Выбор двигательной установки перспективного малого разгонного блока
Авторы: Щеглов Г.А., Шаповалов А.В.
Опубликовано в выпуске: #8(128)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-8-2200
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Рассмотрен выбор маршевой двигательной установки малого разгонного блока, актуальность разработки которого обусловлена проблемой несоразмерности существующих средств выведения и перспективных полезных нагрузок. Данная проблема возникла в связи с активным развитием многоспутниковых группировок. Тенденция увеличения количества эксплуатируемых космических аппаратов оказалась диалектически едина с тенденцией к уменьшению размера единичного космического аппарата. Представлены результаты анализа функциональной эффективности транспортной операции и стоимостного анализа вариантов малого разгонного блока, проведенных в рамках конкурса по разработке сверхлегких средств выведения, организованного АНО «Аэронет». Предложен критерий выбора двигательной установки для малого разгонного блока с точки зрения эффективности. Показано, что для малого разгонного блока массой не более 80 кг, предназначенного для выполнения компланарной транспортной операции длительностью не более трех суток, с полезной нагрузкой массой не более 150 кг и располагаемым запасом характеристической скорости не более 500 м/с, наилучшим вариантом является двигательная установка на газообразных компонентах кислород — метан, для которой не требуется специализированной системы вытеснения и у которой газоструйные двигатели системы управления работают на любом из компонентов.
Литература
[1] Williams C., Doncaster B., Shulman J. Nano/Microsatellite Market Forecast. 8th ed. SpaceWorks Enterprises Inc., Atlanta, USA, 2018. URL: https://www.spaceworks.aero/wp-content/uploads/Nano-Microsatellite-Market-Forecast-8th-Edition-2018.pdf (дата обращения 17.07.2022)
[2] Беляев А.В., Зеленцов Вл.В., Щеглов Г.А. Средства выведения космических летательных аппаратов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, 56 с.
[3] Зеленцов В.В., Щеглов Г.А. Конструктивно-компоновочные схемы разгонных блоков. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018, 139 с.
[4] RocketLab USA. Payload User Guide. LAUNCH.V6.6 URL: https://www.rocketlabusa.com/assets/Uploads/Payload-User-Guide-LAUNCH-V6.6.pdf (дата обращения 17.07.2022).
[5] D-Orbit. URL: https://www.dorbit.space (дата обращения 17.07.2022).
[6] Momentus Space. URL: https://momentus.space/services/ (дата обращения 17.07.2022).
[7] Kislitsky M. Low cost small space boosters. Acta Astronautica, 2003, vol. 52, iss. 9–12, рр. 947–955.
[8] Zakirov V., Sweeting M., Erichsen P., Lawrence T. Specifics of Small Satellite Propulsion: Part 1. Proc. of 15th AIAA/USU Conference on Small Satellites, 2001, SSC01-XI-6, 10 p.
[9] Объявлены итоги первого конкурса концепций разгонного блока и РН СЛК. URL: http://nti-aeronet.ru/blog/2021/04/11/objavleny-itogi-pervogo-konkursa-koncepcij-razgonnogo-bloka-i-rn-slk/ (дата обращения 17.07.2022).
[10] Коршун Е.В., Маркианов А.В., Русаков А.В., Сизов А.А., Твердохлебова Е.М., Хомин Т.М. Разработка электронного банка данных энергодвигательных установок космических аппаратов. Труды МАИ, 2014, № 73, 24 с. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=48489&referer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F
[11] Васин А.И., Коротеев А.С., Ловцов А.С., Муравлев В.А., Шагайда А.А., Шутов В.Н. Обзор работ по электроракетным двигателям в Государ-ственном научном центре ФГУП «Центр Келдыша». Труды МАИ, 2012, № 60, 9 с. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=35335
[12] Стационарно-плазменные двигатели ОКБ «Факел». URL: https://fakel-russia.com/produkciya (дата обращения 17.07.2022).
[13] Рыжикова Т.Н. Маркетинг в ракетно-космической сфере. Москва, ИНФРА-М, 2020, 201 с.
[14] Ворожеева О.А., Ягодников Д.А. Математическая модель и расчетные исследования теплового состояния стенки камеры сгорания РДМТ на газообразном топливе кислород — метан в импульсном режиме работы. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2013, № 7, с. 11–20.
[15] Жумаев З.С. Математическая модель маневрирующего наноспутника с гелиотермической двигательной установкой и маховичной системой ориентации и стабилизации. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 5. DOI: 10.18698/2308-6033-2021-5-2078