НАУКА И МЫ

Медицинские, исторические, технические, социальные и другие научно-исследовательские работы

Образование »  » Технические

Покорение космоса


Человек с давних времён стремился подняться в небо. Ему хотелось покорить воздушное пространство и парить в небе, как птица. Сначала он придумал и испытал воздушный шар, затем создал небольшие летательные аппараты. Это были дирижабли, самолёты, планера. Но человек всегда стремился подняться всё выше и выше.
Многие учёные работали над вопросом создания летательных аппаратов, которые позволили бы им покорить космос. Но не многим это удалось осуществить. Изучая историю покорения человеком космического пространства, мы пришли к мысли, что было бы интересно всем коллективом создать макеты, отображающие это.
В 2007 учебном году на городскую выставку детского технического творчества мы выполнили работу, которую посвятили покорителям космического пространства. 

Мы выяснили, что для того, чтобы подняться в космическое пространство, необходим мощный реактивный двигатель. Над его созданием трудились ученые, инженеры, конструкторы. Первым человеком, который серьезно начал изучать эту проблему в нашей стране, был Константин Эдуардович Циолковский.
Историческая справка:
ЦИОЛКОВСКИЙ Константин Эдуардович (1857-1935), российский ученый и изобретатель, основоположник современной космонавтики. Ему принадлежат труды в области аэро- и ракетодинамики, теории самолета и дирижабля. Непростая судьба у этого человека. В детстве он почти полностью потерял слух и с 14 лет учился самостоятельно. В 1879 экстерном сдал экзамен на звание учителя, с 1892 и всю последующую жизнь преподавал физику и математику в Калуге. Первым в своих научных трудах обосновал возможность использования ракет для межпланетных полетов, указал рациональные пути развития космонавтики и ракетостроения, нашел ряд важных инженерных решений конструкции ракет и жидкостного ракетного двигателя. Технические идеи Циолковского нашли применение при создании ракетно-космической техники. В своих работах по ракетодинамике он впервые высказал предположения о работе реактивного двигателя, представил принцип его действия, дал описание составляющих его деталей, состав топлива, на котором двигатель должен работать.
… «Большая часть внутренности снаряда занята двумя веществами в жидком состоянии: водородом и кислородом. Обе жидкости разделены перегородкой и соединяются между собою только мало-помалу. Остальная часть камеры, меньшей вместимости, назначена для помещения наблюдателя и разного рода аппаратов, необходимых для сохранения его жизни, для научных наблюдений и для управления «ракетой» (так назвали мы наш реактивный прибор).
Водород и кислород, смешиваясь в узкой части постепенно расширяющейся трубы, вроде духового музыкального инструмента, соединяются химически и образуют водяной пар при страшно высокой температуре. Он имеет огромную упругость и вырывается из широкого отверстия трубы с ужасающей скоростью по направлению трубы или продольной оси камеры. Направление давления пара и направление полета снаряда прямо противоположны…» - писал К.Э. Циолковский в своих трудах.
Но работа над созданием космического летательного аппарата в то время была просто не возможна, она осталась только в теоретических выводах на бумаге, т.к. не было необходимого оборудования, а теория вопроса не была изучена достаточно хорошо.
Приняв труды Циолковского за основу, другой конструктор шагнул в исследовании этого вопроса намного вперёд. Это был Артур Фридрихович Цандер.
Историческая справка:
Фридрих Артурович Цандер родился 23(11) августа 1887 года в Риге. Детские годы он провел на домашнем обучении, а затем в Рижском городском реальном училище. Здесь его математические способности получили систематическое направление и развитие. На последнем курсе Фридрих познакомился с работами К.Э.Циолковского, что и укрепило его веру в реальность осуществления межпланетных полетов.
С 1906 года Цандер начал научные исследования в области реактивных летательных аппаратов. Он занимался вопросами астрономии, расчетов полетов на Марс и Венеру, а также другими проблемами межпланетных полетов.
Главным делом его жизни стала работа над созданием реактивного двигателя, созданием летательного аппарата многоразового использования и разработкой составных частей горючего. Его идея использовать сжиженный газ (кислород) нашла применение в современных двигателях.
В 1927 году на мировой выставке межпланетных аппаратов в Москве демонстрировалась модель корабля – аэроплана Цандера.
Цандер создал первый опытный реактивный двигатель ОР – 1, состоял он из перестроенной паяльной лампы. Именно этот двигатель являлся прообразом жидкостных реактивных двигателей. Ученый провел испытание двигателя и даже создал устройство для измерения его тяги. Аналогичные устройства применяются и по сей день для замера небольших тяговых усилий. Первый жидкостный реактивный двигатель Цандера по праву называют дедушкой наших реактивных двигателей. В дальнейшем, работая в неимоверно трудных условиях, совместно с группой изучения реактивного движения был создан ракетный двигатель ОР – 2. Этот двигатель вошел в историю под названием «Опытный реактивный второй» предназначался для установки на управляемый летательный аппарат. В сентябре 1931 в системе Осоавиахима создается Группа изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с Цандером, в задачи которой входили разработка и испытание экспериментального ракетоплана РП-1 с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) ОР-2. В это время в ГИРД приходит работать молодой ученый, инженер Королев Сергей Павлович. Он предложил использовать в качестве исходного аппарата бесхвостый планер Б. И. Черановского, который был им предварительно всесторонне изучен в полете.
Историческая справка:
КОРОЛЕВ Сергей Павлович (31 декабря 1906 (12 января 1907), Житомир — 14 января 1966, Москва), российский ученый и конструктор, организатор ракетной и космической программ, основоположник практической космонавтики; действительный член АН СССР (1958), дважды Герой Социалистического Труда (1956, 1961), лауреат Ленинской премии (1957) и Золотой медали им. К. Э. Циолковского АН СССР (1958).
С.П.Королев родился в семье учителя Павла Яковлевича Королева. Из-за распада семьи с двух до десяти лет воспитывался в Нежине под Киевом в большой купеческой семье родителей матери. С 1917 жил с отчимом и матерью, Григорием Михайловичем и Марией Николаевной Баланиными, в Одессе, где с их помощью дома изучал школьную программу. В 1922-24 учился в строительной профессиональной школе, занимаясь во многих кружках и на разных курсах.
Под руководством Королева созданы баллистические и геофизические ракеты, первые искусственные спутники Земли, спутники различного назначения («Электрон», «Молния-1», «Космос», «Зонд» и др.), космические корабли «Восток », «Восход », на которых впервые в истории совершены космический полет человека и выход человека в космос. Его труды отмечены Ленинской премией (1957). Королев С.П. репрессирован в 1938-44. Сначала находился в заключении на Колыме (1938-40), затем работал в закрытых КБ в Москве (1940-42) и Казани (1942-44).
Группа под руководством С.П.Королева работала над созданием первого искусственного спутника земли, который 4 октября 1957 впервые в истории человечества был запущен в космическое пространство. Газеты писали в тот день: «…Сверхмощная ракета, преодолев земное тяготение, разогналась до скорости 8 км/с и стала обращаться вокруг Земли как самостоятельное небесное тело, после чего от нее отделился шарообразный спутник, наблюдать и принимать сигналы которого мог весь мир. Это был рубеж в истории человечества: первый период до спутника, второй — после спутника. И хотя первый длился более 40 тысячелетий, а второй продолжается немногим более 40 лет, качественное состояние нашей цивилизации уже изменилось, причем не только в мировоззренческом философском плане, но и практически, в первую очередь, благодаря глобальным информационным системам связи и наблюдательным спутниковым системам…».
В ноябре 1957 был запущен второй спутник с собакой Лайкой на борту. Этот эксперимент доказал, что длительная невесомость несмертельна для живых существ поэтому реальностью становился полет человека в космос.
12 апреля 1961 был осуществлен с помощью ракеты-носителя «Восток» исторический полет Ю. А. Гагарина. В реализации первых полетов непосредственно участвовало 123 предприятия 32 различных министерств и ведомств СССР, но главными создателями были, конечно, люди - члены созданного Королевым Совета главных конструкторов и пополнившие его: А. М. Исаев и С. А. Косберг (двигатели), А. Ф. Богомолов (радиотелеметрическая система), С. М. Алексеев (скафандр и системы катапультирования), Г. И. Воронин (системы жизнеобеспечения), Ф. Д. Ткачев (парашютные системы), В.И. Яздовский (медико-биологическое обеспечение полета). В ОКБ-1 ведущими разработчиками ракеты-носителя и космического корабля «Восток» были: К. Д. Бушуев, Л. А. Воскресенский, В. П. Мишин, М. К. Тихонравов и др. Первым космонавтом Земли стал Ю.А.Гагарин.
Историческая справка:
ГАГАРИН Юрий Алексеевич (1934-68), российский космонавт, летчик-космонавт СССР (1961), полковник, Герой Советского Союза (1961). 12 апреля 1961 впервые в истории человечества совершил полет в космос на космическом корабле «Восток». Участвовал в обучении и тренировке экипажей космонавтов. Погиб во время тренировочного полета на самолете. Имя Гагарина носят учебные заведения, улицы и площади многих городов мира. Именем Гагарина назван кратер на обратной стороне Луны.
Для подготовки полетов в космос была набрана группа летчиков. Будущие космонавты вели подготовку в изолированной сурдокамере. В ней они тренировались жить и работать в абсолютной тишине несколько суток.
Проходили тренировки и в центрифуге. Центрифуга - специальный аппарат, предназначенный для подготовки организма к перенесению больших перегрузок. По воспоминаниям Германа Титова центрифугу называли «Чертовой мельницей». На специальном аппарате – вибростенде выяснялось, как вибрация от двигателей влияет на человека.
В барокамере космонавтов испытывали на выносливость и приучали их к невесомости. При нахождении в барокамере учащался пульс. Самописцы регистрируют состояние летчика.

Описание макета и принцип действия. Как и над созданием настоящей ракеты над макетом «Покорители космоса» трудилась группа детей в количестве 9 человек. Мы распределили работу, и у нас получилось несколько мини бригад, которые трудились над определенными участками макета. Предварительно мы сделали эскиз нашего макета, определили, что должно на нем находиться, а затем приступили к работе. В объединении ракетомоделистов мы взяли чертежи и оправки, необходимые для создания макета ракеты «Восток». Четыре человека приступили к работе над ракетой.
Следующий блок нашего макета показывает Центр подготовки космонавтов. В него включены центрифуга, вращающееся кресло, беговая дорожка и камера, в которой космонавты учатся находиться в невесомости.
Для работы над своими техническими объектами мы часто использовали готовые формы. Центрифуга выполнена из готовой формы, укрепленной на фанерную площадку, которая приводится во вращение с помощью микроэлектродвигателя и ременной передачи.
Беговая дорожка выполнена из двух катушек, на которые укреплена сама дорожка. В движение её приводит двигатель, который соединен с ними ременной передачей.
Камеру невесомости мы выполнили из готовой формы При помощи магнита мы смогли имитировать состояние невесомости. Наши «космонавты» плавали в воздухе.
Вращающееся кресло выполнено из элементов конструктора. Зубчатая передача позволяет привести это кресло в действие с помощью электродвигателя.
На нашем макете представлен первый искусственный спутник Земли, а также космические корабли будущего. Конструкции их придумали сами ребята. Выполнены они приемом папье-маше. Что представляет собой макет? Голубой полушар имитирует земное полушарие. В нижней части его расположен Центр подготовки космонавтов. Центральной частью макета является ракета «Восток». На нашем макете мы попытались изобразить момент старта ракеты. Он озвучен с помощью магнитофонной записи старта настоящей ракеты. Сам подъем ракеты нам долго не удавалось осуществить. Не хватало опыта. Хотя были предложены и испытаны различные варианты поднятия, но в нашу систему они не подходили. Поэтому мы обратились к механику Иове В.И. Он нам дал подсказку, что система должна работать как лифт и помог собрать механическую часть. Подъёмный механизм приводится в действие с помощью микродвигателя. Все технические узлы на макете работают самостоятельно, т.е. каждый включается и отключается отдельным выключателем.

Новые технологии на страже водосбережения

 »  »  » 
Свечи и свечки
Альтернативная энергия
Гидротермальная энергия
Использование бумаги
Поиск