Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный аэрокосмический университет
им. Н. Е. Жуковского
«ХАИ»
Кафедра энергосиловых установок о двигателей ЛА
Разработка и расчет двигательной установки на базе
стационарного плазменного двигателя
пояснительная записка
к курсовой работе по курсу
«Основы теории и функционирования плазменных ускорителей»
Студент гр. xxxxxxxxxxxxxx.
______________ ________________
Консультант
Доцент xxxxxxx
Канд. тех. наук
xxxxxxxxx.
Нормконтроль
Ст. прxxxxx, к. т. н.
xxxxxxxxxx.
Харьков 2008г
Введение
Космические летательные аппараты, используемые для работы на различных орбитах вокруг Земли и для межпланетных полетов внутри солнечной системы, в большинстве случаев оснащены двигательными установками на основе электрореактивных двигателей, которые создают тягу необходимую для изменения положения летательного аппарата в космическом пространстве. Использование такого типа движителей целесообразно, так как они обеспечивают заданную тягу при меньших затратах рабочего тела по сравнению с двигателями другого типа.
С помощью электрореактивных двигательных установок можно решать следующие задачи: коррекцию орбит искусственных спутников Земли; обеспечение ориентации искусственных спутников Земли; выведение этих спутников на заданную орбиту; перевод космических аппаратов с опорной (околоземной) орбиты на более высокую, включая и задачи вывода космического летательного аппарата на геостационарную орбиту; обеспечение полета космического ЛА к другим планетам солнечной системы, кометам, астероидам и т.д.
Список условных обозначений, индексов и сокращений
bk – ширина ускорительного канала, м;
Cт - цена тяги, Н/Вт;
D - средний диаметр движителя, м;
Dвп, Rвп - диаметр и радиус внутреннего полюсного наконечника, м;
Dнп, Rнп - диаметр и радиус наружного полюсного наконечника, м;
Dу - габаритный размер движителя, м;
e – единичный заряд, Кл;
- токовый эквивалент массового расхода рабочего тела, А;
Ip - разрядный ток, А;
Iуд - удельный импульс, м/с;
lk – длина ускорительного канала, м;
M- масса атома ксенона, кГ;
, - массовый расход рабочего тела через анодный блок и катод, кГ/с;
Nи - кинетическая мощность потока ионов, Вт;
Np - разрядная мощность, Вт;
Nт - тяговая мощность, Вт;
P - тяга движителя, Н;
Up - разрядное напряжение, В;
δк - толщина выходных кромок разрядной камеры, м;
ηт - тяговый КПД движителя;
φi - потенциал ионизации рабочего тела, эВ;
τдв - ресурс движителя, с;
КПД - коэффициент полезного действия;
РК – разрядная камера;
РТ - рабочее тело;
СПД - стационарный плазменный двигатель;
ЭРД - электроракетный двигатель
1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ СПД
Расчёт основных характеристик и основных размеров СПД произведён в соответствии с экспериментально-теоретическими методическими разработками, изложенными в [1, 2, 3, 4], в которых приведены некоторые промежуточные расчёты и дано более подробное объяснение используемых далее соотношений.
К числу основных параметров, с помощью которых можно описать СПД типовой схемы, представленной на рис. ............