Выбор проектного облика двигательной установки наноспутника

И. В. Белоконов, А. В. Ивлиев, А. М. Богатырев, А. А. Кумарин, И. А. Ломака, С. П. Симаков

Аннотация


Приводятся результаты теоретического и экспериментального исследования прототипа двигательной установки, предназначенной для проведения периодической коррекции орбиты низковысотных научно-образовательных наноспутников. Для этих целей прототип двигательной установки должен обеспечить суммарную характеристическую скорость не менее 20 м/с для наноспутника формата 3U с массой, не превышающей 4,5 кг. При выборе проектного облика учитывались требования по обеспечению безопасности персонала и окружающей среды в процессе испытаний и эксплуатации двигательной установки, возможности попутного запуска ракетой-носителем семейства «Союз», а также с борта Международной космической станции. Разработана электротермическая двигательная установка, для которой в качестве рабочего тела была выбрана «незамерзающая» смесь дистиллированной воды с этиловым спиртом. Показано, что при введении в схему электропитания импульсных накопителей энергии и выделения в циклограмме полёта наноспутника достаточного времени для их заряда, стандартная бортовая система электропитания обеспечивает выдачу одного корректирующего импульса тяги за виток полёта с изменением величины скорости полёта на 0,1 м/с. Изготовленный опытный экземпляр двигателя испытан в атмосфере с укороченными «атмосферными» соплами на «безмоментном» подвесе с использованием высокоскоростной видеоаппаратуры. Измеренная величина тяги соответствовала расчётной и составляла 44 мН.


Ключ. слова


Наноспутник; электротермическая двигательная установка; коррекция орбиты; рабочее тело; тяга; прототип лётного варианта

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Belokonov I., Ivliev A. Development of a propulsion system for a maneuvering module of a low-orbit nanosatellite // Procedia Engineering. 2017. P. 366-372. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.03.317

2. Павлов А.М., Попов А.С. Термоэлектрический двигатель для малых и сверхмалых космических аппаратов // Наука и образование. 2012. № 11. C. 207-216. DOI: 10.7463/1112.0492149

3. Leslabay P., Lauretta R., Pedreira P. The ResistoJet as a simple and cost-effective propulsion system for nano- and microsatellites // 1st IAA Latin American Symposium on Small Satellites: Advanced Technologies and Distributed Systems (March 7-10, 2017).

4. Deluca L.T., Bernelli F., Maggi F., Tadini P., Pardini C., Anselmo L., Grassi M., Pavarin D., Francesconi A., Branz F., Chiesa S., Viola N., Bonnal C., Trushlyakov V., Belokonov I. Active space debris removal by a hybrid pro-pulsion module // Acta Astronautica. 2013. V. 91. P. 20-33. DOI: 10.1016/j.actaastro.2013.04.025

5. Alkali M., Edries M.Y., Khan A.R., Masui H., Cho M. Design considerations and ground testing of electric double-layer capacitors as energy storage components for nanosatellites // Journal of Small Satellites. 2015. V. 4, no. 2. P. 387-405.

6. Kumarin A.A., Kudryavtsev I.A. Modelling the EDLC-based power supply module for a maneuvering system of a nanosatellite // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. V. 302. DOI: 10.1088/1757-899x/302/1/012044

7. Симаков С.П., Щербаков М.С. Метод стендовых испытаний микросопел двигательной установки наноспутника, основанный на результатах обработки видеоизображений // Космонавтика и ракетостроение. 2018. № 5 (104). С. 119-129.

8. Belokonov I.V., Avariaskin D.P. Project of the technology testing of the formation flight of low-orbit nanosatellites // Advances in the Astronautical Sciences. 2018. V. 163. P. 657-663.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2019-18-3-29-37

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2019

 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533