X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В начале космической эры, в период «космической гонки» (1957-1975г.г.) – период соперничества в области освоения космоса между двумя «космическими державами» СССР и США [1], - тема космоса была очень популярна и любое событие, связанное с освоением космоса, имело широкий общественный резонанс, т.к. люди мечтали о покорении космического пространства. Но со временем интерес к космической отрасли стал спадать. В настоящее время запуск космического аппарата считается обыденным событием и мало кто знает фамилии космонавтов, которые в настоящий момент находятся на орбите. Именно для того, чтобы заинтересовать темой космоса как можно больше детей и подростков, был создан наш проект.

Цель проекта - создание конструктора по сборке моделей космических аппаратов (КА) с помощью программы T-FLEX CAD.

В рамках проекта была запланировано создание разборных моделей космических аппаратов, напечатанных на 3D принтере, которые будут использоваться в качестве приложений к журналам об истории освоении космоса. Покупая данный журнал с конструктором, читатель сможет ознакомиться с основными элементами КА и их назначением, роли КА в освоении космоса, интересными фактами, связанными с данным КА. Чтение журнала может подтолкнуть на дальнейшее изучение вопросов, связанных с космонавтикой.

В ходе проекта планируется разработка нескольких моделей КА, которые характеризуют основные этапы развития российской космонавтики: первый искусственный спутник «ПС-1», первый пилотируемый космический корабль «Восток», многоместные космические корабли «Восход» и « Союз», орбитальные станция «Мир» и «МКС».

Для выполнения проекта потребовалось решить следующие задачи:

- На основании чертежей космических аппаратов, имеющихся в широком доступе, потребовалось создание эскизов различных элементов. Чертежи элементов КА имеют значительное количество мелких деталей, которые при печати на принтере будут слишком хрупкими, чтобы решить данный вопрос потребовалось создание упрощенных эскизов деталей, с соблюдением всех необходимых размеров в выбранном масштабе.

- Создание чертежей деталей и 3D моделирования выполнялось в системе автоматизированного проектирования T-FLEX CAD, разработанной российской компании «Топ Системы» [2].

- Так как проектируемые детали являются частью сборного конструктора, потребовалось выбрать способ крепления деталей между собой и прорисовать на деталях данные элементы крепления.

- Для проверки корректности выполнения чертежей отдельных элементов КА (отсутствие пересечения деталей, совпадение крепления и т.д.) в программе T-FLEX CAD была выполнена сборка модели КА.

На рис. 1 представлена 3D модель первого искусственного спутника «ПС-1» в разобранном виде.

Рис.1 3D модель первого искуственного спутника «ПС-1»

Для того, чтобы напечатать детали из CAD системы, необходимо преобразовать их в формат STL, а затем произвести «слайсинг» - деление деталей на слои для дальнейшей печати на 3D принтере с помощью специализированной программы.

Печать деталей выполнялась на 3D принтере с использованием ABS-пластика.

После печати была произведена дополнительная механическая обработка деталей (шлифовка следов нанесения слоев на принтере), грунтовка, покраска и финальная сборка моделей. На рисунке 2 представлена фотография деталей, распечатанных на 3D принтере.

Рисунок 2. Детали распечатанные на 3D принтере.

Кроме предложенного варианта применения, разработанные модели космических аппаратов возможно использовать в образовательных учреждения в качестве вводной части к урокам по 3D моделированию или по истории освоении космоса. Также напечатанные детали можно использовать в качестве сувенирной продукции.

Список литературы:

Космическая гонка [электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Космическая_гонка

Руководство пользователя T-FLEX CAD. Трехмерное моделирование. [Электронный ресурс] .URL: http://www.tflexcad.ru/download/documentation/

Код для цитирования: Скопировать