模塊化,可重復使用的設計是一種需要認真考慮的設計方法。 SpaceX將其相關的優(yōu)勢與其Falcon飛船系列相結合。 Falcon Heavy遠程重型有效載荷火箭是他們最新的努力,是用現(xiàn)有的Falcon型號制造的。此外,獵鷹火箭被設計成以受控方式著陸,以便它們可以重復用于未來的任務。在他們的下一個任務中,SpaceX將發(fā)射一架獵鷹 - 并將其降落 - 配備一臺重復使用的發(fā)動機。如果成功,它將是SpaceX的又一個第一個,這個名稱與推動太空探索的極限有關。我們可以從他們的設計中學到什么?
當我還是個孩子的時候,我喜歡和樂高積木一起玩。你可以用它們構建幾乎所有東西:摩天大樓,宇宙飛船,火箭,汽車,主題公園等。樂高積木的美妙之處在于,即使是成品仍然是可以添加和擴展的“部分”。有一次,當我拆開我制造的戰(zhàn)斗機時,我意識到我可以將模型變成別的東西。由于樂高積木是完全模塊化的,因此沒有什么可以阻止我。不久之后,我的戰(zhàn)斗機變成了一架航天飛機。
樂高可能是一個兒童玩具,但沒有什么關于模塊化設計方法的少年。實際上,SpaceX將這種設計方法應用于很好的效果。他們目前的工程目標是創(chuàng)建一系列可擴展,可重復使用的航天器,能夠承載重載荷和長任務范圍。 Falcon系列火箭是最明顯的創(chuàng)造你所謂的航天器“樂高”的努力:一種簡化的模塊化設計。這在實踐中如何運作?
樂高積木不僅僅是一個玩具。 SpaceX在其可重復使用的模塊化火箭中應用了相同的概念。
獵鷹重型:類固醇的樂高積木
Falcon Heavy是最近的發(fā)展重點,完全是樂高方法的象征。設計簡報雄心勃勃:行星際任務范圍和超重100,000磅的“超重”有效載荷。它具有兩個“綁帶”式助推器級,連接到中央核心火箭,這是較舊的獵鷹9型車。每個部分,包括兩級Falcon 9核心,采用標準化制造方法的車身設計。鋁合金以及有效的焊接技術用于確保高強度,同時簡化火箭內部結構的工藝步驟。更重要的是,F(xiàn)alcon Heavy的每個部分使用相同的九個“Merlin 1D”起飛引擎,飛行導航和控制計算機??偠灾?,這意味著SpaceX可以使用相同的生產(chǎn)方法快速構建Falcon Heavy或其他型號。例如,每當太空任務要求時,從Falcon 9建造一個Falcon Heavy。理想情況下,這最終會導致最終的樂高戰(zhàn)略:從先前任務中使用的助推器和核心部分構建獵鷹重力。
< div> 獵鷹重型火箭:兩個助推器部分,兩側綁在核心部分,與其他獵鷹模型共用。
打造它們,打破他們似乎已經(jīng)掩蓋了一個重要的事實:對于一個Falcon Heavy來自過去的任務硬件,那些“太空樂高積木”需要是可以恢復的,對嗎?當然,SpaceX開始著手實現(xiàn)這一目標。 Falcon 9采用革命性的著陸系統(tǒng)。在返回下降時,火箭旋轉180度并發(fā)射引擎以減緩墜落速度。這使它能夠以受控的方式到達著陸區(qū)域。
一旦它接近恢復地點,火箭就會部署其起落架并完成垂直著陸。 2015年12月,F(xiàn)alcon 9 Full Thrust火箭是第一個能夠實現(xiàn)這種革命性恢復方法的模型。當它發(fā)射時,獵鷹重型將為主要部分和帶式助推器提供相同的著陸系統(tǒng)。這意味著Falcon 9可以用于較短的任務,然后在商業(yè)需求需要時升級為Falcon Heavy。一次性航天器的時代 - 被視為“做生意的成本” - 已經(jīng)結束。
SpaceX正在使用引擎和機身部分構建一系列火箭。獵鷹重是最近的努力。
獵鷹9在歷史性的發(fā)射中起飛
垂直登陸火箭是一項杰出的成就,也是Falcon Heavy成功之路上的一個重要里程碑。也就是說,除了降落火箭之外,還有更多內容。發(fā)動機,結構和控制計算機需要繼續(xù)為未來的任務工作。當你把它們拆開時你的樂高積木并沒有失去它們的完整性,獵鷹火箭也不會,這是最好的發(fā)射設計。
3月30日星期四,SpaceX正在推出一款Falcon 9火箭這個終極考驗。作為常規(guī)衛(wèi)星發(fā)射任務的一部分,這枚火箭將在2016年4月恢復發(fā)射和降落。雖然它已經(jīng)在為期四個月的計劃中進行了翻新,但助推器部分的關鍵部件,包括發(fā)動機,都是直接結轉。如果成功,這將是一個無與倫比的壯舉,并且清楚地表明模塊化火箭及其明顯的經(jīng)濟性是可以實現(xiàn)的。
模塊化設計方法無疑為SpaceX做了很多事情,但它可以使PCB受益設計師也是如此。除了節(jié)省時間和金錢的明顯好處之外,研究和設計兩次相同的東西是低效的。這就是為什么Altium創(chuàng)建了一個與PCB軟件配合使用的設計軟件包,可讓您直接從供應商處提取ECAD設計數(shù)據(jù),并將其按需應用到您的最新項目中。然而,這不僅僅是將樂高積木拉出一個盒子。與您的項目和內部創(chuàng)建動態(tài)關系。規(guī)格,文檔,可用性甚至定價數(shù)據(jù)都會進行實時更新。與Altium的專家交談,了解如何簡化工作流程中的繁瑣工作,讓您專注于創(chuàng)意PCB設計,這樣您就可以設計像獵鷹一樣重磅推出。
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