Процесс выбора и определения размеров элементов двигательной системы показан в таблице 17.2. Мы должны внимательно оценить ключевые технические требования по первым трем шагам, так как они имеют наивысшее влияние на эффективную работу, вес и стоимость системы. На четвертом шаге мы установим так много подходящих параметров, насколько возможно, и сократим список до нескольких имеющих полезные свойства. Затем на пятом шаге мы продолжим проработку деталей, достаточных для оценки эксплуатационных качеств, массы и стоимости каждого варианта.
Таблица 17.2.
Процесс выбора двигательной системы и определение размеров
Шаг |
Описание процесса |
Ссылка |
1 |
Внести в список соответствующие функции двигателя космического аппарата, напр. вывод на орбиту, поддержание орбиты и управление ориентацией |
Таблица 17.1 |
2 |
Определить запас DV и предел уровня тяги для вывода и поддержания орбиты |
7.3 |
3 |
Определить суммарный импульс для управления ориентацией, уровни тяги, рабочие циклы (% вкл/выкл, общее число циклов) и требуемый срок активного существования |
Таблица 17.1, 10.3, 11 |
4 |
Определить варианты двигательной установки: Комбинированная или отдельная двигательные установки для управления орбитой и ориентацией Высокая или низкая тяга Жидкая, твердая или электрическая технология двигателя |
17.1, 17.3 |
5 |
Оценка ключевых параметров для каждого варианта Эффективный Iуд для управления орбитой и ориентацией Масса топлива Объем топлива и газа наддува Конфигурация системы и создание списка оборудования |
17.1, 17.3 Таблица 17.3 Таблицы 17.4, 17.6, 17.7 |
6 |
Оценка полной массы и мощности для каждого варианта |
Таблица 10.7 |
7 |
Определение базовой системы двигателя |
|
8 |
Сохранить результаты и выполнять итерации при необходимости |
Таблица 17.3 перечисляет основные требования. Двигательные системы на холодном газе дешевые, низко производительные, они изредка используются, если имеется требование избегать горячих газов и заботиться о безопасности жидких и твердых систем. Базированные на твердом топливе системы были экстенсивно использованы для выведения на орбиту, но эти двигательные системы должны быть дополнены другими техническими средствами для обеспечения поддержания орбиты и управления ориентацией. Жидкостные системы разделены на системы однокомпонентного и двухкомпонентного топлива с тремя альтернативами, двухрежимные, которые являются производными двухкомпонентного топлива. Системы однокомпонентного топлива успешно обеспечивали функции поддержания орбиты и управления ориентацией, но недостаточно эффективны для обеспечения массово-эффективных больших DV маневров, требуемых для выведения на орбиту. Системы двухкомпонентного топлива привлекательны, потому что они могут обеспечить все три функции с одной высокоэффективной системой, но они более сложны, чем исторические твердотопливные ракетные двигатели и однокомпонентные комбинированные системы.
Таблица 17.3
Основные варианты для двигательных систем космических аппаратов Смотри подраздел 17.3 для определения характерных типов ракет.
Тип двигателя |
Выведение на орбиту |
Поддержание орбиты и маневрирование |
Управление ориентацией |
Типичный установившийся уровень Iуд, с |
|
Перигей |
Апогей |
||||
Холодный газ |
х |
х |
30 – 70 |
||
Твердотопливный |
х |
х |
280 – 300 |
||
Жидкостный |
|||||
Однокомпонентный |
х |
х |
220 – 240 |
||
Двухкомпонентный |
х |
х |
х |
х |
305 – 310 |
Двухрежимный |
х |
х |
х |
х |
313 – 322 |
Гибридный |
х |
х |
х |
250 – 340 |
|
Электрический |
х |
х |
х |
300 - 3000 |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.