «Аполлон-II» с астронавтами на орбиту. Четыре дня спустя Нейл Армстронг впервые вступил на поверхность Луны и произнёс знаменитую фразу: «Этот маленький шаг одного человека является огромным скачком вперёд для всего человечества»
|
|
|
Но сколько вложено знаний, труда человеческого, сколько положено жизней животных и людей для этих первых минут в космосе, первых шагов по Луне, для мягкой посадки в далёком 1961 году и сколько ещё было неудач при достижениях современных космических высот?
На уроках физики, изучая тему реактивное движение, я не нашел ответа на свои вопросы. Читая учебник, энциклопедии по астрономии и физике, изучая информацию в Internet, я находил только факты успехов. Казалось, что освоение космоса проходило гладко и успешно. Но я знаю, что так не бывает. Даже выполняя простую лабораторную работу по физике, не сразу получается положительный результат. Значит, есть информация и о космических ошибках.
Когда же по-настоящему началась космическая эра? Кто её герои? Почему и по сей день, происходят космические катастрофы, и от чего они зависят?
Задавшись этими вопросами, я поставил перед собой цель.
- ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Цель: Исследовать космические катастрофы, которые описаны в книгах и журналах, проанализировать и ответить на вопрос: оправдываются ли они с точки зрения научных, человеческих и финансовых затрат.
Для достижения цели, я определил следующие задачи:
|
|
|
- Изучить имеющуюся научную литературу и оценить космические успехи и неудачи;
- Проанализировать технические данные кораблей и челноков, обеспечивающих безопасные полеты в космос;
- На практике проверить выполнение основных законов реактивного движения, обеспечивающего космические полеты;
- Определить перспективы разработок космических челноков.
Актуальность своей темы я вижу в том, что:
- Освоение космоса на современном этапе развития является приоритетным направлением нашей экономики, науки и техники, а доставка грузов на орбиту – необходимая часть этой работы.
- После окончания школы я планирую связать дальнейшую учёбу с самолётостроением, и мечтаю о работе в конструкторском бюро по разработке космических аппаратов, поэтому и для меня лично эта тема актуальна, я хочу знать больше о реактивном движении, чем в учебнике, и какой ценой достигаются такие высоты в освоении космоса.
НЕУДАЧИ ПЕРВЫХ ДОСТИЖЕНИЙ
В книге «5000 вопросов и ответов о нашем мире» я нашел ответы на свои первые вопросы.
Оказывается, что летом 1960 года была завершена разработка и начаты комплексные испытания первого космического корабля-спутника. Уже 15 мая 1960 был осуществлен запуск первого корабля-спутника. Но из-за неисправности в системе ориентации при включении тормозной двигательной установки корабль потерпел катастрофу. 28 июля 1960 года выполнен запуск второго космического спутника с подопытными животными на борту (собаки Чайка и Лисичка). Вследствие аварии ракеты-носителя корабль на орбиту не вышел. За всё время испытаний погибло около 18 собак: Жемчужина, Жулька, Цыган, Пчелка, Мушка, Маркиза и др.
100 лет назад отцы - основатели космонавтики вряд ли могли себе представить, что космические корабли будут выбрасывать на свалку после одного-единственного полёта. Неудивительно, что первые проекты кораблей виделись многоразовыми и зачастую крылатыми. Долгое время – до самого начала пилотируемых полётов – они конкурировали на чертежных досках конструкторов с одноразовыми «Востоками» и «Меркуриями». Увы, большинство многоразовых кораблей так и остались проектами, а единственная система многократного применения, принятая в эксплуатацию (Space Shuttle), оказалась страшно дорогой и далеко не самой надёжной. Почему так получилось?
Я считаю, что основные неудачи из-за ошибок в проектировании. Не все нюансы учитывали разработчики первых космических объектов. Но почему свои ошибки они понимали только после катастрофы?! Какими должны быть космические корабли, чтобы избежать человеческих жертв? И возможно ли вообще обойтись без жертв?
II. Основная часть. «Фальстарт Космических челноков».
- ИЗОБРЕТЕНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ЧЕЛНОКОВ
РАКЕТОСТРОЕНИЕ
Ракетостроение имеет в своей основе два источника – авиацию и артиллерию. Авиационное начало требовало многоразовости и крылатости, тогда как артиллерия была склонна к одноразовому применению «ракетного снаряда». Боевые ракеты, из которых выросла практическая космонавтика, были, естественно, одноразовыми.
Когда дело дошло до практики, конструкторы столкнулись с целым комплексом проблем высокоскоростного полёта, в числе которых – чрезвычайно высокие механические и тепловые нагрузки. Путём теоретических исследований, а также проб и ошибок инженеры смогли подобрать оптимальную форму боевой части и эффективные теплозащитные материалы.
И когда на повестку дня встал вопрос о разработке космических кораблей, проектанты оказались перед выбором концепции: строить космический «самолёт» или аппарат капсульного типа, похожий на головную часть межконтинентальной баллистической ракеты? Поскольку космическая гонка шла в бешеном темпе, было выбрано наиболее простое решение – ведь в вопросах аэродинамики и конструкции капсула куда проще самолёта.
Быстро выяснилось, что на техническом уровне тех лет сделать капсульный корабль многоразовым практически нереально. Баллистическая капсула входит в атмосферу с огромной скоростью, а её поверхность может нагреваться до 2 500-3 000 градусов. Космический самолёт, обладающий высоким аэродинамическим качеством, при спуске с орбиты испытывает почти вдвое меньшие температуры (1 300–1 600 градусов), но материалы, пригодные для его теплозащиты, в 1950 – 1960-е годы ещё не были созданы. Единственной действенной теплозащитой была тогда, заведомо одноразовая абляционная обмазка: вещество покрытия оплавлялось и испарялось с поверхности капсулы потокам набегающего газа, поглощая и унося при этом тепло, которое в противном случаи вызвало бы недопустимый нагрев аппарата.
Попытки разместить в одной капсуле все системы – двигательную установку и топливный бак, системы управления, жизнеобеспечения и энергопитания – вели к быстрому росту массы аппарата: чем больше размеры капсулы, тем больше масса теплозащитного покрытия (в качестве которой использовались, например, стеклотекстолиты, пропитанные фенольными смолами с довольно большей плотностью). Однако грузоподъемность тогдашних ракет-носителей была ограниченна. Решения было найдено в делении корабля на функциональные отсеки. «Сердце» системы обеспечения жизнедеятельности космонавта размещалось в относительно небольшой кабине-капсуле с тепловой защитой, а блоки остальных систем были вынесены в одноразовые отделяемые отсеки, естественно, не имевшие никакого теплозащитного покрытия.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 279; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!