Электрореактивная двигательная установка на базе ПИД для коррекции орбиты космического аппарата, страница 11

Воспользовавшись параметрами рабочего вещества в ресивере, определим объем ресивера.

,

 - время работы ресивера за один цикл;

 - время заполнения ресивера;

, - параметры рабочего вещества при заполнении в ресивер;

Объем ресивера определяем по формуле:

,

(1.30)

где ΔМ_РЕС-объем газа, пропускаемый за один цикл;

α=3%-выработка рабочего тела из ресивера за один цикл.

,

(1.31)

τ_ЭРД - ресурс движителя, как правило он больше от времени работы движителя на 1.5 раз. Имеем:

τ_ЭРД= 1.5                                                   (1.32)

τ_ЭРД=

Время цикла t_цикла определяется следующим образом. Из технического задания известно общее время работы движительной установки. Учитывая это, получим:

                                                     (1.33)

Тогда определим величину ∆М_рес:

Электроклапан,который стоит перед ресивером имеет определенное, гарантированное изготовителем число включений и выключений n_вкл, как правило, равно 10000.

Учитывая это, получим:

кг,

м³.

Форму ресивера выбираем тороидальной. Для определения величин стенок ресивера воспользуемся аналогичной схемой расчета, которую использовали для вычисления стенок бака, и толщина (δ) как правило составляет ~ 1…1.5 мм, что обеспечивает достаточную жесткость и устойчивость формы ресивера. Исходя из вышесказанного, выбираем толщину стенки равной 1,3 мм.

Определим основные размеры ресивера:

Рис1.1. Линейные размеры ресивера

Радиус поперечного сечения ресивера:

,                                          (1.35)

Примем= 0,100 м.

Ресивер изготовлен из листового материала марки

ВТ-20 1.5х600х1500 ГОСТ 90042-71.

1.5.3 Расчет проектных параметров термодросселя

Термодроссель применяют для задания требуемого расхода рабочего вещества. При расчете используется зависимость расхода газа от его температуры при заданном перепаде давления и геометрии капилярной трубки. Температура газа зависит от значения тока, пропускаемого через трубку. Термодроссель должен работать только в горячее режиме, когда расход через него в несколько раз меньше, чем через этот же термодроссель в холодном режиме при прочих равных условиях.

По определению, расход рабочего веществачерез термодросель равен:

Учитывая, что:

Определяем массовый расход рабочего вещества через термодроссель по формуле:

                              (1.36)

где  - усредненное давление в термодросселе.

Выразим диаметр из формулы (6.3.1) и определим его значение:

                                                  (1.37)

При расчете использовались следущие зависимости и заданные величины:

Тг=1500К

l = 0,1м – длина;

μ =  - вязкость рабочего тела;

1.6  Принцип работы плазменно-ионного движителя

Описание общих черт плазменно-ионного движителя необходимо для детального анализа механизмов, определяющих работу ПИД и его конструктивные особенности.

Схема плазменно-ионного движителя приведена на рисунке 1.2

Рисунок 1.2─ Схема ПИД с радиальным магнитным полем

Конструктивно ПИД состоит из следующих основных узлов: газоразрядной камеры (ГРК), ионно-оптической системы (ИОС), магнитной системы и двух катодов-компенсаторов, которые расположенные на выходе ускорителя.

Газоразрядная (ионизационная) камера является основной несущей конструкцией ПИД. В объеме газоразрядной камеры происходит ионизация рабочего газа.

Внутри ГРК расположены: катодный и анодный узлы с элементами магнитопровода. Катодный узел представляет собой корпус, в котором располагается полый катод. Анодный узел включает анодный коллектор и непосредственно дисковый анод. Магнитная система предназначена для создания магнитного поля в объеме ГРК. В ПИД реализована схема с радиальным магнитным полем. Магнитная система ПИД состоит из катушек и магнитопроводов.