Космические двигательные установки

17.Глава 17 Космические двигательные установки

Robert L. Sackheim, TRW, Inc.

Robert S. Wolf, United States Air Force Academy

Sidney Zafran, TRW, Inc.

Перевод: Кайдаш С.В. (311 отд.)

17.1 Выбор двигательной системы и определение размеров.

17.2 Основы ракетного двигателя.

17.3. Типы ракетных двигателей:

Жидкостные ракетные двигатели, твердотопливные ракетные двигатели, гибридные ракетные двигатели, электрические ракетные двигатели.

17.4 Выбор компонентов и определение размеров.

17.5 Разбиение на ступени.

Космические двигательные системы выполняют три функции: поднимают ракету-носитель и ее полезную нагрузку со стартовой площадки на околоземную орбиту; переводят полезную нагрузку с низкой околоземной орбиты на более высокие орбиты или на траектории пересечения с орбитами планет; обеспечивают тягу для управления ориентацией и коррекции орбиты. Таблица 17.1 показывает перечень характерных функций этих систем, совершаемых во время различных фаз полета, и некоторых типичных технических требований.

Технические требования для двигательных систем включают тягу, суммарный импульс и описания рабочего цикла, выведенные из потребностей задачи. Отдельные проекты должны соответствовать другим техническим требованиям, таким как рабочее давление, внутренние и внешние утечки. Другие технические требования содержат физические характеристики, горючее, давление и массовые характеристики. Структура требований включает внешние размеры, местоположение двигателей и ориентацию. Также часто ведущим фактором для полезной нагрузки, чувствительной к загрязнению, является газовая струя факела.

После того как полезная нагрузка выведена на низкую околоземную орбиту ракетой-носителем, верхняя ступень часто используется для перевода полезной нагрузки на ее рабочую орбиту. Проектирование верхней ступени, особенно веса и размера, крайне зависит от рабочих характеристик и весовой эффективности ее основной двигательной системы. Ключевые параметры - удельный импульс, плотность топлива и полная масса частей основной двигательной системы. Таблица 18-5 в разделе 18.1 суммирует ключевые особенности и технические характеристики существующих и планируемых (в ближайшее время) верхних ступеней для использования с различными ракетоносителями.

Таблица 17.1.

Типичные функции и требования для космических двигателей Изменение в скорости, требуемое для орбитальных маневров, называется DV. См. таблицу 7.4 в разделе 7.3. с характерными требованиями DV.

17.1 Выбор двигательной системы и определение размеров