Применение мощных энергодвигательных систем для выполнения транспортных задач в космосе
Авторы: Кошлаков В.В., Архангельский Н.И., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Кувшинова Е.Ю., Музыченко Е.И., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е.
Опубликовано в выпуске: #8(128)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-8-2204
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Рассмотрено применение космических аппаратов с мощными энергодвигательными установками для выполнения различных задач в космическом пространстве. Представлены основные составляющие мощных ядерных энергодвигательных установок, варианты их построения и компоновочные решения. Определены требования к характеристикам перспективных космических аппаратов с мощными ядерными энергодвигательными установками для выполнения различных транспортных задач в ближнем и дальнем космосе. Проведен анализ эффективности применения ядерных энергодвигательных установок для выполнения транспортных задач по сравнению с традиционными химическими двигательными установками. Показано, что применение ядерных энергодвигательных установок по сравнению с химическими двигательными установками имеет следующие преимущества: увеличение массы полезного груза; реализация прямых схем перелетов (без гравитационных маневров) к объектам, расположенным в дальнем космосе; обеспечение электроснабжения целевой аппаратуры и системы связи на качественно более высоком уровне.
Литература
[1] Коротеев А.С., Ошев Ю.А., Попов С.А., Каревский А.В., Солодухин А.Е., Захаренков Л.Э., Семёнкин А.В. Ядерная энергодвигательная установка космического аппарата. Известия РАН. Энергетика, 2015, № 5, с. 45–59.
[2] Zakharenkov L.E., Semenkin A.V., and Solodukhin A.E. Concept of Electric Propulsion Realization for High Power Space Tug. Progress in Propulsion Physics, 2016, vol. 8, pp. 165–180. https://doi.org/10.1051/eucass/201608165
[3] Herman D.A., Gray T., Johnson I., Kerl T., Lee T., Silva T. The Application of Advanced Electric Propulsion on the NASA Power and Propulsion Element (PPE). IEPC-2019-651. URL: http://electricrocket.org/2019/651.pdf
[4] Ticker R., Gates M., Manzella D., Biaggi-Labiosa A., Lee T. The Gateway Power and Propulsion Element: Setting the Foundation for Exploration and Commerce. AIAA-2019-3811. DOI: 10.2514/6.2019-3811
[5] Хамиц И.И., Филиппов И.М., Бурылов Л.С., Тененбаум С.М., Перфильев А.В., Гусак Д.И. Концепция космической транспортно-энергетической системы на основе солнечного межорбитального электроракетного буксира. Космическая техника и технологии, 2017, № 1 (16), с. 32–40.
[6] Андрианов Д.И., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Попов А.В., Попов С.А., Семёнкин А.В и др. Мощные энергодвигательные установки космического назначения с газотурбинным преобразованием энергии по замкнутому циклу Брайтона и особенности их экспериментальной отработки. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, вып. 7 (55). http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2016-7-1518
[7] Акимов В.Н., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Кувшинова Е.Ю., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е. Особенности построения и возможные применения мощных ядерных энергодвигательных установок перспективных космических аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 6 (90). http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-6-1889
[8] Гафаров А.А. Ядерная энергетика в космосе: ключ к тайнам мироздания. Новости космонавтики, 2005, № 1, с. 44–47.
[9] Jansen F. et al. INPPS Flagship: Cluster of Electric Thrusters. Proceedings of 70th International Astronautical Congress (IAC). Washington D.C., United States, 21–25 October 2019. URL: https://elib.dlr.de/134396/1/final17102019JansenEPIACpaperallinputs.pdf
[10] Koroteev A.S., Karevskiy A.V., Lovtsov A.S., Selivanov M.Yu., Semenkin A.V., Solodukhin A.E., Zakharenkov L.E. Study of Operation of Power and Propulsion System based on Closed Brayton Cycle Power Conversion Unit and Electric Propulsion. Proceedings of 36th International Electric Propulsion Conference. IEPC-2019-A187, Austria, September 15–20, 2019.
[11] Final Report Summary – MEGAHIT (Megawatt Highly Efficient Technologies for Space Power and Propulsion Systems for Long-duration Exploration Missions). Project final report. URL: http://cordis.europa.eu/result/rcn/169848_en.html (дата обращения 20.01.2022).
[12] Гафаров А.А., Кувшинова Е.Ю., Музыченко Е.И., Синицын А.А. Некоторые вопросы использования ядерной энергетики в космосе. Космонавтика и ракетостроение, 2020, № 2 (113), с. 122–132.
[13] Афанасьев И. «Ангара» попутчиков не выбирает. Русский космос, 2019, № 11, с. 46–51.