0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое освоение двигателя

Что там с космосом — о колонизации Марса, лунной базе и других проектах по освоению галактики

Ни для кого не секрет, что за последние пару лет человечество активно старается покинуть свой дом. Большинство устремлений землян направлены в космос, который одновременно манит к неизведанному и также пугает, всякого, кто в нем оказался.

реклама

Почему хотят покинуть Землю? Ответов на этот вопрос много. Начиная от перенаселения планеты, ухудшения экологии, до поиска запасного дома, на случай если этот разрушит своя же жизнедеятельность, майнеры, стихийные бедствия или прилетевший из космоса метеорит.

Также на единственном спутнике Земли и ближайшем Марсе могут быть полезные ископаемые и залежи редких металлов или не известных химических элементов, которые бы пригодились здесь в производстве различного рода товаров.

Сейчас идет отчаянная гонка за первенство стран по колонизации ближайших планет и Луны. Участвуют в ней как государства, такие как: США, Россия, Китай, ОАЭ, Индия, так и отдельные частные компании. Кто первый поставит свой флажок на дальней орбите – того и ресурсы. Не малую роль здесь также играет и престиж страны, и весь научно-космический комплекс.

реклама

Прошло уже более трех лет, как глава частной американской компании SpaceX — Илон Маск отправил свой Tesla Roadster с манекеном за рулём близко к орбите Марса. Это случилось в феврале 2018-го года. Тогда в качестве ракетоносителя была ракета Falcon Heavy. Эта тяжелая ракета-носитель подняла в 2019 году и вывела на орбиту спутник связи Arabsat-6A, а еще через два месяца доставила на орбиту более 20 различных грузов для частных клиентов.

Манекен Starman совершает полный оборот вокруг Солнца каждые 557 земных дней. Ученые считают, что в конечном итоге в течение следующих нескольких десятков миллионов лет автомобиль будет притянут к себе Венерой или Землёй, если его не приберут к рукам раньше внеземные формы жизни.

Сейчас наиболее перспективной компанией по межпланетным перелетам считается – SpaceX. Хотя она и самая рекламируемая. Возможно в других странах, например в ОАЭ или Китае работают на публику меньше, а делают больше. Но в 2020-м году Илон Маск заявил, что первый человек ступит на Марс в 2026 году. А если повезёт, то это может произойти уже в 2024 году.

реклама

Доставить первых землян к красной планете должен аппарат – Starship, работы по созданию которого уже ведутся давно. И в августе этого года SpaceX выкатила сверхтяжёлую ракету Super Heavy с 29 двигателями Raptor на свою стартовую площадку для проведения первых испытаний.

Размеры Super Heavy потрясают воображение. Это 70-метровая ракета, которая представляет собой первую ступень многоразовой космической транспортной системы Starship. На ракету сверху будет установлен 50-метровый корабль Starship, финальная версия которого, будет оснащена шестью двигателями Raptor.

реклама

В финальной версии ракеты Super Heavy будет задействовано 32 двигателя Raptor. Итоговая высота конструкции ракета плюс Starship составит — 118 метров. А высота стартовой площадки, на которой будет возвышаться надежда всех землян – составит 145 метров. Будем надеяться, что первый запуск станет успешным.

В арсенале SpaceX есть также и другие ракеты, задача который доставка полезной нагрузки на околоземную орбиту и МКС. К такой ракете относится Falcon 9, которая доставляет космический корабль Dragon к МКС, а затем благополучно совершает самостоятельную посадку на одну из плавучих платформ в океане, чтобы затем взлететь сново.

Предполагаемое количество полетов Falcon 9 равно пяти, но в SpaceX работают над увеличением данной цифры. Falcon 9 толкая Dragon к МКС, дает возможность доставки двух тонн грузка, куда кроме оборудования входят и продукты питания для космонавтов на МКС. Поэтому она еще и «кормилица».

Компания Илона Маска также занимается созданием спутникового интернета с глобальным покрытием, доступного из любой очки мира. Спутники Starlink, которых сейчас насчитывается на орбите Земли – 1737 штук, уже предлагают «космический» интернет в ряде регионов стран за абонентскую плату, составляющую $100 в месяц. Количество их будет и далее увеличиваться, пока они не станут опоясывать всю Землю. Доставляет их на орбиту все также Falcon 9.

Читать еще:  Что значит турбовинтовой двигатель

До прихода SpaceX в космическую отрасль в США этим видом деятельности, почти монопольно, занималось совместное предприятие Boeing и Lockheed Martin под контролем NASA. Они с 2002-го года для своих космических программ использовали свою ракету — Atlas V.

Ракета была не плохая, но в качестве двигателей использовалась модель — RD-180 российского производства. Но, по политическим причинам, от них было решено отказаться с 2022-го года в пользу целиком и полностью произведенной продукции SpaceX в самой США. NASA даже еще и удалось сэкономить на своих программах, так как продукция SpaceX ещё и дешевле. В ближайшийх планах у NASA постройка Лунной базы и компания Илона Маска уже выиграла данный тендер.

Вот так одна частная компания делает больше, чем целиком некоторые государства государства разных стран. Сейчас основными конкурентами SpaceX являются Россия и Китай. Последний очень агрессивно наступает всем на пятки. Китайский марсоход «Чжужун» уже делает своим первые шаги по Марсу, а в планах компартии Китая вообще собрать на орбите Земли космический корабль, для более дальних путешествий, но это уже другая тема для разговора.

Если бы Илон Маск занялся разработкой графических процессоров, он бы в течении пары лет удовлетворил бы весь спрос и накормил и майнеров и геймеров и свою Теслу. ТТак может быть попросим об этом Илона?

Свой гектар на Дальнем Востоке

Программа «Дальневосточный гектар» была запущена в 2016 году, тогда для освоения выделили более 140 млн га. По ней можно получить бесплатную землю в регионах Дальнего Востока. Изначально в программе участвовали Приморский и Хабаровский края, Еврейская автономная область, Амурская область, Республика Саха (Якутия), Магаданская и Сахалинская области, а также Камчатка и Чукотка. В 2020 году список дополнили Бурятия и Забайкалье.

Участки по программе можно получить только за пределами городов. Они должны располагаться на расстоянии как минимум 10 км от населенных пунктов с населением свыше 50 тыс. жителей и в 20 км от городов с населением более 300 тыс. человек.

Изначально подать заявку на участие программы могли только жители Дальнего Востока, но с 2020 года такую возможность получили все россияне и даже участники программы добровольного переселения соотечественников.

Ирина Ильина, директор Института региональных исследований и городского планирования НИУ ВШЭ:

— Программа была нацелена на то, чтобы привлечь людей на Дальний Восток и сохранить местное население. Пока успехи этой программы недостаточны — около 80–90 тыс. человек взяли дальневосточные гектары, что в масштабах страны немного. Об этом также свидетельствует смягчение требований — изначально программа была рассчитана только на жителей Дальнего Востока.

Главная проблема программы заключается в том, что земельные участки выдаются на определенном расстоянии от городов. Люди должны коренным образом менять свой образ жизни и осваивать новые земли. Но на это готов далеко не каждый. Поэтому, возможно, стоило бы отказаться от такого ограничения и осваивать территорию вблизи городов. Безусловно, есть определенная польза, предусмотрено много льгот для получателей гектара. Но для того чтобы Дальний Восток осваивался активнее, надо программу дорабатывать. Ее нужно увязывать с программами развития регионов, стратегией пространственного развития страны, а также принимать большой пакет мер, которые бы стимулировали переезд населения в Сибирь и на Дальний Восток. Все должно развиваться в комплексе.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Какие процессы происходят в цилиндрах

Цикл работы двигателя замкнутый. Возможна организация работы ДВС с кривошипно-шатунным механизмом по двух и четырехтактному циклу. Но подавляющее большинство автомобильных двигателей внутреннего сгорания работает по четырехтактному циклу. Рассмотрим, каким образом происходит эта работа.

Но для начала немного терминологии

Коленчатый вал вращается. Соединенный с ним поршень совершает в цилиндре движение вверх — вниз. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Это верхняя мёртвая точка (сокращенно ВМТ) и нижняя мёртвая точка (НМТ).

Читать еще:  Генератор в 406 двигателе причины

Перемещение поршня от одного крайнего положения до другого называется тактом. Следовательно у четырехтактного двигателя цикл работы выполняется за четыре движения поршня вверх-вниз, что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Если умножить площадь торца (днища) поршня на расстояние между ВМТ и НМТ получим, так называемый, рабочий объем цилиндра, обозначаемый Vh.

Если умножить рабочий объем цилиндра на количество цилиндров в двигателе получается тот самый рабочий объем двигателя. Эта цифра в литрах всегда фигурирует среди технических параметров автомобиля. Многие автопроизводители гордо выносят эту цифру на шильдик, располагая его на задней части автомобиля (часто цифру привирают).

Цифра указывающая на рабочий объем двигателя

Объем над поршнем, когда он замер в ВМТ, называют объемом камеры сгорания (Vс). Именно в этом объеме начинается горение смеси паров топлива и воздуха. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра :Va = Vh + Vс.

Следующий важный параметр двигателя, это геометрическая степень сжатия. Обозначается ε. Она показывает, во сколько раз изменяется объем над поршнем, когда он перемещается от НМТ к ВМТ, ε = Va/Vc. Чем больше ε, тем выше температура и давление в смеси газов над поршнем при приближении его к ВМТ. Повышение степени сжатия делает двигатель экономичнее и увеличивает его мощность.

Но величина ε зависит от топлива, на которое рассчитан двигатель. Для двигателя, работающего на бензине ε = 6 – 10, для газовых ε = 7 – 9, для дизельных ε = 15 – 20. Отсюда видно, почему бензиновый двигатель легко переоборудовать для работы на газе. У дизелей такое высокое значение ε необходимо для того, чтобы обеспечить самовоспламенение топлива.

Ну а теперь непосредственно о рабочем цикле

Первый такт цикла носит название «впуск». Поршень движется от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открыт, и через него в цилиндр поступают пары бензина смешанные с воздухом, так называемая горючая смесь (у дизельного двигателя – чистый воздух).

Второй такт – сжатие. Клапаны закрыты. Поршень движется от НМТ к ВМТ, рабочая смесь (горючая смесь и остатки продуктов горения от предыдущего цикла) сжимается. Когда поршень приближается в ВМТ, у бензиновых двигателей между контактами свечи зажигания проскакивает электрическая искра для поджигания смеси.

Почему искра подается не в ВМТ, а раньше?

Дело в том, что перед началом горения должны пройти реакции, подготавливающие смесь к горению. Интенсивное горение смеси должно начаться только когда поршень достигнет ВМТ. Время на подготовительные реакции всегда одинаковое, а скорость перемещения поршня изменяется при изменении оборотов коленчатого вала. Поэтому приходиться изменять момент подачи искры, изменять, так называемый «угол опережения зажигания».

Меняется угол опережения зажигания

У дизельных двигателей при приближении поршня к ВМТ через специальную форсунку в надпоршневое пространство под высоким давлением впрыскивается топливо. Пока поршень дойдет до ВМТ, топливо должно испариться, перемешаться с воздухом, приготовиться к горению и начать гореть, когда поршень окажется в ВМТ.

Время на подготовку также постоянное, поэтому на высоких оборотах топливо впрыскивается раньше. Изменяется так называемый «угол опережения впрыска».

Третий такт – рабочий ход. Клапаны закрыты. Смесь интенсивно горит, её давление, и температура резко повышаются. Под действием давления поршень движется от ВМТ к НМТ и подталкивает коленчатый вал, подпитывая его энергией.

Четвертый такт – выпуск. Выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и отработанные газы выдавливаются из цилиндра.

Цикл закончился и начинается следующий. Следует заметить, что подпитка энергией коленчатого вала происходит только во время такта рабочего хода. Во время всех остальных тактов поршень перемещается (так называемые насосные ходы) за счет энергии, накопленной коленчатым валом от предыдущих рабочих циклов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания — видео:

То есть в течение двух оборотов коленчатого вала подпитка его энергией происходит только пол-оборота. Это одна из причин невысокого коэффициента полезного действия четырехтактных двигателей.

Читать еще:  Двигатель hyundai g4ee характеристики

Дизельные двигатели

Казалось бы, всё, что можно было придумать, уже создано. Но, так не считал талантливый изобретатель из Германии Рудольф Дизель. Его интересовало, как можно ещё изменить и усовершенствовать принцип Отто. В результате его трудов, появился ещё один двигатель, который по сей день используется повсеместно, особенно – в грузовом автотранспорте.

В чём же принцип работы дизельного двигателя? В таких двигателях, дизельное топливо, или как его ещё называют, солярка, впрыскивается в нужное время под давлением. В результате, горючая смесь образуется непосредственно в двигателе, где частички сжатого топлива соединяются с воздухом и под давлением происходит возгорание.

Увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания можно здесь:

Это двигатель разделенного цикла Air-Hybrid разработан американской компанией Scuderi Group. Он более экономичен, если сравнивать с обычными аналогами. Сотрудники компании рассчитывают, что их изобретение станет настоящим прорывом. Они уже получили на него патент. Для наиболее рационального использования энергии он разделяет 4 стандартных поршневых цилиндра на рабочие и вспомогательные. Это делается для того, чтобы разумно использовать энергию, которую они будут вырабатывать. Механизм функционирования основан на соединении двух цилиндров при помощи специального канала. Далее происходит впрыскивание сжатого воздуха во второй цилиндр с последующим воспламенением топливовоздушной смеси и выхлопом.

Движитель

Каждое транспортное средство имеет движитель – механизм, который сообщает ему движение, перемещает в пространстве. Для этого он использует энергию от постороннего источника. Им может быть специальный мотор или внешняя среда.

Основные виды этого устройства:

  • Колесо.
  • Гусеница.
  • Шнек.
  • Парус.
  • Весло.
  • Гребной винт.
  • Гребное колесо.
  • Водомётный движитель.
  • Лопастной винт.
  • Реактивное сопло.

Колесо – одно из самых древних и распространённых видов движителя. Оно имеется у подавляющего большинства сухопутных транспортных средств. У обычного автомобиля их четыре. Ведущие колёса получают вращение через трансмиссию от встроенного мотора. При движении они взаимодействуют с покрытием дороги. Чем лучше их сцепление с полотном трассы, тем быстрее можно разогнать машину, увеличить тягу. На бездорожье используют устройства с более высоким коэффициентом сцепления: гусеницы или шнек.

До изобретения паровых машин основным видом движителя морского транспорта был парус. Он преобразует бесплатную силу ветра в поступательное движение судна по воде. Но использовать его можно только при движении воздушных масс. В штиль такие корабли стоят или применяют другие способы для перемещения.

Изобретатели первых летательных аппаратов придумали лопастной (воздушный) винт. Лопасти этого устройства при вращении захватывают потоки воздуха и отбрасывают их назад, благодаря чему создаётся усилие по перемещению самолёта вперёд. Чем быстрее вращается винт, тем больше создаётся тяга.

У человека таким устройством будут собственные ноги. Но ситуация кардинально изменится, если он пересядет на велосипед или воспользуется каким-то видом транспорта.

10. Используйте интернет-ресурсы для обучения

В процессе изучения Unreal Engine 4 у вас наверняка возникнут вопросы. Ответы на них можно искать не только в документации:

Если вы зашли в тупик, не стесняйтесь просить помощи у более опытных разработчиков. При этом не забывайте золотое правило: обращайтесь к ним с конкретными вопросами, только если вы исчерпали все возможные варианты решения проблем. Не отнимайте время у профессионала на то, что вы можете сделать сами.

На Unreal Engine 4 сделаны многие современные игры, поэтому движок однозначно рекомендован к изучению всем интересующимся геймдевом. На самостоятельное освоение всех его возможностей потребуются не один год, но есть и более короткий путь. Обратите внимание на курс факультета разработки игр на Unreal Engine 4 образовательной онлайн-платформы GeekBrains. Вы освоите сам движок, научитесь программировать на Blueprints и C++ и сможете самостоятельно создавать игры с нуля. Занятия ведут эксперты-разработчики российских технологических компаний, а успешно окончившие курс студенты получат диплом о профессиональной переподготовке, несколько проектов в портфолио и помощь в трудоустройстве.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector