Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ВЫБОР ЗЕМНЫХ ГРУНТОВ-АНАЛОГОВ КАК СРЕДЫ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ЛУННОГО РЕАКТИВНОГО ПЕНЕТРАТОРА

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.28-30.069-081

Полный текст:

Аннотация

Поднят вопрос исследования Луны в связи с проектами по использованию спутника Земли в будущей энергетике. По последним данным Луна богата гелием-3 и на ней обнаружена вода в виде льда. Лунный гелий можно применять в качестве термоядерного топлива, вода же необходима для обеспечения лунной базы, а также как источник для получения водорода. Все эти факторы делают задачу строительства лунных баз актуальной, а все эти направления деятельности требуют проведения бурильных работ на глубину от двух до десятков метров. Для исследования внутренней структуры Луны и решения ряда научных задач предлагается применять реактивные пенетраторы, которые представляют собой проникающие зонды-устройства, снабженные ракетными двигателями твердого топлива. Эти задачи связаны с образованием скважин в лунном грунте, а также доставкой научной аппаратуры, располагаемой в приборном отсеке, в заданную область грунтового пространства и/или возвращением ее на поверхность грунта. На основе данных, полученных отечественными и зарубежными экспедициями на Луну, приведены основные физико-механические свойства реголита. Физические характеристики лунного реголита значительно отличаются от свойств земных грунтов, что связано с другими условиями формирования и существованием верхнего покрова земного спутника, где присутствует идеальный вакуум и полностью отсутствует вода. Так, реголит обладает высокой пористостью и способностью к уплотнению, адгезии и накоплению электрического заряда, при этом высокая способность частиц лунного грунта к прилипанию способствует резкому возрастанию сил трения, а расход мощности на бурение в вакууме увеличивается. Подобраны ближайшие земные аналоги лунного грунта. Правильность выбора модельного грунта подтверждается представленными результатами расчётной и экспериментальной глубины проникания пенетратора, полученной в лабораторных условиях на стенде.

 

Об авторах

В. В. Родченко
ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия
д-р техн. наук, профессор, почетный работник Высшей школы, действительный член Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, заместитель заведующего кафедрой «Управление эксплуатацией РКС Московского авиационного института


Э. Р. Садретдинова
ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры «Управление эксплуатацией ракетно- космических систем»


В. А. Заговорчев
ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия
анд. техн. наук, доцент кафедры «Управление эксплуатацией ракетно-космических систем»


А. В. Галеев
ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия
аспирант кафедры «Управление эксплуатацией ракетно-космических систем»


Список литературы

1. Маров, М.Я. Космические исследования Луны и планет [Текст] / М.Я. Маров, Ю.А. Нефедьев, А.В. Гусев // Земля и Вселенная. – 2010. – № 2. – С. 53–59.

2. Основные положения федеральной космической программы 2016-2025 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.roscosmos.ru/22347/. – (Дата обращения: 11.06.16.).

3. Зеленый, Л.М. Луна: исследование и освоение вчера, сегодня, завтра, послезавтра [Текст] / Л.М. Зеленый [и др.] // Природа. – 2012. – № 1. – С. 23–29.

4. Строгонова, Л.Б. Лунная база, проблемы обитаемости [Текст] / Л.Б. Строгонова [и др.] // Труды МАИ. – 2013. – № 67. – С. 11.

5. Богачева, М.Н. Оценка эффективности развития глобальной энергетики на базе использования лунных ресурсов «Гелий-3» [Текст] / М.Н. Богачева // Труды МАИ. – 2010. – № 38. – С. 47.

6. Slyuta, E.N. The estimation of helium-3 probable reserves in lunar regolith / E.N. Slyuta, A.M. Abdurahimov, E.M. Galimov // Lunar and Planet. Sci. – 2007a. – Vol. 38. – Id. 2175.

7. Галимов, Э.М. Замыслы и просчеты: Фундаментальные космические исследования в России последнего двадцатилетия. Двадцать лет бесплодных усилий [Текст] / Э.М. Галимов. – М.: Едиториал УРСС, 2010. – 304 с.

8. LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon | NASA [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nasa.gov/mission_pages/LCROSS/main/pre lim_water_results.html. – (Дата обращения: 13.11.2009).

9. Яковлев, А.И. Изучаем земной и космический водород [Текст] / А.И. Яковлев, Г.М. Федоренко, А.Р. Щекин // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2012. – № 7. – С. 12–23.

10. Галеев, А.Г. Этапы полета, факторы и нагрузки, действующие на ракетно-космическую технику при научных исследованиях планет с использованием кислородно-водородного топлива [Текст] / Галеев А.Г., Захаров Ю.В., Маркачев Н.А., Михай-лов Д.Н. // Международный научный журнал «Аль-тернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 9–10. – С. 95–106.

11. Lorenz, R.D. Planetary penetrators: Their origins, history and future [Text] / R.D. Lorenz // Advances in Space Research. – 2011. – Vol. 48. – Iss. 3. – P. 403–431.

12. Collinson, G. Planetary penetrators: The vanguard for the future exploration of the solar system [Text] / G. Collinson // Journal of the British Interplanetary Society. – 2008. – Vol. 61. – P. 198–202.

13. Родченко, В.В. Основы проектирования реактивных аппаратов для движения в грунте [Текст] / В.В. Родченко. – М.: МАИ-ПРИНТ, 2009.

14. Черкасов, И.И. Грунт Луны [Текст] / И.И. Черкасов, В.В. Шварев. – М.: Издательство «Наука», 1975. – 144 с.

15. Слюта, Е.Н. Физико-механические свойства лунного грунта (обзор) [Текст] / Е.Н. Слюта // Астрономический вестник. – 2014. – Т. 48. – № 5. – С. 358.

16. Черкасова, Л.И. Исследования грунтов луны. история и перспективы [Текст] / Л.И. Черкасова // Вестник МГСУ. – 2011. – № 5. – С. 301.

17. Аким, Э.Л. Забор и доставка на землю образцов лунного грунта автоматическим космическим аппаратом «Луна-16» [Текст] / Э.Л. Аким // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. – 2010. – № 4. – С. 33–35.

18. Стахеев, Ю.И. Сравнительные характеристики распределения размеров частиц лунного грунта на местах посадок АЛС “Луна-16” и “Луна-20” [Текст] / Ю.И. Стахеев, А.В. Иванов, Е.К. Вульфсон // Космические исследования. – 1976. – Т. 14. – № 3. – С. 428–434.

19. Королев, В.А. Моделирование гранулометрического состава лунных грунтов [Текст] / В.А. Королев // Инженерная геология. – 2016. – № 5. – С. 40–50.

20. Заговорчев, В.А. Влияние особенностей функционирования двигателя на технические характеристики лунного пенетратора [Текст] / В.В. Родченко [и др.] // Труды МАИ. – 2012. – № 59. – С. 9.

21. Садретдинова, Э.Р. Выбор параметров лунных пенетраторов со сквозным каналом [Текст] / В.А.Заговорчев, В.В. Родченко, Э.Р. Садретдинова / Вестник Московского авиационного института. – 2014. – Т. 21. – № 2. – С. 32–40.

22. Велданов, В.А. Возможности моделирования проникания тел в грунтовые среды [Текст] / В.А. Велданов [и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2013. – № 9 (21). – С. 28.

23. Васильчук, Ю.А. Грунтоведение [Текст] / Ю.А. Васильчук [и др.] // Под ред. В.Т. Трофимова. – 6-е изд., переработ. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с.

24. ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. – Введ. 2013-07-01. – М.: Стандартинформ, 2013. – 16 с.

25. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. – Введ. 2013-01-01. – М.: Стандартинформ, 2013. – 63 с.

26. Бакулин, В.Н. Исследование влияния свойств грунта посадочной поверхности на устойчивость процесса посадки космического аппарата с механическим посадочным устройством [Текст] / В.Н. Бакулин [и др.] // Вестник Московского авиационного института. – 2014. – Т. 21. – № 1. – С. 25–32.

27. Федорова, Н.А. Влияние прочностных свойств поверхностного слоя космического тела на глубину проникания реактивных пенетраторов [Текст] / Н.А. Федорова // Молодежный научно-технический вестник. – 2015. – № 11. – С. 3.

28. Федоров, С.В. Использование импульса реактивной тяги для увеличения глубины проникания исследовательских модулей в малопрочные грунтовые преграды [Текст] / С.В. Федоров, Н.А. Федорова, В.А. Велданов // Известия Российской академии ра-кетных и артиллерийских наук. – 2014. – № 4. – С. 53–63.

29. Баженов, В.Г. Экспериментально-теоретический анализ нестационарных процессов взаимодействия деформируемых ударников с грунтовой средой [Текст] / В.Г. Баженов [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. – 2001. – Т. 42. – № 6. – С. 190–198.

30. Баландин, В.В. Экспериментальное изучение динамики проникания твердого тела в грунтовую среду [Текст] / В.В. Баландин [и др.] // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86. – № 6. – С. 62–70.

31. Родченко, В.В. Экспериментальная проверка метода выбора проектных параметров реактивных пенетраторов для движения в лунном грунте [Текст] / А.Г. Галеев [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2014. – № 16. – С. 46–60.


Для цитирования:


Родченко В.В., Садретдинова Э.Р., Заговорчев В.А., Галеев А.В. ВЫБОР ЗЕМНЫХ ГРУНТОВ-АНАЛОГОВ КАК СРЕДЫ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ЛУННОГО РЕАКТИВНОГО ПЕНЕТРАТОРА. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(28-30):69-81. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.28-30.069-081

For citation:


Rodchenko V.V., Sadretdinova E.R., Zagovorchev V.A., Galeev A.V. THE SELECTION OF TERRESTIAL SOIL-ANALOGS AS A MEDIUM FOR MOVEMENT OF LUNAR REACTIVE PENETRATOR. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(28-30):69-81. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.28-30.069-081

Просмотров: 233


ISSN 1608-8298 (Print)