Главная -> Творчество -> LEGO® Виртуальное моделирование -> Виртуальные самоделки

Вот так летал Гагарин! (прототип ракеты "Восток") от K E R K

K E R K, 2016-02-23 01:24:42 +00:00

Привет, Леголандия и ее граждане с гражданками. Недавно я показал своего первенца - Лунный исследовательский модуль. И благодарю вас всех за довольно теплый прием; даже не ожидал. Всё-таки самая первая моя работа в мире виртуального LEGO. Затем я задумался: а как мой "Лунтик", собственно, с Земли до Луны доберется?.. Надо ему сделать ракету-носитель. Начал пробовать... Но там "ого" получается. Очень большая и сложная конструкция. Я к такой еще не готов, надо потренироваться. А самая лучшая тренировка - сделать что-то близкое к желаемому, но попроще-поменьше. Проще и меньше - это отправить на околоземную орбиту космонавта и вернуть его потом обратно. Т.е. повторить в LEGO подвиг Юрия Гагарина. Этим я и занялся. Так что если кому интересно - как летал Гагарин, то общая концепция представлена здесь. Конечно, каждую мелочь не учтешь, но смысл я передаю верно. Итак, ракета-носитель "Восток" с космическим кораблем "Восход". Правда, без стартового стола: неплохо, конечно, построить попутно еще и Байконур, но это как-нить в следующий раз :) Вот так она и взлетит. И поднимется высоко в небеса. И где-то намного выше, чем летают самолеты, в блоках первой ступени кончится керосин. Пора сбрасывать. Я не стал пытаться рисовать пламя и дым; карандашом я кое-как владею, а вот на экране рисовать так за всю жизнь и не научился. Но можете мне поверить на слово, что ракета летит всё выше и выше, выходя на орбиту, и при этом работают двигатели второй ступени. Вот эти самые. А потом, когда и вторая ступень выгорит - она тоже отделяется, оставляя на орбите собственно космический корабль с космонавтом: Вот так выглядит космический корабль LEGO, моего производства )) Как и Лунный модуль - я уделяю внимание играбельности. Всё-таки Лего - это игрушка. И все дети любят, когда в игрушках есть подвижные детали, можно что-то открыть и посмотреть - что там внутри, и еще чтоб что-то чем-то стреляло. У Гагарина, правда, с собой бластера не было, но вот открыть кабину - святое: Ну и, после "выполнения программы полета", пора вернуться на землю. Тут мы используем торможение собственными двигателями космического корабля, которые для такой задачи поворачиваются вдоль оси корабля (на настоящем - не поворачиваются. Значит, мои лучше) Современные "Союзы" состоят из трех основных частей: орбитальный отсек, спускаемый аппарат и приборно-агрегатный отсек. Корабль Гагарина не имел орбитального отсека; их вообще в то время не существовало. А вот приборно-агрегатный - был. У меня его роль выполняет как раз та часть, на которой закреплены двигатели. Собственно, и у настоящих космических кораблей компоновка такая же. После того, как торможение двигателями завершено - приборно-агрегатный отсек отстреливается и космонавта ждет несколько неприятных минут свободного падения на космической скорости. Чтоб не сгореть мгновенно - соответствующая часть спускаемого аппарата выполняется из специальных жаростойких материалов. У меня это выглядит вот так: А желающие могут представить себе последнюю часть спуска - это когда аппарат достаточно затормозился об атмосферу и величаво спускается куда-то в казахские степи на парашюте... Парашют я делать не пробовал. Вот и весь алгоритм космического полета, и с 1961 года по сей день мало что изменилось. Теперь можно и о носителе для своего лунника подумать.

Limga, 2016-02-23 07:33:28 +00:00

Здорово, что есть работы по космической тематике:) Это моя отрасль специализации, так что не мог пройти мимо. Есть много нюансов и космического корабля "Восток" и самого полёта Гагарина, которые можно исправить в угоду реализму. Если вам интересно - перечислю их. Изменено 23 февраля 2016 пользователем Limga

K E R K, 2016-02-23 09:31:02 +00:00

Спасибо за отзыв. Понятно, что надо бы сказать за отстрел головного обтекателя и за катапультирование космонавта с креслом из капсулы - это из самого очевидного... Но LEGO, тем более в виртуальном исполнении, накладывает свои ограничения. А вот деткам для общего представления такая игрушка куда полезнее того набора, который я как-то разглядывал (то ли BRIKS, то ли BELA; сейчас много подделок пол фирму...) - в наборе: астронавт, какой-то пульт управления, и отдельно - ракета на стартовом столе. Только ракета эта - чуть выше самого астронавта. Т.е. - вроде как набор, но поиграться там не с чем. Мне же хотелось хоть более-менее приблизиться к реальности и согласитесь - у меня из этого что-то получилось. Буду рад помощи; если не в труд - опишите нюансы. Может быть, какие-то из них можно будет воплотить в модель, а затем и построить уже в пластмассе.

Limga, 2016-02-23 10:47:17 +00:00

Конечно, общие принципы вы реализовали и описали абсолютно верно. Не сочтите за занудство, пусть это будет краткий экскурс для расширения кругозора:) Для начала о конструкции самой ракеты-носителя. Из-за первой ступени очень похоже на Ангару. Привел фото РН "Восток": посмотрите, как блоки первой ступени примыкают ко второй ступени. Это сделать довольно сложно, конечно, но узнаваемость повысится в разы. Так же можно увеличить количество сопел до реального значения и сделать подобие ферменной конструкции между головной частью и второй ступенью. О конструкции полезной нагрузки напишу далее. Теперь по взлету. Наверняка вы это подразумевали, но не описали. Я считаю, что об этом стоит обязательно говорить при игре с детьми. Ракеты, которые выводят нагрузку на орбиту, никогда не летят строго вертикально вверх. Практически с самого старта начинается изменение угла тангажа (относительно горизонтали). Думаю, стоит это показывать на картинках:) Ведь на орбите космический аппарат движется по траектории, практически параллельной земной поверхности. И поэтому обычно плоскость движения на рисунках и картинках разворачивают горизонтально. Про сам космический аппарат. Привел картинку ниже. Первое, что бросается в глаза у вас - это то, как космонавт ориентирован в корабле. К сожалению, скорее всего взлет при такой посадке приведет к нехорошим последствиям, может быть, даже к летальному исходу. Все космонавты при старте и спуске находятся в положении полулежа, и что более важное, их кресла ориентированы так, чтобы направление движения было перпендикулярно позвоночнику и кровяным сосудам. Пилоты самолета тоже так садятся. Это необходимо для того, чтобы перегрузке при старте и спуске приходились перпендикулярно кровяным сосудам, иначе возможно кислородное голодание отдельных органов, в том числе и мозга, что приводит если не к смерти, то к невозможности управления кораблем космонавтами. Поэтому рекомендую разместить фигурку как на настоящем космическом корабле. По самой конструкции: Гагарин летел в шарике, поскольку на то время это была самая изученная аэродинамическая форма. Шарик сделать сложнее, но было бы здорово:) Ну и иллюминатор там был крохотный. Торможение действительно происходит основной двигательной установкой, но я не понял, причем здесь вращение двигателя вокруг оси корабля:) При спуске с орбиты корабль выстраивается в ориентацию, при которой двигатели ориентированы по ходу движения, и дается команда на тормозной импульс. Так же для полета Гагарина был предусмотрен резервный вариант в случае отказа двигателей: благодаря низкой орбите естественное торможение об атмосферу спустило бы аппарат дней за 10. Однако орбита "Востока" оказалась километров на 100 выше расчетной и большое счастье, что двигатель сработал, иначе бы естественно торможение заняло бы в два раза больше времени. Да и отсеки разделились не сразу: пиронож, который должен был отрезать кабели между приборным и спускаемым отсеком, не сработал и разошлись отсеки уже в плотной атмосфере, когда кабели сгорели из-за трения. При спуске на парашюте у Гагарина тоже было много проблем, могу потом рассказать. Я думаю, вы знаете, что "Восток" коснулся земли без Гагарина. Однако вы не правы, говоря, что с 61 года мало что изменилось. Спускаемый аппарат "Союзов" имеет специальную форму (сегментно-конусную) и смещенный относительно оси симметрии центр масс, что обуславливает устойчивый угол атаки и возможность изменения подъемной силы. Благодаря этому есть возможность контролировать дальность атмосферного участка полета и снизить перегрузки. Так что свободным падением спуск нынешних космических аппаратов назвать трудно. Однако, бывают аварийные режимы, когда перегрузки достигают высоких значений и аппарат действительно спускается по баллистической траектории, но это резервный случай. Извиняюсь за много букв и, возможно, излишнее рассмотрение деталей. Просто хочется показать людям, как сейчас летают в космос:) Если есть еще вопросы, обращайтесь, с удовольствием и максимально полно постараюсь ответить. Изменено 23 февраля 2016 пользователем SovetskiyMedved

K E R K, 2016-02-24 22:25:46 +00:00

Круто, спасибо! Жаль, уровень не-знаю-чего на этом форуме еще не позволяет нажимать кнопку "Нравится" и влиять на репутацию, но это дело наживное и за мной не заржавеет ;) Теперь по пунктам. Разумеется, боковые блоки первой ступени должны примыкать ко второй с некоторым наклоном - я это знаю, и это не так уж сложно организовать даже в виртуальной конструкции; я даже и пробовал это сделать, но скоро понял, что в такой маленькой конструкции сделать боковые ступени наклонными - будет выглядеть некрасиво и неестественно. Тогда надо сильно удлинять корпус, приводя его в более реалистичную форму, а задача была - играбельность и видимая возможность построить по виртуальной модели настоящую игрушку. То же можно сказать и о собственно двигателях: количество основных и рулевых дюз, разумеется, больше в оригинале, чем в моей детской поделке. Но, опять же - меньше кубиков - больше шансов на то, что я когда-то увижу в комментариях фотографию по-настоящему сделанного корабля, а это будет, пожалуй, высшей наградой. О ферме между КК и носителем я тоже думал, но в угоду, опять-таки, играбельности (позже выложу файл программы для детального ознакомления) сделал конструкцию несколько иной: корабль и носитель соединены штырем и легко отделяются. Т.е. отделение второй ступени выполняется одним движением руки без риска отделить что-то не то. Траектория - да, об этом следует сказать и, возможно, следовало для скринов соответственно развернуть конструкцию. Поленился ))) А вот о правильном положении космонавта я подумал! Не настолько, как это "положено" с точки зрения физиологии и выживаемости под нагрузкой но, скажу так - обозначил, что космонавт не должен сидеть прямо. Специально для этого я открыл и частично разобрал свою модель, чтобы показать: кресло наклонено от вертикальной оси, "космонавт" сидит почти правильно: В LEGO есть возможность сделать требуемого размера шарик - как раз под одну минифигурку. Но соединить этот шарик со всей остальной конструкцией, вставить внутрь наклоненное кресло, сделать отсек открывающимся... Нет, не нашел я таких запчастей среди предлагаемых. Так что форма орбитального отсека продиктована имеющимися деталями, а не реальностью. И прозрачность передней стенки тоже ))) Это в игре Sims-3 можно в стенку встроить очень даже круглый и похожий иллюминатор; в Лего, увы, таких окошек не предусматривается. Повышаем обзорность)) Несколько попыток сократить общую высоту конструкции - одно из решений как раз в креплении двигателей приборно-агрегатного отсека на поворотной конструкции. Получилось интересно - так и оставил. Понятно, что ни о каких поворотных дюзах в 61-м году и речи не было :) Форма спускаемого аппарата "Союзов" лучше всего характеризуется, как форма фары на старинном автомобиле - вот так, примерно. Там где у фары стекло - у спускаемого аппарата термообшивка. Я верно излагаю? Ну и напоследок вот выложу ссылку, заранее извиняясь: я не знаю, можно ли увидеть ее незарегистрированному пользователю. Это - ссылка на форум игры EVE online, где я, так сказать, прожил много счастливых лет. Когда-то у меня не было ни LEGO, ни возможностей виртуального моделирования, и я сделал примерно тоже самое - только не на мониторе, а на столе. Используя, картон, клей и пластилин. Если по ссылке откроется - думаю, вам будет интересно посмотреть там на картинки. http://forum.eve-ru.com/index.php?showtopic=109891&p=2951401 Спасибо за подробности касательно смещенного центра тяжести и еще некоторых мелочей: узнал для себя что-то новое :)

Артлего, 2016-02-26 12:33:22 +00:00

Ох ты, красота! Что в течение, что в комментариях! И напоминает реализм в стиле олдскульных наборов!

Limga, 2016-02-27 10:29:31 +00:00

Форма спускаемого аппарата Союза действительно похожа на фару, но не такая плавная, все же. Простыми словами это можно описать так: "пол" и "потолок" - это шаровые сегменты, а "стенки" - это боковая поверхность усеченного конуса. В реальности все чуточку сложней, но я в эти подробности не вдавался, это к аэрофизикам:) Термообшивка у аппарата имеется на всей поверхности (после приземления вся поверхность обгорелая), но действительно на "полу" термозащита самая сильная. Можно так же добавить, что перед разделением отсеков Союз ориентируется перпендикулярно скорости, чтобы траектории отделенных отсеков не пересекались с аппаратами. Однако не всегда это гладко проходит: как-то космонавт Калери (он у меня лекции читает) получил задание смотреть все время при спуске в иллюминатор (уже не помню, зачем), и заметил, что приборный отсек пролетает мимо спускаемого аппарата на расстоянии двух метров. Причина была простая: после разделения приборный отсек "думал", что он еще часть целого корабля и сходил с ума от показаний датчиков и сам включал двигатели. После этого случая приборный отсек отводится еще дальше собственными двигателями, если мне не изменяет память. Посмотрел на вашу картонную модель. Очень и очень круто! Отличное наглядное пособие:)

K E R K, 2016-02-27 10:57:15 +00:00

Спасибо. А вот из того, что я раньше не знал - о том, что Гагарин мог задержаться на орбите намного дольше расчетного времени, и что орбита была настолько низкой... Нигде такого не читал. Но ведь у него там система жизнеобеспечения - не на месяц же? Даже простейшее - отправление естественных надобностей - разве было предусмотрено для такого полета?

Limga, 2016-02-27 11:38:43 +00:00

Вообще говоря, Гагарину там было достаточно просторно, по размерам капсула Востока схожа со спускаемым аппаратом Союза, а Гагарин там был один. Так что скорее всего не было проблем с тем, как устроить систему жизнеобеспечения на 10 суток. Не знаю, что там было с туалетом, однако могу с уверенностью сказать, что отечественные космические туалеты - лучшие в мире:) У американцев с этим было все очень плохо и они даже летали с памперсами.

Aves, 2016-02-29 09:44:09 +00:00

Отличная ракета, понравилась конструкция)