रॉकेट फेयरिंग इतनी महंगी क्यों हैं?

यह लेख निम्नलिखित टिप्पणी के उद्देश्यों और अनुरोधों पर आधारित है:

निष्पक्ष शिकार

फिलहाल, रॉकेट के लिए परियों की कीमत लगभग 5-7 मिलियन डॉलर है। बहुत से लोग पूछते हैं: यह इतना महंगा क्यों है? आखिरकार, यह सुरक्षा के लिए धातु का एक टुकड़ा है। यह पूरी तरह से सच नहीं है, यह सिर्फ धातु का टुकड़ा नहीं है, हालांकि यह डिज़ाइन पेलोड की रक्षा के लिए बनाया गया है।

चलो छोटी शुरुआत करते हैं। प्रत्येक किलोग्राम परियों से पेलोड का वजन कम होता है। इसलिए, हल्के कंपोजिट का उपयोग संरचनात्मक सुदृढीकरण के साथ किया जाता है प्रकाश मिश्र, आमतौर पर एल्यूमीनियम मिश्र द्वारा। डिजाइन एक छत्ते (आइसोग्रिड) जैसा दिखता है। 5.2 मीटर के व्यास के साथ फाल्कन 9 फेयरिंग का वजन लगभग 1.9 टन है।



सामग्री की पसंद को भी विशेष देखभाल के साथ संपर्क किया जाता है, क्योंकि मेलेंग को पीएन पर अन्य कंपन और यांत्रिक तनाव से मुक्त हवा के प्रवाह से, ईएमआई विकिरण से, तापमान चरम सीमा से रक्षा करना चाहिए। उदाहरण के लिए, फाल्कन हेवी लगभग 10 किमी की ऊँचाई पर ध्वनि अवरोध को पार करता है, और फिर 7-8 मच (2-3 किमी / सेकंड) तक गति प्राप्त करता है। इन ऊंचाई पर, हवा अभी भी काफी सघन है और ऊपरी वायुमंडल में तेजी से ठंडक के साथ मेला मजबूत ताप से गुजरता है। तापमान में उतार-चढ़ाव 100C से -100C तक कम समय (लगभग एक मिनट) में हो सकता है। इसलिए, सामग्री को तापमान में तेजी से बदलाव के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए।

एक उदाहरण के रूप में रॉकेट के हेड फेयरिंग का उपयोग करना, इस पर वायुगतिकीय ताप के प्रभाव पर विचार करें। आंकड़ा फेयरिंग की नाक में संवहनशील गर्मी प्रवाह में परिवर्तन को दर्शाता है जो तब होता है जब धारा प्रवाह सतह के पास गैस प्रवाह बाधित होता है।


यह ऊष्मा प्रवाह हेड फ़ेयरिंग (GO) की सतह को गर्म करने का कारण बनता है। GO की सतह पर तापमान वितरण निम्न आकृति में दिखाया गया है।


जैसा कि आंकड़े से देखा जा सकता है, GO के धनुष का तापमान एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए अनुमेय संचालन मूल्य से अधिक है। इसलिए, GO के नासिका भाग की बाहरी सतह पर, TZP को एन्सोप्लास्टिक्स या फाइबरग्लास से फिनाइल बाइंडर में लगाया जाता है:


GO के डिज़ाइन के अनुसार तापमान वितरण की तस्वीर, जिसमें धनुष का एक TZP होता है, आकृति में दिखाया गया है:


यह आंकड़ा से देखा जा सकता है कि आवरण और अनुदैर्ध्य बिजली सेट (स्ट्रिंगर्स) दोनों में, उड़ान के दौरान ऑपरेटिंग तापमान स्वीकार्य सीमा के भीतर है। हालांकि, GO के अंदर एक अंतरिक्ष यान के लिए, निष्पक्ष संरचना से गर्मी का प्रवाह अस्वीकार्य हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप GO के आंतरिक गुहा से गर्म संरचना का थर्मल इन्सुलेशन आवश्यक है।
इस तरह के थर्मल इन्सुलेशन (TI) का उपकरण आकृति में दिखाया गया है:


फेयरिंग के तहत अंतरिक्ष यान के लिए 10-30 डिग्री सेल्सियस का तापमान बनाए रखना आवश्यक है।

इसके अलावा, फेयरिंग को हवादार करने में सक्षम होना चाहिए, ताकि अंतरिक्ष में बाहर जाने की प्रक्रिया के दौरान, डिब्बे के अंदर दबाव को बराबर करें ताकि फेयरिंग समय से पहले ही नष्ट न हो।

एक और जटिलता यह है कि परियों को आदर्श रूप से खोलना चाहिए ताकि पेलोड और मिसाइल चरणों को लगभग 3-4 किमी / सेकंड की गति से नुकसान न पहुंचे। यह है, पेलोड और इसके तहत कदम को नुकसान पहुंचाए बिना पेलोड से परियों को अलग करने के लिए एक विशेष तंत्र होना चाहिए। नासा के ग्लेन रिसर्च इंस्टीट्यूट में स्पेस एक्स वैक्यूम फेयरिंग टेस्ट का एक अच्छा वीडियो:



फेयरिंग के उद्घाटन के कार्यान्वयन के लिए और एक पूरे के रूप में चरणों की जुदाई के लिए, एक जुदाई प्रणाली है।
पृथक्करण प्रणाली (एसआर) को खर्च किए गए चरणों को हटाने के प्रक्षेपवक्र से अलग करने और वापस लेने के लिए डिज़ाइन किया गया है, साथ ही उन संरचनात्मक तत्वों को त्यागने के लिए जिन्होंने अपने कार्यात्मक उद्देश्य को पूरा किया है। सक्रियण से पहले एसआर के संरचनात्मक तत्वों को एलवी के डिजाइन की अखंडता और सभी भारों की धारणा सुनिश्चित करनी चाहिए। एसआर तत्वों की ट्रिगरिंग बहुत तेज है, जिसके परिणामस्वरूप तेजी से जारी ऊर्जा (विस्फोटक, दबाव संचयक, स्प्रिंग्स, आदि) के स्रोत बोर्ड पर हैं। असंतत तत्वों के संचालन के बाद, रिश्तेदार की एक जटिल गतिशीलता
आंदोलन। एसआर की संरचना में यूनिट, घटक और तंत्र शामिल हैं, जो प्रदान करते हैं:
- वियोज्य भागों और बिजली के बंधन को तोड़ने का विश्वसनीय कनेक्शन,
- विभाजित भागों का प्रजनन।
पहले समूह में पाइरो लॉक, पाइरो बोल्ट न्यूमैटिक लॉक, मैकेनिकल लॉक, लीनियर डेटोनेटिंग चार्ज के साथ शेल तत्व शामिल हैं। ब्रीडिंग को पुशर्स (वायु, पायरो, स्प्रिंग), बूस्ट गैसों के लिए नलिका, ब्रेक सॉलिड प्रोपेलेंट रॉकेट इंजन, इंजन थ्रस्ट द्वारा प्रदान किया जाता है।

पिरोबोल पृथक्करण प्रणाली:


रैखिक विस्फोट प्रोजेक्टाइल:


चीन महान दीवार उद्योग निगम मेला के लिए सीपी स्थान:



एक अतिरिक्त जटिलता परियों का आकार है। यह 5 मीटर की दूरी पर लगभग 15 मीटर है। यह एक सिटी बस को आसानी से फिट कर सकता है। धातु परियों के निर्माण के लिए, विशेष बड़े सीएनसी मशीनों या कंपोजिट के मामले में बहुत बड़े आटोक्लेव का उपयोग किया जाता है। ये प्रक्रियाएं बहुत संसाधन गहन हैं और इसमें बहुत समय लगता है। बोइंग आटोक्लेव:



खैर, आपको यह नहीं भूलना चाहिए कि विधानसभा के बाद, फेयरिंग को एक गंभीर परीक्षा उत्तीर्ण करनी चाहिए, क्योंकि लॉन्च प्रक्रिया के दौरान पीएन के अस्तित्व पर निर्भर करता है। यह याद रखने योग्य है कि, जैसे रॉकेट के साथ दोष के मामले में, मेले में एक दोष रॉकेट के लॉन्च के बाद पीएन और मिशन की विफलता का नुकसान होगा, जब लॉन्च को रद्द नहीं किया जा सकता है।

आकार की तुलना करने के लिए एक निष्पक्ष की पृष्ठभूमि पर एक आदमी:



उचित आरेख:



कभी-कभी, पतले उपकरण शुरू करते समय, डिब्बे के अंदर एक साफ कमरे के वातावरण को बनाने और बनाए रखने के लिए परियों की आवश्यकता होती है। यह परियों के डिजाइन में अतिरिक्त कठिनाइयों को लगाता है और मूल्य में वृद्धि में योगदान देता है।

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