Конструкція та розрахунок на міцність плазмово-іонної двигунної установки та системи енергопостачання, страница 6

Материалом для изготовления ГРК, катода и анода служит сталь Х18Н10Т. Они работают не в напряженных условиях. При их конструировании необходимо учитывать те вибрационные нагрузки, которые испытывает КЛА при старте.

Материалом для провода катушки служит медь, обладающая высокой электропроводностью. Можно выбрать алюминий, который обладает меньшей плотностью, чем медь, но он при том же объеме потребляет большую мощность.

Материалом для магнитопровода должен быть ферромагнетик – Сталь45.

2.4. Разработка и описание сборочного чертежа ПИДа

На разработанном чертеже ХАИ.440.06.ДУ.11.СБ.00.00 представлен чертеж плазменно-ионного движителя (ПИД), разработка которого является одной из целей  данного курсового проекта.

ПИД состоит из ИОС, ГРК, магнитной системы, анода, катода, катода-компенсатора.

ИОС состоит из двух электродов, экранирующего (6) и ускоряющего(7), которые выполнены в виде вогнутых пластин с круглыми отверстиями, размещенными в шахматном порядке. Ускоряющий электрод приварен к крепежному кольцу(4), экранирующий приварен к корпусу ГРК. К ускоряющему электроду подводится электрический ток с помощью электропроводов.

Корпус ГРК состоит из трех частей основания (10), магнитного наконечника(11), кольца(12), они друг к другу прикреплены с помощью аргонно-дуговой сварки.

Магнитная система состоит из четырех магнитопроводов (24), на каждый из которых надеты катушки, к которым подводится электрический ток с помощью электропроводов. Один из концов магнитопровода прикреплен с помощью винта к магнитному наконечнику а другой к гайке(23).

Катод(22) находится внутри корпуса катода (21), который крепится с помощью четырех винтов к основанию ГРК. Катод зажат с помощью гайки (23), которая прикручена к одному из концов корпуса катода. К другому концу корпуса катода прикреплена полая керамическая пластина(7). Рабочее тело к катоду подводится с помощью трубопроводов.

Анод изготовлен в виде кольца(26) и тора(25), к которому подводится рабочее тело. Анод крепится к основанию ГРК с помощью трех ножек.

Катод-компенсатор (13) прикреплен к направляющему электроду(3) с помощью корпуса катода-компенсатора, который надет на катод компенсатор и приварен к направляющему электроду.

Направляющий электрод приварен к корпусу ПИД(1), который в свою очередь крепится к пластине крепления(20).

Сам ПИД крепится к ДУ с помощью трех лап крепления(18) , которые приварены к пластине крепления ПИД.

2.5 Расчет на прочность элементов двигателя.

Смыслом расчета на прочность движителя является нахождение запаса прочности деталей, которые работают длительное время в условиях высоких температур, температурных градиентов. Особенностью расчета является расчет на прочность деталей с тугоплавких материалов – вольфрама, молибдена, керамики и др.

В данной работе производится расчет на прочность электродов ионно-оптической системы ПИД под действием температурных напряжений.

2.5.1 Расчет температурных напряжений в электродах ИОС.

Известно, что температурные напряжения возникают, если есть градиент температур. Закон изменения температуры по длине запишем в виде , где

Таблица 2.1 – Параметры ускоряющего электрода.

Таблица 2.1 – Параметры кольца.