Аэрокосмическая промышленность

Вид на атмосферу Земли с Луной за ее пределами

Аэрокосмическая промышленность - это термин, используемый для обозначения атмосферы и космического пространства . Аэрокосмическая деятельность очень разнообразна, с множеством коммерческих, промышленных и военных приложений. Аэрокосмическая техника состоит из аэронавтики и космонавтики . Аэрокосмические организации исследуют, проектируют, производят, эксплуатируют или обслуживают самолеты и космические аппараты .

В соответствии с физическим объяснением, согласно которому давление воздуха слишком низкое, чтобы подъемное тело могло генерировать значимую подъемную силу без превышения орбитальной скорости, считается, что начало космоса и конец воздуха находятся на высоте 100 км над землей. ^[1]

Обзор [ править ]

В большинстве промышленно развитых стран аэрокосмическая промышленность - это сотрудничество государственного и частного секторов. Например, в нескольких штатах есть гражданская космическая программа, финансируемая правительством , например, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства в США, Европейское космическое агентство в Европе, Канадское космическое агентство в Канаде, Индийская организация космических исследований в Индии, Japan Aerospace Exploration. Агентство в Японии, Государственная корпорация по космической деятельности Роскосмоса в России, Китайское национальное космическое управление в Китае, SUPARCO в Пакистане, Иранское космическое агентствов Иране и Корейский институт аэрокосмических исследований в Южной Корее.

Наряду с этими общественными космическими программами многие компании производят технические инструменты и компоненты, такие как космические аппараты и спутники . Некоторые известные компании, участвующие в космических программах, включают Boeing , Cobham , Airbus , SpaceX , Lockheed Martin , United Technologies , MDA и Northrop Grumman . Эти компании также участвуют в других областях авиакосмической промышленности, например, в авиастроении.

История [ править ]

Современная авиакосмическая промышленность началась с инженера Джорджа Кэли в 1799 году. Кэли предложил самолет с «неподвижным крылом, горизонтальным и вертикальным оперением», определяя характеристики современного самолета. ^[2]

В 19 веке были созданы Авиационное общество Великобритании (1866 г.), Американское ракетное общество и Институт авиационных наук , которые сделали воздухоплавание более серьезной научной дисциплиной. ^[2] Такие летчики, как Отто Лилиенталь , который представил изогнутые крылья в 1891 году, использовали планеры для анализа аэродинамических сил . ^[2] Братья Райт интересовались работами Лилиенталя и читали несколько его публикаций. ^[2] Они также нашли вдохновение в Октаве Шануте , летчике и автореПрогресс в летающих машинах (1894 г.). ^[2] Это была предварительная работа Кэли, Лилиенталя, Шанута и других первых аэрокосмических инженеров, которая привела к первому устойчивому полету с двигателем в Китти Хок, Северная Каролина, 17 декабря 1903 года братьями Райт.

Война и научная фантастика вдохновили ученых и инженеров, таких как Константин Циолковский и Вернер фон Браун, на полет за пределы атмосферы. Вторая мировая война вдохновила Вернера фон Брауна на создание ракет V1 и V2.

Запуск Спутника-1 в октябре 1957 года положил начало космической эре , а 20 июля 1969 года Аполлон-11 совершил первую пилотируемую посадку на Луну. ^[2] В апреле 1981 года был запущен космический шаттл « Колумбия» , что стало началом регулярного пилотируемого доступа к орбитальному пространству. Устойчивое присутствие человека в орбитальном пространстве началось с « Мира » в 1986 году и продолжено « Международной космической станцией ». ^[2] Космическая коммерциализация и космический туризм - более поздние черты авиакосмической отрасли.

Производство [ править ]

Аэрокосмическое производство - это высокотехнологичная отрасль, производящая «самолеты, управляемые ракеты, космические аппараты, авиационные двигатели, силовые установки и связанные с ними детали». ^[3] Большая часть отрасли ориентирована на государственную работу. Каждому производителю оригинального оборудования (OEM) правительство США присвоило код коммерческой и государственной организации (CAGE) . Эти коды помогают идентифицировать каждого производителя, ремонтные предприятия и других критически важных поставщиков послепродажного обслуживания в аэрокосмической отрасли.

В Соединенных Штатах Министерство обороны и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) являются двумя крупнейшими потребителями аэрокосмических технологий и продуктов. Другие включают очень крупную авиационную отрасль. В 2006 году в аэрокосмической отрасли было занято 472 000 наемных рабочих. ^[4] Большинство из этих рабочих мест находились в штате Вашингтон и Калифорнии, а также Миссури , Нью-Йорке и Техасе . Ведущими производителями аэрокосмической продукции в США являются Boeing , United Technologies Corporation , SpaceX , Northrop Grumman и Lockheed Martin.. Эти производители сталкиваются с растущей нехваткой рабочей силы, поскольку квалифицированные рабочие в США стареют и выходят на пенсию. Программы стажировки, такие как Совместный совет по обучению в аэрокосмической отрасли (AJAC), работают в сотрудничестве с аэрокосмическими работодателями и общественными колледжами штата Вашингтон, чтобы обучать новых производственных сотрудников, чтобы обеспечить снабжение отрасли.

Важные местоположения гражданской аэрокосмической промышленности по всему миру включают штат Вашингтон ( Boeing ), Калифорнию ( Boeing , Lockheed Martin и т. Д.); Монреаль, Квебек , Канада ( Bombardier , Pratt & Whitney Canada ); Тулуза , Франция ( Airbus / EADS ); Гамбург , Германия ( Airbus / EADS ); и Сан-Жозе-дус-Кампус , Бразилия ( Embraer ), Керетаро , Мексика (Bombardier Aerospace, General Electric Aviation) иМехикали , Мексика (United Technologies Corporation, Gulfstream Aerospace ).

В Европейском союзе на аэрокосмические компании, такие как EADS , BAE Systems , Thales , Dassault , Saab AB и Leonardo SpA (ранее Finmeccnica) ^[5], приходится значительная доля мировой аэрокосмической промышленности и исследовательских усилий, при этом Европейское космическое агентство в качестве один из крупнейших потребителей аэрокосмической техники и продукции.

В Индии Бангалор является крупным центром аэрокосмической промышленности, где расположены штаб-квартиры Hindustan Aeronautics Limited , Национальные аэрокосмические лаборатории и Индийская организация космических исследований . Индийская организация космических исследований (ISRO) запустила Индию первых орбитальную Лун, Чандраян-1 , в октябре 2008 года.

В России крупные аэрокосмические компании, такие как « Оборонпром» и Объединенная авиастроительная корпорация (включая Микояна , Сухого , Ильюшина , Туполева , Яковлева и Иркут, включая Бериева ), являются одними из основных глобальных игроков в этой отрасли. Исторический Советский Союз также был домом для крупной аэрокосмической промышленности.

Ранее Соединенное Королевство пыталось сохранить свою собственную крупную аэрокосмическую промышленность, создавая свои собственные авиалайнеры и военные самолеты, но в значительной степени оно передало свою судьбу совместным усилиям с континентальными компаниями, а также превратилось в крупного покупателя-импортера из таких стран. как США. Тем не менее, Великобритания имеет очень активный аэрокосмический сектор, включая второго по величине оборонного подрядчика в мире, BAE Systems , который поставляет полностью собранные самолеты, компоненты самолетов, узлы и подсистемы другим производителям как в Европе, так и во всем мире. Мир.

Ранее Канада производила некоторые из собственных разработок реактивных самолетов и т. Д. (Например, истребитель CF-100 ), но в течение нескольких десятилетий для удовлетворения этих потребностей она полагалась на импорт из Соединенных Штатов и Европы. Однако Канада все еще производит некоторые военные самолеты, хотя они, как правило, не боеспособны. Другим примечательным примером была разработка в конце 1950-х годов Avro Canada CF-105 Arrow , сверхзвукового истребителя-перехватчика, отказ от которого в 1959 году считался весьма спорным.

Франция продолжает производить свои собственные боевые самолеты для своих военно-воздушных сил и флота, а Швеция продолжает производить свои собственные боевые самолеты для ВВС Швеции, особенно в поддержку своей позиции нейтральной страны. (См. Saab AB .) Другие европейские страны либо объединяются в создании истребителей (таких как Panavia Tornado и Eurofighter Typhoon ), либо импортируют их из Соединенных Штатов.

В Пакистане развивается аэрокосмическая промышленность. Национальной инженерной и научной комиссии , Khan Research Laboratories и Пакистан Авиационный комплекс являются одними из ведущих организаций , занимающихся исследованиями и разработками в этом секторе. Пакистан имеет возможность разрабатывать и производить управляемые ракеты, ракеты и космические аппараты. В городе Камра находится Пакистанский авиационный комплекс, в который входят несколько заводов. Этот объект отвечает за производство MFI-17 , MFI-395 , K-8 и JF-17 Thunder.самолет. Пакистан также имеет возможность разрабатывать и производить как вооруженные, так и невооруженные беспилотные летательные аппараты .

В Китайской Народной Республике Пекин, Сиань , Чэнду , Шанхай, Шэньян и Наньчан являются крупными исследовательскими и производственными центрами аэрокосмической промышленности. Китай разработал обширные возможности для проектирования, испытаний и производства военных самолетов, ракет и космических аппаратов. Несмотря на отмену в 1983 году экспериментального Shanghai Y-10 , Китай все еще развивает гражданскую аэрокосмическую промышленность.

Промышленность части самолета родилась из продажи подержанных или используемых деталей самолетов из аэрокосмического производства сектора. В Соединенных Штатах существует особый процесс, которому должны следовать брокеры или реселлеры запчастей. Это включает использование сертифицированной ремонтной станции для капитального ремонта и «пометки» детали. Эта сертификация гарантирует, что деталь была отремонтирована или отремонтирована в соответствии со спецификациями OEM. После капитального ремонта деталь определяется исходя из спроса и предложения на аэрокосмическом рынке. Когда у авиакомпании есть самолет на земле, та часть, которая требуется авиакомпании, чтобы вернуть самолет в эксплуатацию, становится бесценной. Это может стимулировать рынок определенных запчастей. Есть несколько онлайн-площадок, которые помогают с товарной продажей запчастей для самолетов.

В аэрокосмической и оборонной промышленности значительная консолидация произошла в конце 20-го века и в начале 21-го века. В период с 1988 по 2011 год во всем мире было объявлено о более чем 6 068 слияниях и поглощениях на общую известную стоимость 678 миллиардов долларов США. ^[6] Самыми крупными сделками были:

• Приобретение Rockwell Collins корпорацией United Technologies за 30,0 млрд. Долларов США в 2018 году
• Приобретение Goodrich Corporation по United Technologies Corporation 16,2 BIL. Долл. США в 2011 г. ^[7]
• Слияние Allied Signal с Honeywell путем обмена акциями на сумму 15,6 млрд. Долл. США в 1999 г. ^[8]
• Слияние Boeing с McDonnell оценивается в 13,4 млрд руб. Долл. США в 1996 г. ^[9]
• Приобретение Marconi Electronic Systems , дочерней компании GEC, компанией British Aerospace за 12,9 млрд. Долл. США в 1999 г. ^[10] (теперь называется BAE Systems )
• Приобретение компанией Raytheon компании Hughes Aircraft за 9,5 млрд руб. Долл. США в 1997 г.

Технология [ править ]

В аэрокосмической отрасли используется множество технологий и инноваций , многие из которых впервые появились во время Второй мировой войны : ^[11]

• запатентован Short Brothers , складные крылья оптимизировать авианосец хранения от простого раза ко всему вращающимся крылом V-22 , и 12 футов (3,7 м) Wingtip складку Boeing 777X для совместимости аэропорта.
• Для улучшения характеристик на низких скоростях Хэндли Пейдж модифицировал de Havilland DH4 в моноплан с устройствами большой подъемной силы : полнопролетными предкрылками передней кромки и закрылками задней кромки ; В 1924 году в США были изобретены закрылки Фаулера, которые выдвигаются назад и вниз, и использовались на Lockheed Model 10 Electra, в то время как в 1943 году закрылки Крюгера с передним шарниром были изобретены в Германии и позже использовались на Boeing 707 .
• Большой исследовательский туннель пропеллера 1927 года в NACA Langley подтвердил, что шасси было основным источником сопротивления, в 1930 году Boeing Monomail имел убирающееся шасси.
• Вровень заклепка сместив куполообразную заклепку в 1930 - е годах и пневматические клепальные орудия труда в сочетании с тяжелой реакцией компенсирующего баром ; Независимо от пластической деформации, были разработаны специальные заклепки для повышения усталостной долговечности, поскольку срезные крепежные детали, такие как Hi-Lok, резьбовые штифты затягиваются до тех пор, пока хомут не отломится с достаточным крутящим моментом.
• Первый полет в 1935 году, Queen Bee был радиоуправляемым дроном - мишенью, созданным на основе Tiger Moth для обучения зенитной артиллерии ; Райан Firebee был реактивным двигателем цель беспилотник разработан в разведывательных БПЛА дальнего радиуса действия : Райан Модель 147 Fire Fly и Lightning Bug; израильский разведчик IAI и Тадиран Мастиф запустили ряд боевых БПЛА, включая IAI Searcher ; Разработанный на базе БПЛА General Atomics GNAT для ЦРУ с длительным сроком службы, MQ-1 Predator превратился в вооруженный MQ-9 Reaper..
• В конце Первой мировой войны мощность поршневого двигателя можно было повысить за счет сжатия всасываемого воздуха с помощью компрессора, а также компенсации уменьшения плотности воздуха с высотой, что было улучшено с помощью турбокомпрессоров 1930-х годов для Boeing B-17 и первых авиалайнеров под давлением.
• Катастрофа в Гинденбурге в 1937 году положила конец эре пассажирских дирижаблей, но ВМС США использовали дирижабли для борьбы с подводными лодками и раннего предупреждения с воздуха до 1960-х годов, в то время как небольшие дирижабли продолжают использоваться для воздушной рекламы, обзорных полетов, наблюдения и исследований, а также для авиалайнеров. 10 или Lockheed Martin LMH-1 продолжают разрабатываться.
• Поскольку в середине 1930-х годов авиалинии США интересовались высотными полетами, Lockheed XC-35 с герметичной кабиной был испытан в 1937 году, а Boeing 307 Stratoliner был разработан как первый герметичный авиалайнер.
• В 1933 году в Германии был представлен оргстекло , прозрачный акриловый пластик, а незадолго до Второй мировой войны он впервые был использован для изготовления лобовых стекол самолетов, поскольку он легче стекла, а купол с куполом улучшил видимость для пилотов истребителей.
• В январе 1930 года пилот и инженер Королевских ВВС Фрэнк Уиттл подал патент на газотурбинный авиационный двигатель со входом, компрессором, камерой сгорания, турбиной и соплом, в то время как независимый турбореактивный двигатель был разработан исследователем Хансом фон Охайном в Германии; оба двигателя побежал в течение нескольких недель в начале 1937 года и Хейнкель HeS 3 самоходный Heinkel He 178 Экспериментальный самолет совершил свой первый полет 27 августа 1939 года в то время как Виттл W.1 Приведено Gloster E.28 / 39 прототип поднялся в воздух 15 мая 1941 .
• В 1935 году Великобритания продемонстрировала авиационное радиообнаружение и дальность, а в 1940 году Королевские ВВС представили первые воздушные УКВ- радары на Бристоль-Бленхейм , затем СВЧ- радар высокого разрешения с резонаторным магнетроном на Бристольских Бофайтерах в 1941 году, а в 1959 году - радар самонаведения. Hughes AIM-4 Falcon стала первой управляемой ракетой США на Convair F-106 .
• В начале 1940-х годов пилоты британских Hurricane и Spitfire носили g-костюмы, чтобы предотвратить G-LOC из-за скопления крови в нижней части тела в ситуациях с высокой перегрузкой ; Исследователи из клиники Мэйо разработали наполненные воздухом мочевые пузыри для замены мочевых пузырей с водой, а в 1943 году американские военные начали использовать скафандры от компании Дэвида Кларка .
• Современное катапультное кресло было разработано во время Второй мировой войны, сиденье на рельсах, выбрасываемое ракетами перед развертыванием парашюта, которое могло быть усовершенствовано ВВС США в конце 1960-х годов как автожир с турбореактивным двигателем с дальностью полета 50 морских миль, Kaman KSA -100 ЭКОНОМИЯ .
• В 1942 году машинист Джон Т. Парсонс задумал обработку с числовым программным управлением для вырезания сложных конструкций из твердых блоков сплава, а не для их сборки, повышения качества, снижения веса и экономии времени и средств на производство переборок или обшивок крыла.
• Во время Второй мировой войны немецкий V-2 объединил гироскопы , акселерометр и примитивный компьютер для инерциальной навигации в реальном времени, позволяющий производить точный расчет без привязки к ориентирам или направляющим звездам, что привело к созданию упакованных IMU для космических кораблей и самолетов.
• Сверхзвуковой самолет UK Miles M.52 должен был иметь форсажную камеру , увеличивающую тягу турбореактивного двигателя за счет сжигания дополнительного топлива в сопле , но был отменен в 1946 году.
• В 1935 году немецкий аэродинамик Адольф Буземанн предложил использовать стреловидные крылья для уменьшения сопротивления на высоких скоростях, и к концу Второй мировой войны прототип истребителя Messerschmitt P.1101 был готов на 80%; более поздние американские североамериканские F-86 и Boeing B-47 летали в 1947 году, как советский МиГ-15 и британский de Havilland Comet в 1949 году.
• В 1951 году Avro Jetliner отличался системой защиты от обледенения от Goodyear за счет электротермического сопротивления в передней кромке крыла и хвостового оперения; реактивные самолеты использовать горячий двигатель отбираемого воздуха и легче использовать воздушные пневматические антиобледенительные сапоги или Маслосборна противообледенительной жидкости на воздушных винтов, крыльев и хвостового передних кромок.
• В 1954 году Bell Labs разработала первый бортовой цифровой компьютер на транзисторах Tradic для американского Boeing B-52, а в 1960-х компания Raytheon построила компьютер Apollo Guidance Computer, разработанный Массачусетским технологическим институтом ; в MIL-STD-1553 авионики цифровая шина была определена в 1973 году , то первый используется в General Dynamics F-16 , в то время как гражданское ARINC 429 был впервые использован в Boeing 757 / B767 и Airbus A310 в начале 1980 - х годов.
• После Второй мировой войны, начальный промотор фотоэлектрической энергии для космических кораблей, Ханс К. Циглер , был доставлен в США под операцией Paperclip вдоль Вернера фон Брауна и Vanguard 1 была его первое применение в 1958 году, а затем усиливается в пространственне развертываемых структур , таких как Солнечные батареи Международной космической станции площадью 0,33 га (0,82 акра).
• Для того, чтобы сесть в самолете , телескопический трап является более доступным, удобным и эффективным , чем подниматься по лестнице.
• В 1950-х годах для повышения тяги и топливной экономичности воздушный поток реактивного двигателя был разделен на основной поток и байпасный поток с более низкой скоростью для лучшей тяги: первым был Rolls-Royce Conway с 0,3 BPR на Boeing 707. в 1960 году за ним последовали Pratt & Whitney JT3D с 1,5 BPR и, заимствованный из J79 , General Electric CJ805 приводил в действие Convair 990 с меньшим расходом топлива крейсерского полета на 28%; Коэффициент байпасирования улучшен для Rolls-Royce Trent XWB 9,3 BPR , 10: 1 BPR GE9X и Pratt & Whitney GTF с сердечниками с высокой степенью сжатия.

Функциональная безопасность [ править ]

Функциональная безопасность относится к части общей безопасности системы или единицы оборудования. Это означает, что система или оборудование могут эксплуатироваться должным образом и без каких-либо опасностей, рисков, повреждений или травм.

Функциональная безопасность имеет решающее значение в аэрокосмической отрасли, которая не допускает компромиссов или небрежности. В этом отношении надзорные органы, такие как Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA) ^[12], регулируют аэрокосмический рынок с помощью строгих стандартов сертификации. Это предназначено для достижения и обеспечения максимально возможного уровня безопасности. Стандарты AS 9100 в Америке, EN 9100 на европейском рынке или JISQ 9100 в Азии, в частности, касаются аэрокосмической и авиационной промышленности. Это стандарты, касающиеся функциональной безопасности аэрокосмических аппаратов. Поэтому некоторые компании специализируются на сертификации, инспекционной проверке и испытании транспортных средств и запасных частей для обеспечения и подтверждения соблюдения соответствующих правил.

Спиноффы [ править ]

Побочные эффекты относятся к любой технологии, которая является прямым результатом кодирования или продуктов, созданных НАСА и переработанных для альтернативной цели. ^[13] Эти технологические достижения являются одним из основных результатов аэрокосмической промышленности, с доходом в размере 5,2 миллиарда долларов, полученным за счет дополнительных технологий, включая компьютеры и сотовые устройства. ^[13] Эти дополнительные продукты находят применение в различных областях, включая медицину, транспорт, энергетику, потребительские товары, общественную безопасность и многое другое. ^[13] НАСА публикует годовой отчет под названием «Побочные эффекты», касающийся многих конкретных продуктов и преимуществ для вышеупомянутых областей, пытаясь выделить некоторые способы использования финансирования. ^[14]Например, в самом последнем выпуске этой публикации «Spinoffs 2015» эндоскопы рассматриваются как одно из медицинских достижений в области авиакосмической промышленности. ^[13] Это устройство позволяет проводить более точную и впоследствии экономичную нейрохирургию за счет уменьшения осложнений за счет минимально инвазивной процедуры, сокращающей госпитализацию. ^[13]

См. Также [ править ]

• Аэродинамика
• Аэронавтика
• Аэрокосмическая техника
• Самолет
• Космонавтика
• NewSpace
• Космические агентства (Список)
• Исследование космоса
• Космический корабль
• Викисловарь: авиационные, аэрокосмические и авиационные термины

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Найдите аэрокосмическую отрасль в Викисловаре, бесплатном словаре.