Повторное использование рабочего тела при проведении огневых испытаний двигателей систем коррекции космических аппаратов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскуе чтения. 2018

УДК 629.7

ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАБОЧЕГО ТЕЛА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ОГНЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ СИСТЕМ КОРРЕКЦИИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

А. В. Хахленков*, Р. С. Симанов

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Е-mail: [email protected]

Рассматриваются проблемы и перспективы вопроса повторного применения ксенона при проведении огневых испытаний двигателей систем коррекции КА. Представлен перечень решаемых вопросов для внедрения способа оптимизации затрат на отработку систем коррекции КА.

Ключевые слова: наземная экспериментальная отработка КА, огневые испытания, подсистема коррекции, вакуумная камера, способ оптимизации затрат.

REPEATED USE OF THE WORKING BODY AT FIRE TEST OF ENGINES OF SPACECRAFT CORRECTION SYSTEM

A. V. Hahlenkov*, R. S. Simanov

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation Е-mail: [email protected]

The research considers problems and perspectives of the repeated use of xenon during the fire testing of spacecraft correction system. It represents a list issues to be resolved to introduction of a method for optimizing the cost of spacecraft correction system's testing.

Keywords: land experimental trying out, fire test, propulsion subsystem, vacuum chamber, cost optimization method.

АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнева» занимается созданием космических аппаратов (КА) связи, телевещания, ретрансляции, навигации, геодезии.

Неотъемлемой частью создания КА является многоступенчатая наземная экспериментальная отработка, в ходе которой проверяется функционирование сначала отдельных приборов, деталей и узлов, затем систем, а в конечном итоге и собранных спутников.

Одной из систем, подлежащих отработке, является система коррекции (СК). Её основной задачей является выработка импульса тяги для коррекции орбиты КА при выполнении маневров: приведения КА в рабочую область орбиты; удержания КА в рабочей области орбиты; перевода КА из одной рабочей области в другую (при необходимости); увод КА с орбиты в конце срока активного существования [1].

Целью отработки СК является проверка совместной работы ее составных частей. Для создания условий, максимально близких к эксплуатационным, СК, смонтированная на специальную оснастку, помещается в вакуумную камеру (ВК); затем ВК откачивается до рабочего давления (не более 6,65 • 10-4 Па), а элементы СК термостатируются в диапазоне эксплуатационных температур (25+15 °С).

На КА производства АО «ИСС» им. М. Ф. Решетнева» в качестве ДУК и ДУОС применяются электрореактивные двигатели плазменного типа, в частности СПД и КМ производства ФГУП ОКБ "Факел". Прин-

цип работы двигателей данного типа заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. Газом, который ионизируется и разгоняется, является ксенон [2].

Целью отработки СК является проверка совместной работы ее составных частей. Для создания условий, максимально близких к эксплуатационным, система коррекции, смонтированная на специальную оснастку помещается в вакуумную камеру, вакуумная камера откачивается, а система коррекции термоста-тируется в диапазоне эксплуатационных температур.

За один цикл испытаний одной системы коррекции расходуется порядка полутора килограмм газообразного ксенона, при стоимости около 2 400 долларов за килограмм.

Как один из способов снижения затрат на испытания предлагается повторное использование отработавшего ксенона, который можно аккумулировать в специально разработанном или адаптированном оборудовании во время регенерации криогенных насосов.

Для того чтобы определить целесообразность установки дополнительного оборудования для сбора ксенона, предстоит решить следующие задачи:

- получить представление о тепломассообменных процессах в вакуумной установке;

- выяснить, как влияют методы откачки вакуумной камеры на концентрацию ксенона в объеме криогенных наосов;

Контроль и испытания ракетно-космической техники

- оптимизировать метод откачивания вакуумной камеры для повышения концентрации ксенона в объеме криогенных насосов;

- описать экономический эффект от использования отработавшего ксенона при испытаниях систем коррекции;

Библиографические ссылки

1. Чеботарев В. Е. Проектирование космических аппаратов и систем информационного обеспечения : в 2 кн. Кн. 2. Внутреннее проектирование космического аппарата / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 168 с.

2. Горшков О. А., Муравьев В. А., Шагайда А. А. Холловские и ионные двигатели для космических

аппаратов / под ред. А. С. Коротеева. М. : Машиностроение, 2008. 280 с.

References

1. Chebotarev V. E. Proektirovanie kosmicheskih ap-paratov i system informacionnogo obespechenia [Design of space vehicles and information support systems]. Krasnoyarsk, Sib. Gos. Aerocosmich. Un-t., 2005. 168 p.

2. Gorshkov O. A. Hollovskie i ionnye ionnye dviga-teli dlya kosmicheskih apparatov [Hall and ionic engines for space vehicles]. Moscow, Mashinostroenie, 2008. 280 p.

© Хахленков А. В., Симанов Р. С., 2018