Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка лабораторного образца электрического ракетного двигателя, использующего в качестве рабочего тела атмосферную среду, для низкоорбитальных космических аппаратов

Номер контракта: 14.577.21.0101

Руководитель: Попов Гарри Алексеевич

Должность: Директор НИИПМЭ МАИ

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
космические аппараты дистанционного зондирования земли, электроракетный двигатель, использование атмосферы в качестве рабочего тела, компенсация аэродинамического торможения, управление орбитальным движением, стационарные плазменные двигатели, ионные двигатели, взаимодействие эрду с ка, экспериментальные исследования, моделирование, физико-технические основы, научно-технические задачи

Цель проекта:
1. Реализация проекта направлена на решение проблемы создания научно-технического задела в области разработки электроракетной двигательной установки с использованием в качестве рабочего тела газов атмосферы Земли для управления движением и ориентации низкоорбитальных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ). 2. Целью проекта является разработки прототипа электрического ракетного двигателя (ЭРД), использующего в качестве рабочего тела атмосферную среду (ЭРД АтмС), с техническими характеристиками, способными обеспечить срок активного существования низко-орбитальных (180-260 км) космических аппаратов (НО КА) более 8 лет.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Результаты проекта позволят конкретизировать технические задания на составные части и ЭРДУ для КА ДЗЗ в целом, сократить сроки создания экспериментальных образцов КА и наземного экспериментального оборудования, уточнить сроки и затраты на проведение в перспективе ОКР, создать существенный задел для дальнейшей разработки унифицированных ЭРДУ на качественно новом уровне для КА ДЗЗ.
2. Внедрение ЭРДУ с использованием в качестве РТ атмосферных газов на низкоорбитальных аппаратах нового поколения позволит уменьшить высоту целевых орбит, повысить точность поддержания целевых орбит КА ДЗЗ при длительных сроках их активного существования, обеспечив тем самым широкое продвижение указанных аппаратов на рынок космических услуг.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Лабораторный образец электроракетного двигателя, использующего в качестве рабочего тела атмосферные газы и устройства забора атмосферных газов для использования в двигателе. Модернизированный испытательный стенд, модернизированный для экспериментальных исследований работы ЭРД, в условиях максимально приближенных к условиям реального космического полета и методики проведения испытаний. Методика проектно-баллистического анализа управления низкоорбитальным космическими аппаратами с электроракетного двигателя, использующего в качестве рабочего тела атмосферные газы. Рекомендации по созданию натурного образца электроракетного двигателя, использующего в качестве рабочего тела атмосферные газы для различных типов низкоорбитальных космических аппаратов.
2. Результаты ПНИ позволят создать натурные образцы ЭРД АтмС не имеющие аналогов в мире.
3. Аналогичные поисковые работы по исследованию только ЭРД, работающего на атмосферных газах, проводились Европейским космическим агентством. Они продемонстрировали эту возможность, но не выработали рекомендации по созданию прототипов для промышленности.
4. На базе созданного лабораторного образца ЭРД АтмС и УЗАГ в рамках кооперации с Индустриальным партнером будет проведен комплекс работ по уточнению тактико-технических параметров отдельных элементов и разработан проект ТЗ на ОКР. При этом должны быть решены вопросы привязки работ по ЭРДУ к планам по создания конкретных КА российскими предприятиями. Будут рассмотрены вопросы применения результатов ПНИ для использования на низкоорбитальных малых КА. Данные мероприятия будут проводиться с привлечением консультационных услуг потенциальных потребителей - производителей НО КА ДЗЗ, выступивших в качестве организаций, софинансирующих проект.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Внедрение ЭРД с использованием в качестве РТ атмосферных газов на низкоорбитальных аппаратах нового поколения позволит уменьшить высоту целевых орбит и повысить точность поддержания целевых орбит КА ДЗЗ при длительных сроках их активного существования, обеспечив тем самым широкое продвижение указанных аппаратов на рынок космических услуг.
2. В результате реализации проекта будут разработаны физико-технические основы проектирования ЭРД АтмС для ЭРДУ низкоорбитальных КА ДЗЗ с повышенным САС. В итоге будут сформированы предложения по развитию семейства КА с повышенным САС, разрабатываемых:
в ОАО НПК «Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы» имени А.Г. Иосифьяна,
в ЦСКБ «Прогресс», в ОАО «ИСС имени академика М.Ф. Решетнева» и в ряде других организаций.
3. На базе созданного лабораторного образца ЭРД АтмС и УЗАГ в рамках кооперации с Индустриальным партнером будет проведен комплекс работ по уточнению тактико-технических параметров отдельных элементов и разработан проект ТЗ на ОКР. При этом должны быть решены вопросы привязки работ по ЭРДУ к планам по создания конкретных КА российскими предприятиями. Будут рассмотрены вопросы применения результатов ПНИ для использования на низкоорбитальных малых КА. Данные мероприятия будут проводиться с привлечением консультационных услуг потенциальных потребителей - производителей НО КА ДЗЗ, выступивших в качестве организаций, софинансирующих проект.
4. Международного сотрудничества не планируется.

Текущие результаты проекта:
1. Разработана эскизная конструкторская документация на лабораторные образцы УЗАГ и ЭРД.
2. Изготовлены лабораторные образцы УЗАГ и ЭРД.
3. Разработана программа и методика экспериментальных исследований ЭРД.
4. Проведены работы по модернизации испытательного стенда для экспериментальных исследований работы ЭРД (этап 2).
5. Разработана методика проектно-баллистического анализа управления НО КА с ЭРД АтмС и рекомендаций по формированию и поддержанию целевой орбиты НО КА при использовании ЭРД, работающего на атмосферных газах.
6. Разработана программа и методика экспериментальных исследований лабораторного образца УЗАГ (модельные экспериментальные исследования совместно с устройством моделирования набегающего потока газов атмосферы).
7. Разработана методика расчета теплового состояния ионно-оптической системы (ИОС) лабораторного образца ЭРД
8. Принято участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию результатов ПНИ.
9. Проведена закупка технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры, предназначенных для обеспечения проведения исследований (турбомолекулярный насос, позволяющий обеспечить производительность откачки 4400л/с).