Soyuz's parachute simulation

Giới thiệu:

Thiết kế chiếc dù cần phải tính đến bốn giai đoạn trong airdrop: deployment, inflation, terminal descent và impact.

Việc triển khai phụ thuộc vào cách đóng gói dù vào túi. Nó cũng phụ thuộc vào phi công là một chiếc dù nhỏ được triển khai trước để kéo chiếc dù chính ra khỏi túi.

Một cách khác để triển khai nhảy dù trực tiếp sau khi rời máy bay là đường tĩnh.

Giai đoạn thứ hai bắt đầu ngay sau khi tán dù được kéo ra khỏi túi triển khai. Khi không khí chảy vào trong tán, bộ phận chính bị giữ lại làm tăng chênh lệch áp suất và làm phồng tán. Phần không khí còn lại đi vào tán dù chảy ra ngoài qua lỗ thông hơi, các khe hở giữa các dải băng và độ xốp tự nhiên của vải. Hai dạng xốp được xem xét trong thiết kế vải dù: độ xốp hình học và độ thấm của vải. Độ rỗng hình học được định nghĩa là tỷ lệ của tất cả các diện tích mở hoặc các khoảng trống vật lý đối với tổng diện tích tán dù.

Việc thực hiện mô phỏng chiếc dù cho phép hình dung hình dạng bay và dự đoán hiệu suất, lực cản (lực nâng) của một chiếc dù mới được thiết kế trước khi chế tạo và thử nghiệm.

Như trường hợp thử nghiệm, phương pháp này được áp dụng cho một chiếc dù khí có neo được đặt trong luồng không khí thổi trong một đường hầm gió.

     1. Tàu vũ trụ Soyuz

Soyuz (“Soviet Union”) là một loại tàu vũ trụ được thiết kế cho chương trình không gian của

Liên Xô bởi phòng thiết kế Korolyov vào những năm 1960. Tàu vũ trụ Soyuz với một số hiện đại hóa vẫn đang được sử dụng và hiện do RKK Energia ở Liên bang Nga sản xuất.

Con tàu vũ trụ huyền thoại này hiện là cách duy nhất để tiếp cận các phi hành gia trên trạm vũ trụ quốc tế ISS. Mặc dù có những dự án quốc tế khác đang được phát triển, sử dựng các tàu vũ trụ hiện đại hơn (NASA Orion, Space X Dragon v2, Roscosmos Federation…), tuy nhiên thiết kế tuyệt vời, đơn giản và hiệu quả, nó sẽ vẫn duy trì hoạt động chính trong nhiều năm tới.

Soyuz-TMA là tàu vũ trụ có người lái của Nga có khả năng vận chuyển tối đa ba phi hành gia và lượng hàng hóa hạn chế đến và đi từ trạm vũ trụ quốc tế ISS.

① Phóng tên lửa

② Tách tầng thứ nhất của tên lửa (h = 49 km, t = 118s)

③ Tách mũi hình nón (h =84 km, t = 165 s)

④ Tách tầng thứ hai của tên lửa (h = 167 km, t = 288 s)

⑤ Tách tầng thứ ba của tên lửa, vi trọng lực (h = 202 km, t = 526 s)

⑥ Kết nối với trạm vũ trụ ISS, Bay theo quỹ đạo giao phối lên đến 210 ngày.

⑦ Tách khỏi trạm ISS, chuyến bay tự động trước khi hạ cánh lên đến 1.3 ngày

⑧ Thâm nhập khí quyền trái đất và bốc cháy.

⑨ Tách các modules

⑩ Trở về khí quyển trái đất

⑪ Triển khai dù hoa tiêu và dù kéo để giảm một phần tốc độ rơi xuống.

⑫ Triển khai dù chính và thả dù kéo.

⑬ Bắn tấm chắn nhiệt, mở ô cửa sổ bên ngoài, mở bộ điều khiển áp suất tự động (h = 5.5 km)

⑭ Kích hoạt động cơ hạ cánh mềm, mở các valve của hệ thống thống gió không khí xung quanh, hạ cánh, giảm chấn vận tốc hạ cánh bằng tốc độ biến dạng của đáy và của ghế giảm chấn.

Link video quá trình hạ cánh của Soyuz (Nguồn Roscomos):

• Một số hình ảnh về dù chính và capsule Soyuz tại viện bảo tàng hàng không vũ trụ:

      2. Soyuz parachutes

Trong phần này, ta sẽ nghiên cứu một số chi tiết kỹ thuật của dù chính soyuz, và thiết kế một chiếc dù tương tự.

Hệ thống hãm của Soyuz có tổng cộng 5 chiếc dù, và một 1 hệ thống hãm phản lực:

• Khi tàu vũ trụ đi vào bầu khí quyển ở độ cao khoảng 10 km, được triển khai hai dù hoa tiêu (pilot chutes) 0.6 và 4 m2, giảm tốc độ xuống 240 m/s.
• Sau đó mở chiếc dù kéo (drogue parachute) kích thước 25 m2, giảm tốc độ xuống 50 - 90 m/s.
• Ở độ cao 7 km, mở dù chính kích thước 1000 m2, giảm tốc độ xuống  6 – 7 m/s.
• Nếu có vẫn đề với dù chính, ở độ cao từ 4 – 6 km, mở dù dự trữ (Reserve parachute) kích thước 574 m2, giảm tốc độ xuống 8 – 11 m/s.
• Ở độ cao 1 mét so với mặt đất, đánh lửa 6 tên lửa nhiên liệu rắn làm chậm tốc độ xuống 2 – 3 m/s

(*) Có thể một số mẫu TMA và MS sử dụng diện tích 590 m2.

(**) Tốc độ giảm xuống ở mức mặt đất.

Mô phỏng quá trình triển khai dù chính Soyuz bởi Viettechview:

Với kinh nghiệm nhiều năm làm việc ở trung tâm R&D tại các tập đoàn công nghiệp lớn của Nhật Bản. Kinh nghiệm làm việc lâu năm trong lĩnh vực thiết kế, mô phỏng, điều khiển tự động, gia công chế tạo…

Chúng tôi đã từng bước nghiên cứu, phát triển, cải tiến và cho ra đời giải pháp R&D mới cho hệ thống lạnh, công nghệ ô tô, công nghệ máy bay, hệ thống an toàn, robot, xây dựng dân dụng, thủy lợi, năng lượng…

Nếu quý công ty có nhu cầu cần hợp tác, hoặc biết thêm thông tin chi tiết. Xin vui lòng liên hệ qua những kênh sau đây:

Email: viettechview.kh@gmail.com

Hotline: 0363 999 110

Rất mong nhận được hợp tác và phục vụ.