Главная › Настройки › Информационный портал по безопасности. Как у американских военных

Информационный портал по безопасности. Как у американских военных

Вдохновление написать данный пост про ракетную технику пришло от интереснейших тем про «незаметные сложности ракетной техники». И если не ошибаюсь, то вопрос про «зажигалки» в темах не рассматривался. Пишу первый раз, возможно тема банальная, но мне показалась интересной.

11 июня 2016 года был произведен успешный пуск ракеты тяжелого класса Delta-IV Heavy c КА Orion9 (в рамках миссии NROL-37). Почему старт именно этой ракеты? Во-первых, потому что была запущена в очередной раз самая мощная действующая ракета, во-вторых, это был всего 9-й пуск Дельты Хэви, в-третьих, старты Дельты Хэви очень красивые и эффектные (низкая тяговооруженность, медленный подъем сквозь горящие клубы водорода).

Пуск РКН Delta-IV Heavy NROL-37:

Хоть пуск можно считать и рядовым, даже обычной рутиной, но я бы выделил старты данного типа ракет, у которых есть своя изюминка - так называемый Fireball - пламя разгорающихся паров водорода, сквозь которые стартует ракета. Хоть для наблюдателя это изюминка, для инженеров - это проблема, с которой необходимо бороться. А как это происходит написано ниже.

«Проблема» (или особенность) старта ракет с водородным двигателем RS-68 (на других типах циклограмма может быть иной, и эффект в итоге тоже отличный) заключается в следующем:

Перед запуском двигателя RS-68 (на паре кислород-водород), за 5 секунд(T-5) до отрыва РН от стола, горючее (в данном случае водород) подается в магистрали двигателя. Необходимо это для захолаживания (более холодным водородом в сравнении с жидким кислородом) магистралей и элементов двигателя перед запуском (для исключения резких перепадов температур на трубопроводах, клапанах и т.п.). В результате данной процедуры вокруг ракеты образуется облако из паров водорода, постепенно смешивающихся с воздухом, которые могут как гореть, так и взрываться.

Далее, через 3 секунды открывается клапан подачи жидкого кислорода и происходит запуск двигателя. В этот момент пламя двигателя поджигает образовавшуюся гремучую смесь вокруг ракеты и все это начинает полыхать. Примерно так:

В итоге ракета имеет такой вот «угольный» вид:

Конечно, даже первые пуски ракеты не привели к сбоям и ракета, хоть и обгорелая, успешно уходила со старта. Но выглядело это хоть и эффектно, но довольно опасно и ненормально (как максимум, есть опасность объемного взрыва).

Естественно о данном эффекте было понятно и до первого пуска. Тем более, что опыта работы с водородными двигателями у американцев хватает (в рамках Space Shuttle с двигателем RS-25). Исходя из этого, было как минимум два инженерных решения для снижения воздействия горящего водорода на оболочку ракеты.

Во-первых - мощная теплоизоляция(оранжевые участки на модулях ракеты). Работает она как изолирующий материал баков окислителя и горючего от внешнего атмосферного тепла, так и защита от горящих паров водорода. В некоторых пусках эта изоляция частично горит при полете ракеты:

Второе необходимое решение - установка «зажигалок».

На стартовом столе смонтированы так называемые зажигалки - Radial Outward Firing Igniters (ROFIs, or “sparklers”). Аналогичные присутствовали на стартовой платформе для Space Shuttle. Правда от зрелища вырывающейся из огня ракеты эти зажигалки не спасают: дело в том, что основное их предназначение исключение перемешивания паров водорода с воздухом (или минимизация концентрации этих паров), то есть исключение образования взрывной смеси. С этим они справляются - пока что все пуски происходили без взрывов.
Но все равно проблема сильного обгорания оставалась и несла потенциальную угрозу теплоизоляции и оболочке баков.

Снизить эффект от излишнего догорания смогли изящным и недорогим инженерным решением: разновременным запуском двигателей блоков РН.

Упрощенная циклограмма запуска выглядит следующим образом: первым запускается один из двигателей RS-68 на блоке "starboard "(одна из боковушек), через 2 секунды запускаются двигатели на остальных блоках: «port» (другая боковушка) и «core» (центральный). Смысл в этом следующий: ранний запуск одного из двигателей приводит к тому, что уменьшается выброс избытка водорода в атмосферу(к тому еще что успевают сжечь зажигалки), одновременно с этим газовая струя уходящая в газоход (газоотводный канал) создает эжекционный поток воздуха, который работает как пылесос, засасывая в газоход все, что находится вокруг стола и ракеты. Поэтому при дальнейшем запуске остальных 2- х двигателей снижается общий выброс паров водорода и большая его часть увлекается потоком воздуха, который обтекает ракету и элементы стола и уводит излишки пламени в газоход.

Данный подход, позволил уменьшить эффект fireball`a до аналогичного при запуске Delta-IV M с одним водородным двигателем. И действительно, последние запуски (Orion EFT-1 и вчерашний) прошли в «щадящем» режиме. Но тем не менее, старт ракеты получается эффектным и непривычным для глаз обывателя.

Пуск Delta-IV-H EFT-1 (первый с разновременным запуском двигателей):

Для наглядности приведена фото-статистика пусков Дельты Хэви от автора Jason Davis. Стоит заметить, что с разных сторон ракета обгорает по-разному. Также, газоотводный канал на мысе Канаверал имеет двухканальную схему, на Ванденберге - 1 канал. Это различие может влиять и на характер обгорания (несимметрия при засасывании окружающего воздуха).

Стоит однако напомнить, что такая проблема была не только у Дельты. Наверное впервые данная проблема появилась у отечественной МБР Р-7 (прародитель нынешнего Союза), которая также «страдала» от эффекта догорающих паров (теперь уже керосина и кислорода) из-за длительного процесса запуска двигателей первой и второй ступеней (более 10 секунд). И первые пуски ракет этого типа также проходили сквозь пламя и не добавляли инженерам нервов. Решение было найдено в системе газовой (хотя изначально она должна была быть водяной, но это отдельная история) эжекции, которая до запуска двигателей создавала в газоходе поток воздуха, увлекающий пары горящего топлива в сторону выхода газов.

Вот так это выглядело тогда: Р-7 сквозь пламя.

Вот такой краткий пост об еще одних сложностях ракетной техники. Если материал понравился, то у меня есть идея написать еще о некоторых интересных моментах, которые сопровождают старты космических ракет.

Спасибо за внимание.

Посмотрело: 1225

Этот принтер прост .
(Если хотите узнать, что такое «сложно» - почитайте , или . А так же можно найти того счастливчика, кто обладает принтером Solidoodle).

Этот принтер дешев .
В сравнении с Up! Plus 2 за 83 тысячи рублей, Picaso, Ultimaker 2, Printbox3d, Replicatort 2 (которые есть в Москве) - больше 99 тыс рублей.

Этот принтер работает . Его не надо собирать по кусочкам, у него уже есть все настройки и драйвера, выставлены все параметры и тд.
Нужно только скачать ПО с сайта, загрузить 3д модель, ввести уровень платформы и отправить на печать.

Это принтер для тех, кому нужно быстро и просто получать готовые прототипы/игрушки. Так как он закрытый, то это дает дополнительную безопасность (дети, домашние животные).

Дерзкий слоган на коробке

Под катом несколько фотографий содержимого принтера и короткие комментарии.

Материал, используемый для печати моделей
АБС-пластик диаметр нити 1.75мм, белый/цветной
Размер рабочего пространства
120мм (ширина) х 120мм (глубина) х 120мм (высота)
Толщина слоя
0.25/0.30/0.35мм
Совместимость с программным обеспечением
Windows: Windows XP, Windows Vista, Windows 7; MAC.
Габариты и вес
240мм (ширина) х 340мм (глубина) х 355мм (высота); Вес - 6кг
Требования по мощности
100-240 V, 50-60 Hz, 220W

Принтер печатает пластиком ,

Так как одна из частых ситуаций - деформация модели из-за «градиента температур» (читай - если подул сквозняк, с одной стороны деталька охладилась и вся конструкция деформировалась на 2-3 мм), то один из способов решения - это делать закрытый корпус.
Данный принтер обладает закрытым корпусом.
(Но на деле не все так просто, т.к. двигатели, которые перемещают платформу и печатающую головку, находятся внутри корпуса, а они начинают выходить из строя при температуре выше 80 градусов).
Закрытый корпус не решает всех проблем, но он по крайней мере решает вот эту проблему (пакет для мусора на 3д принтере).

Внешний вид

Вид сбоку:

Вид сзади:

Стильная кнопка:

Компклектующие:

Катушка оригинального ABS пластика в вакуумной упаковке. (700гр)

Еще 2 платформы, шнур питания, дата кабель, шестигранники, штырь для подвешивания катушки, трубка для подачи пластика.

Блок питания:

Как обычно для принтеров Up - блок питания огромный. 20V и 10A

Открываем дверцу

На этой фотке видно «напоминалки» - что надо убрать транспортировочные крепления, а то некоторые их оставляли внутри, а потом жаловались что принтер «стучит».
Так же видно, что есть конструктивная особенность платформы - она на пружинках - а по бокам крепления.
(кстати, для калибровки есть всего 1 болт, разработчики посчитали, что этого достаточно.)

Платформа установлена:

Платформа не падает с лязгом, а плавно опускается.
На этой фотке видно, как вставлена платформа и как пазы ее держат.

Печатающая головка:

2-х пиновая печатающая головка (подсветка и вентилятор). С веселыми цветными проводами.

Подсветка:

Подсветка - чтоб можно было наблюдать за процессом, не открывая дверцы.

Развинчиваем и смотрим внутренности

Электроника:

Плата со зловещими «терминаторскими» светодиодами (очень похожа на по качеству, в отличие от ).

Каркас:

Стальная конструкция. Направляющие оси двойные. Можно эксплуатировать 24/7.

Первая печать

Для начала надо установить высоту платформы. Это занимает 1 минуту.
Далее загружаем 3д модель и отправляем на печать.

На этот раз я выбрал «племеннго индейца», и поставил максимальную скорость печати.
Программа выдала ожидаемое время печати 8 минут.

Начало печати:

Конец печати:

«Двухцветная» печать:

Софт

Программное обеспечение у принтера скачивается с сайта-производителя (PP3DP.com), аналогично

Есть 2 вида принтеров: те, кто используют «открытый софт» и те, кто использует собственный софт.
И у тех и у других есть свои преимущества.

Открытый софт претендует на универсальность, на возможность самому усовершенствовать код и возможность настроить «9000» параметров. Открытый софт дает полную свободу(в привязке - полную ответственность) пользователю. Если вы любитель настроек с точностью до микрона и до долей градуса - то это находка для вас. Зато вы можете вставить пластик от любого производителя и за какое-то время получить для него оптимальную температуру печати.

Собственный софт от производителя гарантирует 100% соответствие «железа» и ПО. Так же, собственный софт от производителя предполагает, что 95% из «9000» параметров уже отлажены техниками-профессионалами, и компания несет за это ответственность (каким-нибудь образом). Софт от производителя позволяет избежать установки дополнительных программ, нескольких (десятков, сотен) часов настройки, а дает возможность «распаковать и напечатать» . Не нужно думать о форме заполнения и минимальной толщине стенок, т.к. есть проверенные производителем преднастройки. С софтом от производителя труднее испортить печатаемую деталь чем на «открытом софте». У принтеров с софтом от производителя имеются рекомендованные поставщики расходных материалов(катушек), на которую распространятся «гарантия», что на этом принтере этим материалом печать будет происходить оптимально.

Разработку собственного софта могут позволить себе только крупные компании (3d systems, Makerbot, PP3DP и др) или некоторые стартапы, которые делают на софт особую ставку.

Минусы

1. Толщина слоя только 200 микрон
(Up! plus 2 - 150 микрон, Replicator 2 - 100 микрон)

2. Маленькая поверхность печати
120мм (ширина) х 120мм (глубина) х 120мм (высота) UP! 3D Printer Mini (44 900 руб)
140мм (ширина) х 140мм (глубина) х 135мм (высота) Up! plus 2 (82 900 руб)
285мм (ширина) х 153мм (глубина) х 155мм (высота) MakerBot Replicator 2 (115 000 руб)
250мм (ширина) х 200мм (глубина) х 200мм (высота) ShareBot NG (129 000 руб)

3. Отсутствие автоматической калибровки

Но эти минусы не мешают минику печатать вот такие вещи:

PPS

Видео на русском языке про «мини»:

Бодрое видео от зарубежных товарищей:

PP3DP, дочерняя компания крупной китайской корпорации Tiertime, на протяжении более 12 лет выпускающей промышленные 3D-принтеры, а в течение последних нескольких лет и известный бренд настольных принтеров Up!, недавно получила еще один повод для гордости: журнал Makezine, считающийся авторитетным изданием среди мейкеров, назвал устройства Afinia победителями в категории «Надежный 3D-принтер», причем третий год подряд. При чем тут Afinia? Все просто: Afinia суть лицензированный бренд принтеров Up! для продажи в США. В частности, модели Afinia H478 и H479 есть не что иное, как клоны 3D-принтеров и 2. А вы-то думали, что китайцы клонируют американские (и не только) разработки? Бывает и наоборот.
Собственно, оригинальный Up! Plus стал прародителем сразу нескольких принтеров. Схожесть этого популярного устройства со знаменитым 3D Systems налицо, как и с менее известным, но более верным оригинальному дизайну клоном под названием .

Одна из новейших моделей принтеров от PP3DP получила название . Это устройство стало одним из основных конкурентов . Говорить о прямом заимствовании здесь не приходится: оба принтера были выпущены в продажу примерно в одно и то же время и значительно различаются с точки зрения конструкции. Причем, MakerBot опять получил удар по самым уязвимым местам: стоимости и выбору расходников. Но обо всем по порядку.
Up! Mini, как и его конкурент из MakerBot, позиционируется в качестве принтера для начинающих печатников и рекомендуется для использования в общеобразовательных учреждениях. Как правило, такая ориентировка несет в себе набор достаточно стандартных требований, включая невысокую стоимость, простоту и безопасность эксплуатации. Что касается стоимости, Up! Mini вполне впишется в скромный бюджет. Эксклюзивный представитель PP3DP в России, 3dphome, предлагает эти принтеры за 39 900 рублей, то бишь примерно в два раза дешевле , вкупе с русифицированным программным обеспечением.

C безопасностью все в порядке: рабочая камера закрывается двумя створками – сверху и спереди. Передняя служит для доступа к рабочей платформе, а верхняя – для доступа к экструдеру. В закрытом состоянии любопытные детские ручки не смогут добраться до горячего сопла или направляющих, хотя функции автоматического прерывания печати при открытии дверцы нет. Это и хорошо и плохо: плохо потому, что открыть дверцу для ребенка все же не так уж и сложно. Хорошо же потому, что можно во время печати оставить верхнюю створку открытой для охлаждения рабочей камеры, что может быть полезно при печати или композитами на его основе ( , и пр.). Камера оснащена внутренней подсветкой, чтобы можно было наблюдать за процессом печати при закрытых дверцах.

Кроме PLA-пластика, Up! Mini предназначен и для печати все более популярным . Об этом говорит не только закрытый корпус, но и подогрев рабочей платформы. Не обошлось и без фирменного перфорированного рабочего столика. Такое решение встречается достаточно редко и имеет свои плюсы и минусы. Множество мелких отверстий служит для лучшего схватывания с нижними слоями модели. Такой подход достаточно эффективен и позволяет печатать без малярного скотча, полиимидной пленки и прочих покрытий/лаков/клеев. С другой стороны, качество первых слоев будет страдать, повторяя рисунок отверстий, но это небольшая проблема, ибо ABS настолько привередлив, что большинство моделей все равно приходится печатать на рафтах. Собственно, на стандартных настройках Up! Mini выполняет автоматическое построение рафтов и опор во время слайсинга, хотя печать рафтов можно отключить для экономии материала.
Еще одна мелкая проблема состоит в забивании отверстий пластиком, но в таком случае столик можно просто заменить на запасной и продолжить работу, а столик с забитыми отверстиями вымочить в ацетоне или лимонене (в зависимости от используемого пластика). Сам же столик достаточно плотно крепится к платформе на зажимах. Расчетный срок эксплуатации столика составляет около года, так что с тремя экземплярами в комплекте три года печати обеспечены. Дополнительные столики можно приобрести за 860 рублей.

Предварительная калибровка платформы осуществляется на заводе, но при необходимости есть возможность ручной регулировки с помощью одного винта. Все необходимые инструменты, включая два запасных столика, поставляются в комплекте. Там же вы найдете и пробную 700гр фирменную катушку с .

Печать осуществляется одним экструдером. Печатная головка крепится на магнитах, так что демонтировать сборку для очистки экструдера или сопла не представляет никаких сложностей. Минимальная толщина слоя достигает 200 микрон. Это, конечно, не уровень профессиональных установок, но для любительского принтера показатель вполне достойный. Тем более что закрытый корпус способствует более равномерному наплавлению, так что показатель несколько обманчив: качество печати вполне сравнимо, скажем, с 0,15 мм слоями, выполненными на RepRap с открытым шасси. Да и Бри Петтис, генеральный директор конкурирующего MakerBot объяснил аналогичное максимальное разрешение на Replicator Mini тем, что его команда печатает большинство прототипов слоями в 200 микрон. И качество приличное, и скорость печати хорошая. Вообще же, толщину слоя можно регулировать от 200 до 350 микрон, а скорость печати – от 10 до 100 см³/час.

Огромным размером области печати принтер не отличается, но на то он и Mini. Сам принтер весьма компактен, с габаритами 240х355х340 мм. Зона построения имеет кубическую форму с длиной стороны в 120мм. В принципе, этого вполне достаточно, особенно при работе с ABS. Чем больше размер печатаемых деталей, тем выше риск деформаций, а склеить части можно простым ABS/ацетоновым раствором.
Up! Mini использует фирменное программное обеспечение, что, в общем-то, характерно для современных принтеров, разрабатываемых для любительского и бытового использования. Такой подход позволяет гарантировать совместимость ПО с аппаратной составляющей и осуществлять наладку прямо на фабрике. Таким образом, пользователю не приходится ломать голову над тонкими настройками. «Родное» программное обеспечение русифицировано и совместимо как с Windows, так и c Mac OS.

Настройки исключительно просты: требуется выбрать желаемую модель, масштабирование и, при желании, ориентацию модели на рабочем столике. Затем осуществляется выбор толщины слоев и стенок, степень наполнения и качества печати. Есть и кое-какие дополнительный настройки, вроде формы опорных структур и отключения рафтов или подогрева платформы для печати (PLA), но в целом интерфейс настолько прост, насколько это возможно. После получения команды на печать принтер осуществляет слайсинг, прогревает платформу и, собственно, начинает печать. Кстати, печать можно приостановить, что позволяет сменить пластик в ходе выполнения проекта. Таким образом, можно попробовать печать модели несколькими цветами.

В то время как слайсинг осуществляется самим принтером, CAD-моделирование можно осуществлять практическими любыми программами, осуществляющими экспорт в стандартном формате.STL. Сюда входят такие популярные программы, как Google Sketchup, Tinkercad, Solidworks, Rhino и другие. Конечно же, неискушенные пользователи имеют возможность воспользоваться готовыми 3D-моделями, предлагаемыми на таких площадках, как Shapeways, Thingiverse, да и нашем родном портале среди прочих.
Интерфейс принтера исключительно прост, что отображает ценовую политику. Передача данных осуществляется посредством простого USB-соединения, но при этом есть одна важная и полезная особенность: принтер оснащен встроенной памятью, что позволяет высвободить компьютер после загрузки файла. К тому же, пользователю не приходится беспокоиться о зависании и прочих компьютерных «глюках».

В общем и целом, Up! Mini можно назвать логическим развитием популярной линейки Up! Plus. Фактически, начинка мало чем отличается от предшественника, и это хорошо, если учитывать отличную репутацию Up! Plus и Afinia. Закрытый корпус способствует более качественной печати ABS-пластиком и безопасности эксплуатации. При всем этом, Mini гораздо более дешев, чем свой старший собрат или конкурирующий MakerBot Replicator Mini. Конечно, в варианте MakerBot вы получите беспроводной интерфейс, камеру для дистанционного наблюдения за печатью и «умный» экструдер, который своей сыростью уже довел именитого производителя до определенных проблем. Стоит ли все эти опции лишних затрат – решать вам. Up! Mini же остается верным концепции недорого, простого в обращении принтера для начинающих печатников. Ничего лишнего, только проверенные решения.

В скором времени стоит ожидать выхода Up! Mini на рынок российских розничных продаж. Принтер уже доступен в магазинах LeFutur, а к концу года должен появиться в магазинах Техносила, Media Markt, Enter и Ozon. Авторизированные центры технического обслуживания имеются в 150 городах России, так что звонить китайским друзьям в случае проблем не придется. Гарантийный срок составляет один год, хотя при желании можно приобрести двухгодовую гарантию.
Официальный представитель в России:

Под катом несколько фотографий содержимого принтера и короткие комментарии.

ТТХ

Принтер печатает пластиком ABS , PLA , Crystal Flex