РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА ДВИГАТЕЛЬНОГО БЛОКА

 

Двигательная установка представляет собой совокупность системы хранения и подачи рабочего тела, системы электроснабжения и непосредственно движителя.

На рассматриваемом чертеже (ХАИ.06.441п.11.ТЧ.07.) представлены система хранения и подачи РТ и 2 плазменных ионных движителя.

К баку (1) прикручивается фильтр (2), пироклапан (3) с жиклером (4). Перед редуктором устанавливается электроклапан (5).

Торообразный ресивер (6) с помощью трубопровода подсоединяется к электроклапану (7). Трубопровод, с помощью разделителя разветвляется на четыре канала: электроклапан катода-компенсатора (1), электроклапан катода-компенсатора (2), жиклер основного катода (8), термодроссель анода (11). К баку (1) с помощью болтового соединения присоединяется корпус (16).

Заправка бака производится с помощью заправочного устройства (17).

К основанию корпуса присоединяется ПИД.

Задача катода-компенсатора (14) - понижение объемного заряда и нейтрализация ионного пучка на срезе движителя.

На корпусе (16) кроме четырех отверстий предназначенных для присоединения несущего кольца бака (1) имеется четыре отверстия для присоединения блока к несущей раме КА.

Разработка циклограммы энергопотребления

 

На чертеже (ДУ.06.441п.09.СХ.07.) представлена циклограмма нагрузки, которая характерезует зависимость мощности, потребляемой нагрузкой от времени на протяжении от некоего повторяющегося цикла.

Основные исходные данные для построения циклограммы заданы таблицей 9.1, в которой приведены значения электропотребления с учетом ЭРД.

 

Таблица 9.1.

	0	880	925	1700	1725	2261	2740	2800	4940	5100	5400	5610
	80	800	80	3241	2521	80	800	80	275	40	80	80

 

Период обращения КА по орбите определяем из соотношения:

,                     (9.1)

где a=h+R_з=400+6378=6778 км

R_з - радиус Земли.

k_з=3.986*10⁵ км²/с² – гравитационный параметр Земли.

Максимальное время нахождения КА в тени находим из соотношения:

Время нахождения КА на освещенном участке орбиты:

                              (9.2)

Включение двигателя осуществляем на световом участке орбиты. Время работы двигателя составляет 10% от времени существования КА, мощность двигателя равна N=2.44 кВт.

Определяем среднюю мощность нагрузки по формуле:

.                                                   (9.3)

Установленная мощность БФ (максимальная мощность, которую способна генерировать БФ при работе в номинальных условиях) равна:

,                         (9.4)

где .

Выводы

 

В данной работе была разработана двигательная установка для стабилизации параметров орбиты искусственного спутника Земли.

Спроектирована электрореактивная двигательная установка на базе плазменно-ионного движителя. В конструкторской части произведен расчет параметров и геометрических размеров плазменно-ионного движителя, выбранного в качестве исполнительного органа системы стабилизации параметров орбиты искусственного спутника Земли, предназначенного для наблюдения за поверхностью Земли. Произведен выбор системы хранения и подачи рабочего вещества (ксенона), расчет элементов системы (бак, ресивер, термодроссель, жиклер). В соответствии с расчетами разработаны теоретический чертеж ПИД и движительного блока, функциональные схемы двигателя, системы электропитания, системы подачи и хранения рабочего вещества, циклограмма нагрузки, схема размещения ЭРДУ на борту КА.

В рассчитанной курсовой работе были получены следующие важные характеристики и конструктивные параметры ПИД, которые соответствуют техническому заданию:

1. Тяга ПИД 0,089 Н.

2. КПД ПИД .

3. Ускоряющая разность потенциалов между экранным и ускоряющим электродом  В.

4. Диаметр ИОС, 0.2 .

5. ПИД с радиальным магнитным полем.

6. В качестве рабочего вещества был выбран инертный газ ксенон.

Структурная схема энергосилового узла и основные геометрические размеры ЭРДУ приведены в приложении.

Перечень ссылок

 

1.”Оценочные расчеты параметров ракетно-космических систем”-методическое пособие, Безручко К.В., Белан Н.В., Губин С.В., Исаев С.В., Колесник В.П., Харьков.

2. ”Плазменно-ионные двигатели”-методическое пособие, Белан Н.В., Глибицкий М. М., Степанушкин Н.П., Харьков;

3. “Система подачи рабочих веществ”-методическое пособие, Белан Н.В., Коровкин В.Н., Маштылев Н.А.,Харьков,1990.

4. ”Детали машин и механизмов”, Мишарин В.А., Янтовский Е.И., Москва 1985-488 ст.;

5. ”Плазменно ионные двигатели”, учеб. пособие по курсовому и дипломному проектированию, Белан Н.В., Глибицкий М.М., Степанушкин Н.П., Харьков 1983-62ст.;

6. ”Справочник конструктора-машиностроителя”, 1-й т. 2-й т., Анурьев В.И., Москва 1979-560ст.;

7. ”Обработка металлов давлением”, Безручко И.И., Зубцов М.Е., Балакина И.М., Ленинград 1967-320ст.;

8. ”Определение припусков на механическую обработку и технологические расчеты”, В. Ю. Гранин, А. И. Долматов;

9.”Справочник технолога-машиностроителя”, Т1, Т2, под ред. Косилова А.Г., Мещерякова Г. К.

Приложение

 

ХАИ.441.06.КР.11.ПЗ.00.00 – пояснительная записка, 52 с.

ХАИ.441.06.КР.11.СГ.00.01 – циклограмма энергопотребления, А4.

ХАИ.441.06.КР.11.СХ.00.02 – схема размещения ЭРДУ на КА, А3.

ХАИ.441.06.КР.11.СГ.00.03 – функциональная схема ЭРДУ, А4.

ХАИ.441.06.КР.11.ТЧ.00.04 – теоретический чертеж двигателя, А1.

ХАИ.441.06.КР.11.СГ.00.05 – функциональная системы электропитания, А4.

ХАИ.441.06.КР.11.СГ.00.06 – функциональная схема СХПРТ, А3.

ХАИ.441.06.КР.11.ТЧ.00.07 – теоретический чертеж двигательной установки, А1.