Используемые и перспективные рабочие тела для двигательной установки космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Двигатели, энергетические установки и системы жизнеобеспечения летательных аппаратов

УДК 621.4

А. М. Ефремов, О. Э. Каширова

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАБОЧИЕ ТЕЛА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Рассматривается используемые и перспективные рабочие тела для двигательных установок космического аппарат, а также проблемы, связанные с их использованием, и технические характеристики данных рабочих тел.

Для уже выведенных на орбиту или на межпланетную траекторию космических аппаратов нужны двигатели малой мощности (несколько киловатт или даже ватт) способные работать сотни и тысячи часов и многократно включаться и выключаться.

В настоящее время ксенон является типичным рабочим телом для высокоимпульсных ЭРД, таких как холловские и ионные двигатели.

С учетом предполагаемого использования холлов-ских ЭРД для выполнения транспортных операций в космосе (межорбитальные буксиры, тяжелые межпланетные зонды и т. д.) вопрос о поиске альтерна-

тивных рабочих тел становится весьма актуальной задачей.

Такие рабочие тела, как ртуть, а также щелочные металлы - калий, литий, цезий, использованные ранее в разработках ЭРД (1960-1980 гг.), обладают наименьшим потенциалом ионизации, а соответственно, и более высокими тягово-энергетическими характеристиками.

В настоящее время среди альтернативных ксенону рабочих тел для использования в холловских ЭРД рассматриваются криптон, аргон, азот и их смеси с ксеноном.

A. M. Efremov, O. E Kashirova JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

USED AND PERSPECTIVE WORKING BODIES FOR PROPULSION INSTALLATION OF THE SPACE VEHICLE

Used and perspective working bodies for propulsion installation on the space vehicle and the problems of their usage are considered. Technical characteristics of the given working bodies are considered.

© Ефремов А. М., Каширова О. Е., 2010

УДК 62-251-762.89:532.5.013.12

Д. А. Жуйков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИСКОВОГО МАЛОРАСХОДНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ АВИАЦИОННЫХ И КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

На основе программного обеспечения по расчету течения в боковой пазухе центробежного нагнетателя проведены теоретические исследования течения между двумя вращающимися дисками как частный случай течения.

Высокие требования к надежности космических гидравлических систем с длительным временем пребывания в рабочем режиме определяют высокие требования к антикавитационным свойствам насосов [1]. Как правило, долговременные энергетические установки работают по конденсаторному циклу, и давление на входе в насос не может быть большим. При работе насоса не допускается даже локальной кавитации, приводящей при длительной работе к эрозии ко-

леса. Резкого улучшения кавитационных свойств можно достичь только применением дисковых насосов с гладкой поверхностью дисков.

Рабочее колесо дискового насоса представляет собой набор гладких плоских цилиндрических дисков с весьма малым зазором. При течении от центра к периферии в полостях дискового насоса реализуется в основном ламинарный режим, но не исключены случаи появления переходного и турбулентного режимов.