Доступные микродвигательные установки

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Ejj » 09 ноя 2015, 13:31

Для маршевой ДУ нам нужно порядка 45-60 кг гидразина.
И тяга желательно порядка 500 Н.
З.Ы. Что ставит вопрос, не лучше ли использовать полноценный ЖРДМТ типа ДМТ-500 с его отличным импульсом 3041 м/с.

Veit
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 07 ноя 2015, 23:50
Откуда: Москва

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Veit » 09 ноя 2015, 13:41

Еще есть двигательные блоки ДБ1 и ДБ3, тоже факеловские. Планируются к использованию как в режимах ориентации, так и в режимах коррекции. Ставят их на МКА-ФКИ (ПН3) и ЭОКА (что за КА не знаю). Они тоже гидразиновые, на базе К50-10.5.

Veit
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 07 ноя 2015, 23:50
Откуда: Москва

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Veit » 09 ноя 2015, 14:04

Ejj писал(а):Для маршевой ДУ нам нужно порядка 45-60 кг гидразина.

Для этого можно взять сферический бак от Фрегата, он на 60 литров. Но к нему нужен дополнительно бак газа наддува.
Либо факеловский цилиндрический. Там уже встроен бак для газа наддува, но он всего на 30 кг гидразина. Соответственно таких баков надо будет 2 (или 3 с учетом гидразиновых движков ориентации).

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Ejj » 09 ноя 2015, 14:58

На ДУ ориентации и коррекции запас гидразина - не более 10 кг, около 200 м/с в конфигурации на ИСЛ.
Но баки ДУ ОиК нужно размещать вокруг ЦМ. И через ЦМ у КА пройдет целевая аппаратура. Так что бак гидразина для ДУ ОиК нужен тор или торовидная конструкция из нескольких малых баков суммарной вместимостью в 10 кг топлива, примерно 10 л объема.
И нужно учесть, что нашему КА придется вертеться, как нормальным КА не приходится. Поэтому устройство баков или бака для ДУ ОиК - вопрос отдельный.
З.Ы. По маршевой ДУ мне видится предпочтительнее ДМТ-500, с ним получится экономия массы РБ на заданную ХС и ПН.

Veit
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 07 ноя 2015, 23:50
Откуда: Москва

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Veit » 09 ноя 2015, 16:31

Ejj писал(а):На ДУ ориентации и коррекции запас гидразина - не более 10 кг, около 200 м/с в конфигурации на ИСЛ.
Но баки ДУ ОиК нужно размещать вокруг ЦМ. И через ЦМ у КА пройдет целевая аппаратура. Так что бак гидразина для ДУ ОиК нужен тор или торовидная конструкция из нескольких малых баков суммарной вместимостью в 10 кг топлива, примерно 10 л объема.
И нужно учесть, что нашему КА придется вертеться, как нормальным КА не приходится. Поэтому устройство баков или бака для ДУ ОиК - вопрос отдельный.
З.Ы. По маршевой ДУ мне видится предпочтительнее ДМТ-500, с ним получится экономия массы РБ на заданную ХС и ПН.

Самое меньшие, какие встерчал, это на 8-10 кг гидразина, сферические.
В идеале хотелось бы использовать ДУ с одинаковыми компонентами, иначе происходит усложнение и удорожание.

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Ejj » 09 ноя 2015, 16:56

Маршевая ДУ и ее бак (не важно, отдельный или общий с ДУ ОиК) - это не менее 16% массы КА на ИСЛ при использовании гидразина. Мертвый балласт, который нужно будет таскать по низкой орбите и крутить вместе с остальным КА.
Это означает, к примеру, что при не сбрасывании маршевой ДУ и ее бака, массу систем навигации и управления, целевой оптико-электронной, связи и передачи целевой информации - придется сокращать в полтора раза для той же массы на целевой орбите. И то тензор инерции из-за больших плеч возрастет, и управляющие моменты потребуются больше.

Аватар пользователя
Nick
Сообщений: 45
Зарегистрирован: 25 окт 2015, 02:50

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Nick » 10 ноя 2015, 02:27

Zelenyikot писал(а):
gionov писал(а):
voyager-1 писал(а):Правда для энергообеспечения с запасом нужно около 4 квадратных метров солнечных батарей.

Эта необходимость убивает всю выгоду ЭРДУ. При всей красоте и удобстве плазмы, скорее всего придется обходиться без нее.

А посмотрите сюда http://www.airbase.ru/modelling/rockets ... ehead.html
для микро спутников идеально- двигатель на перекиси водорода. Есть даже системы с самонаддувом, что исключает мембранные баки и баллон газа под давлением. Второй раз уже предлагаю, правда не в этой ветке. Статья старая-да, но вполне актуальная и на данный момент. Есть сравнения ДУ с разным топливом.Только читать нужно до конца. ;)
А здесь есть обсуждение http://forums.airbase.ru/2005/02/t31721 ... raket.html
цитата оттуда
1. Радикальное упрощение технологии любого из узлов.
2. Радикальное упрощение отладки любого из узлов.
3. Уменьшение требований к точности изготовления основных узлов.
4. Удешевление проекта в целом не менее чем на 10%
5. Сокращение сроков
А здесь ребятки уже успешно летают
http://krasview.ru/video/537368-Testovy ... i_vodoroda
Для заурядного ума любая дверь,увы-стена.
Для умудрённого, поверь, стена любая -это дверь!

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Ejj » 10 ноя 2015, 04:30

Nick писал(а):для микро спутников идеально- двигатель на перекиси водорода.
...
А здесь есть обсуждение http://forums.airbase.ru/2005/02/t31721 ... raket.html
...

У перекиси водорода удельный импульс на 40% меньше, чем у гидразина. Это очень плохо. Будь у нас раздельные движки для ориентации - их можно было бы сделать перекисными.

Некоторые личности из того обсуждения в этом проекте участвуют. :)

Veit
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 07 ноя 2015, 23:50
Откуда: Москва

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Veit » 10 ноя 2015, 10:27

А куда будет деваться облако отработанных газов? Не будет ли садиться на оптику?

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Ejj » 10 ноя 2015, 13:55

Будет. Поэтому оптика как минимум на время работы маршевой тормозной ДУ должна быть закрыта.

Я сделал прикидку масс для КА с не отделяемой маршевой ДУ и ее баками на гидразине. Два варианта: или стартовая масса КА должна быть увеличена на 10%, или сухая масса КА после перехода на орбиту ИСЛ должна быть уменьшена на 5%, что вызывает сокращение масс приборного комплекса где-то на 20-30%.

Veit
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 07 ноя 2015, 23:50
Откуда: Москва

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Veit » 10 ноя 2015, 23:13

Да про движение до орбиты закрытие оптики понятно. Я именно про режим ориентации спрашиваю

AHromov
Сообщений: 13
Зарегистрирован: 11 ноя 2015, 09:00

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение AHromov » 11 ноя 2015, 09:10

Предлагаю рассмотреть состав двигательных установок.
1. Однокомпонентная двигательная установка на гидразине.
- двигатель(ли) коррекции орбиты (выше высказывалось предложение об использовании ТК500 от ОКБ «Факел»);
- двигатели ориентации космического аппарата (опять же было предложение использовать К50-10.5 от ОКБ «Факел»);
- система хранения и подачи гидразина, где возможны варианты:
а) блок(и) хранения и подачи рабочего тела, которые включают в себя как топливные полости, заполненные гидразином, так и полости с газом наддува. Также блоки хранения и подачи комплектуют отсечными пироклапанами, отделяющими топливные полости от трубопроводов. По мере выработки рабочего тела происходит падение давления гидразина на выходе из БХП.
Вот статья, в которой упоминается БХП 14Д519, широко эксплуатировавшийся на спутниках разработки АО «ИСС» - jurnal.vniiem.ru/text/109/8.pdf
б) комбинация из бака(ов) с гидразином, баллона высокого давления с вытеснительным газом, редуктора, понижающего давление вытеснительного газа до рабочего, пиро- и электроклапанов. Тут сразу на ум приходит реактивная система управления разгонного блока «Фрегат», описанная в «Вестнике НПО им. С.А. Лавочника» - http://vestnik.laspace.ru/archives/01-2014/ (ссылка на скачивание в PDF под изображением обложки (9,6 Мбайт), стр. 47-49)
Кроме того, баки для гидразина, баллоны высокого давления, электроклапаны и др. производит ФГУП «НИИМаш», г. Нижняя Салда, вот станица про баки (кстати, от АМС «Фобос-Грунт») - http://www.niimashspace.ru/index.php/pr ... 1-09-10-35
- межблочные трубопроводы;
- блок питания и управления, который обеспечит не только нужные режимы питания нагрузок, но и управление тепловыми режимами блоков ДУ. Заметим, что двигатели ориентации должны быть включены в контур управления ориентацией космического аппарата.
Важная особенность гидразина: температура замерзания плюс 2 градуса Цельсия, что требует ответственного подхода к тепловым режимам ДУ. Поэтому то же ОКБ «Факел» поставляет двигательные блоки, где двигателю обеспечивают термостатирование.
2. Двухкомпонентная двигательная установка на компонентах: несимметричный диметилгидразин и азотный тетроксид.
Пример двигателя коррекции орбиты привел Zeleniykot в заглавном посте. Двигатели малой тяги на странице разработчика, НИИМашиностроения - http://www.niimashspace.ru/index.php/pr ... kt/33-rdmt
Предлагаю обсудить: должны ли двигатели ориентации тоже быть двухкомпонентными (или — как у «Фрегата» - работать на гидразине при двухкомпонентной маршевой ДУ)?
Второй вопрос: превысит ли выигрыш от более высокого удельного импульса двухкомпонентного двигателя потери от усложнения системы хранения и подачи двух компонентов топлива?
3. Электроракетная двигательная установка на ксеноне (выше Zeleniykot высказался против этого варианта, поэтому просто для полноты изложения — ведь проект подразумевает сравнение различных технических решений).
- двигатель(и) коррекции орбиты (стационарный плазменный или ионный) с модулем(ями) газораспределения (последний обеспечивает необходимый расход ксенона);
- двигатели ориентации космического аппарата (газовые или электронагревные — для начального успокоения, энергичных маневров, разгрузки двигателей-маховиков);
- блок(и) подачи ксенона (снижает давление хранения ксенона до рабочего давления модуля газораспределения, для электронагревных двигателей вполне возможно потребуется отдельный блок);
- блок(и) хранения ксенона (тут основной претендент — из Нижней Салды: https://fotki.yandex.ru/next/users/khro ... ew/1468818);
- система питания и управления (преобразует напряжение бортовой сети в напряжения необходимых для работы двигателя номиналов, принимает и исполняет команды, формирует телеметрию).
- межблочные трубопроводы.
Вот ссылка на презентацию, посвященную корректирующей двигательной установке КА «Канопус-В» на базе стационарного плазменного двигателя СПД-50 разработки ОКБ «Факел» - http://voenny.livejournal.com/261134.html.
Вполне возможно, что удельного импульса электронагревных двигателей ориентации окажется недостаточно. В этом случае АО «ИСС» применяет двигательную установку коррекции на гидразине.
К слову, электроракетная ДУ применена на геостационарной платформе АТОМ разработки «Даурии Аэроспейс», поэтому в распоряжении главного конструктора должна быть исчерпывающая информация по таким ДУ.

AHromov
Сообщений: 13
Зарегистрирован: 11 ноя 2015, 09:00

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение AHromov » 11 ноя 2015, 09:13

А где Вы, пардон, видели ЭРДУ с изменяемой величиной тяги? Да еще и регулируемой в таких тонких диапазонах (1%).

Справедливости ради, электроракетная двигательная установка европейского космического аппарата GOCE (https://eoportal.org/web/eoportal/satel ... ons/g/goce) на базе ионного двигателя Т5 фирмы QinetiQ обеспечивала глубокое регулирование тяги с высокой точностью. Вот статья с результатами летных испытаний erps.spacegrant.org/uploads/images/images/iepc_articledownload_1988-2007/2011index/IEPC-2011-337.pdf

AHromov
Сообщений: 13
Зарегистрирован: 11 ноя 2015, 09:00

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение AHromov » 11 ноя 2015, 09:23

При проработке компоновки космического аппарата предлагаю посмотреть решения по компоновке двигательных установок космических аппаратов:
Компоновка ДУ Кондор-Э_3.JPG
Компоновка ДУ Кондор-Э_3.JPG (1.96 MiB) 5007 просмотра

- «Кондор-Э», НПОМаш, г. Реутов
Компоновка ДУ Обзор-Р.jpg
Компоновка ДУ Обзор-Р.jpg (560.03 KiB) 5007 просмотра

- «Обзор-Р», РКЦ «Прогресс», г. Самара
Видно, что конструкторы стараются разместить все двигатели на одной грани корпуса космического аппарата.

Veit
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 07 ноя 2015, 23:50
Откуда: Москва

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Veit » 11 ноя 2015, 10:03

О, Саша появился! Приветик :)
Раз предлагаешь для обзора движки, то не забудь про АИПД. Обзорная статья: http://www.mai.ru/upload/iblock/e76/imp ... rossii.pdf

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Ejj » 12 ноя 2015, 05:39

AHromov писал(а):Предлагаю рассмотреть состав двигательных установок.
...

Пока что при принятой схеме выведения с попутным запуском на быструю перелетную траекторию Земля-Луна КА получается состоящим из самого КА, работающего на орбитах ИСЛ, и примерно равного ему по массе РБ, обеспечивающего переход на орбиту у Луны с пролетной траектории.

КА задумывается активно маневрирующим, поэтому ДУ ориентации и коррекции орбиты у него должна быть мощнее, чем у земных спутников ДЗЗ. Поэтому я надеюсь, что ДУ ОиК КА хватит для ориентации связки из КА и РБ, что позволит на самом РБ не иметь ДУ ориентации.

Посчитал массу топлива для характеристической скорости в 800 м/с - перехода с пролетной траектории Земля-Луна на орбиту ИСЛ. Для упрощения первой прикидки брал массу остального КА постоянной для обоих вариантов - 90 кг.
Для ДТ-500М и гидразина, удельный импульс - 220 с или 2158,2 м/с получается М топлива = 40,385 кг, или 0,31 от М начальной, или 0,45 от М конечной.
Для ДМ-500 и АТ+НДМГ, удельный импульс 3041 м/с получается М топлива = 27,083 кг, или 0,232 от М начальной, или 0,301 от М конечной.
Кроме того, тяга одного двигателя ДТ-500М только 5 Н, а потребление тока - 14 Вт. Нам их потребуется не менее десятка, что дает потребную электрическую мощность для ДУ в 140 Ватт. И, видимо, увеличит гравитационные потери из-за растянутости импульса по сравнению с ДМТ-500, который дает тягу в 500 Н.

Аватар пользователя
Nick
Сообщений: 45
Зарегистрирован: 25 окт 2015, 02:50

Re: Доступные микродвигательные установки

Сообщение Nick » 13 ноя 2015, 01:49

Ejj писал(а):
Nick писал(а):для микро спутников идеально- двигатель на перекиси водорода.
...
А здесь есть обсуждение http://forums.airbase.ru/2005/02/t31721 ... raket.html
...

У перекиси водорода удельный импульс на 40% меньше, чем у гидразина. Это очень плохо. Будь у нас раздельные движки для ориентации - их можно было бы сделать перекисными.

Некоторые личности из того обсуждения в этом проекте участвуют. :)

И кто если не секрет?
Для заурядного ума любая дверь,увы-стена.
Для умудрённого, поверь, стена любая -это дверь!


Вернуться в «Двигательная установка КА»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость