로켓을 성공적으로 만드는 것이 얼마나 어려운가요?

하늘에 닿는 것보다 어렵다: 성공적인 로켓을 만드는 것이 얼마나 어려운가

12월 27일 20시 45분, 장정 5호 야오-3호 운반 로켓이 발사됐다. 중국 Wenchang Aerospace 현장 점화가 시작됩니다. 발사 비행 테스트는 완전한 성공을 거두었습니다. 이것은 Fat Five의 세 번째 발사였습니다. 이틀 전인 25일, 베이징 싱투 탐사회사가 독자적으로 개발한 '탐사-1·중국 과학기술 도시 별' 상업용 준궤도 발사체가 주취안 위성발사센터에서 첫 비행에 성공하며 과학기술의 새로운 장을 썼다. 중국의 상업용 항공우주 산업의 발전.

20세기 초 로켓이 탄생한 이후 거의 100년이 지났는데, 세계에서 미국, 러시아, 중국, 프랑스, ​​​​등 독자적으로 로켓을 발사할 수 있는 나라는 소수에 불과하다. 영국.로켓 발사의 어려움은 무엇입니까? 어디에서, 이 기사에서는 당분간 서류 제출, 승인, 라이센스 등의 관리 프로세스에 대해 논의하지 않고 로켓 기술에 대해서만 간략하게 설명합니다.

차량으로서는 어떤 종류의 로켓이든 유효하중 외에 로켓 본체, 추진 시스템, 제어 시스템 등 최소한 세 부분으로 구성된다. 일부 로켓에는 자폭, 원격 측정 등 다양한 기능도 있습니다.

적격 로켓탄은 고강도, 고온 및 저온 저항, 저밀도, 가공 용이성 등 기본 특성을 갖추어야 하며, 서로 보완해야 하며 강도가 충분하지 않은 경우 필수 불가결합니다. 큰 가속은 변형이나 심지어 파손으로 이어질 수 있습니다.

온도 저항이 좋지 않으면 고속으로 발생하는 공기 역학적 열을 견딜 수 없습니다. 비행 및 공기 마찰로 인해 로켓의 내부 온도가 급격히 상승하고 저하됩니다. 밀도가 크면 처음 세 가지 조건이 충족되더라도 로켓의 탑재량은 감소하므로 다음과 같은 경우에는 좋은 선택이 아닙니다. 처리가 매우 어렵습니다.

고정밀 합금재료와 복합재료는 로켓의 구조적 성능을 보장하지만, 이러한 재료를 어떻게 얻고 가공하는지가 많은 국가를 난처하게 만드는 첫 번째 장애물이 되었습니다. 다양한 국가의 로켓 구조 재료의 공식과 공정은 기성 재료를 역연구 및 개발에 사용하더라도 올바른 요소 유형을 알아내기 전에 수백 번의 테스트와 분석을 수행해야 합니다. 비율.

그러나 이는 수천 마일에 달하는 긴 여정의 첫 번째 단계에 불과합니다. 온도, 습도, 시간, 조정 속도 등 수많은 프로세스 매개변수를 어떻게 제어할 수 있을까요? 다른 매개변수의 연계 변경을 유발하며, 변경 결과는 어떻습니까? 구조 부품 원제품의 품질을 제어할 수 있으려면 이러한 모든 공정 수량과 수많은 순열 및 조합을 하나씩 경험해야 합니다.

처음 두 가지 장애물을 극복했다고 가정할 때, 다음 과제는 이러한 고강도, 내열성 원료를 어떻게 최종 요구되는 형상으로 가공하고 일관된 강도와 두께를 확보하는가입니다. 균일하고 잘 밀봉되어 있습니다. 약간의 약한 링크라도 이륙 후 로켓의 고주파 진동으로 인해 기계적 피로를 유발하여 구조적 손상을 일으키거나 심지어 로켓이 분해될 수 있다는 점에 유의해야 합니다. GSLV-F06 운반로켓이 발사됐다. 폭발은 공중에서 2분 만에 발생했으며 프로펠러 커넥터 파손으로 인해 발생했다.

로켓 엔진에 주목하세요. 로켓의 핵심인 로켓 엔진의 구조 재료는 쉘 재료보다 더 높은 성능 요구 사항을 갖습니다. 동시에 엔진 추진제 역시 케이싱 원료 생산과 마찬가지로 고체 엔진이든 액체 엔진이든 고성능 연료를 대량으로 안정적이고 안전하게 얻는 데 수십 년이 소요되는 가장 큰 어려움 중 하나입니다. 스킬 축적.

추진제는 세대에 따라 연소 효율과 에너지 밀도가 크게 다릅니다. 우리나라도 최근 몇 년 동안 액체 수소/액체 산소 추진제 기술만 마스터했습니다. 또한 엔진은 복잡한 동력 시스템으로서 고압 안정성, 효율적인 냉각, 안정적인 연소 등의 문제도 해결해야 합니다.

디스커버리 1호가 첫 비행에 성공한 당일, 베이징 인터스텔라 글로리 스페이스 테크놀로지 주식회사(Beijing Interstellar Glory Space Technology Co., Ltd.)는 재사용 가능한 액체 '포커스 1(Focus 1)'에 대한 500초 전체 테스트를 완료했다는 점을 언급할 만하다. 산소메탄 엔진을 처음으로 장거리 시험 가동한 결과 엔진이 정상적으로 작동하고 매개변수가 안정적인 것으로 나타났습니다. 이는 우리나라 민간 항공우주 산업이 엔진 분야 핵심 기술의 축적과 돌파를 완료했음을 의미합니다. 제품 배송에 한 걸음 더 가까워졌습니다.

재료와 힘의 문제를 해결하는 동시에 로켓을 보다 안정적으로 비행할 수 있는 방법도 고려해야 합니다. 로켓은 이륙하기 전에 비행 궤적을 미리 설정합니다. 로켓이 미리 결정된 궤적에 따라 배달 임무를 완료할 수 있도록 경로를 수정하기 위해 언제든지 자세를 조정해야 합니다.

로켓은 자이로스코프, 가속도계 및 GPS를 사용하여 자세와 위치를 실시간으로 파악하고 데이터를 제어 시스템과 동기화하여 편차와 수정을 계산하고 마지막으로 가스 방향타와 노즐을 제어하여 반응하고 제어 주기를 완료합니다.

이 과정에서 로켓이 시간의 변화를 감지하고, 시간에 맞춰 반응할 수 있는지, 그리고 그 반응이 효과적인지는 소프트웨어와 하드웨어의 수준과 밀접한 관련이 있습니다. 둘째, 반응이 약간 느리거나 로켓이 제자리에 있지 않으면 로켓이 미리 설정된 계획에서 벗어나 심각한 경우 로켓이 제어력을 잃고 충돌할 수도 있습니다.

또한 로켓은 고도로 정교하고 통합된 창작물입니다. 다양한 부품을 어떻게 완벽하게 결합하고 조화롭게 배치하며 중복되게 만드는가 그 자체가 과학입니다. 중국의 항공우주 산업과 인재에 대한 장기적인 교육을 통해 우리나라의 상업 항공우주 기업은 중국 항공우주 발전의 급행 열차에 탑승했습니다.

엄밀히 말하면 로켓 제작은 고도의 과학적인 관리 하에 수많은 성숙한 과학 연구 인재와 숙련된 인력이 필요하고, 이후에는 10,000개에 가까운 성공적인 제품이나 기술이 필요합니다. 수많은 시뮬레이션, 계산, 실험 및 실패를 거쳐 성공적으로 구축될 수 있으며 이는 상업용 로켓 기술에서 획기적인 발전이 드물다는 것을 더욱 강조합니다.