Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.26732/j.st.2022.2.02

Ключевые слова: spacecraft, propulsion system, electric rocket thruster, electric rocket thrusters classification, techno-economic efficiency, космический аппарат, система коррекции, электрореактивный двигатель, классификация электрореактивных двигателей, технико-экономическая эффективность

Аннотация: Обозначено место электрореактивных двигателей в системе коррекции космических аппаратов, описаны основные задачи, решаемые системой коррекции при эксплуатации космических аппаратов. Приведена современная классификация электрореактивных двигателей, согласно которой существует четыре класса, отличающихся природой процессов, сообщающих рабочему телу кинетическую энергию: электротермические, электростатические, импульсные, магнитоплазмодинамические. Для иллюстрации современного уровня технологии приведены примеры электрореактивных двигателей различных классов, применяющихся в современных космических аппаратах, систематизированы их технические характеристики, такие как тяга, удельный импульс, потребляемая мощность и КПД. В качестве основных двигателей коррекции современных космических аппаратов обозначены электростатические: стационарные плазменные (холловские) и ионные. Для различных классов электрореактивных двигателей приведены диапазоны их обобщенных характеристик в виде совокупности удельного импульса (характеризующего экономичность двигателя) и цены тяги (определяющей энергопотребление двигателя в пересчете на единицу тяги). Указана необходимость учитывать стоимостные показатели разработки и эксплуатации электрореактивных двигателей при создании системы коррекции перспективных космических аппаратов. Определены задачи на дальнейшее исследование в области технико-экономической эффективности применения электрореактивных двигателей в составе систем коррекции космических аппаратов. The place of electric rocket thrusters in a spacecraft propulsion system is pointed out; the tasks for such propulsion system are described. The modern classification of electric thrusters is given, in accordance of that one there are four classes, dissimilar due to a nature of processes that impart a kinetic energy to a propellant: electrothermal, electrostatic, pulsed and magnetoplasmodynamic. In order to illustrate an electric rocket thrusters sate of art, examples different classes electric rocket thrusters for modern spacecrafts are presented; the technical characteristics, such a thrust, specific impulse, powered energy and efficiency are systematized. As a general electric rocket thrusters for spacecraft propulsion system were chosen electrostatic thrusters: stationary plasma (Hall thrusters) and ion thusters. For the different classes of electric rocket thrusters the common characteristics are defined as a set of: specific impulse (that describes thruster propellant efficiency), thrust cost (determines electric power consumption per unit thrust) and propellant type (combines thruster’s technical and economical characteristics). A necessity is stated to take into account the cost parameters of an electric rocket thruster design and a manufacturing during a propulsion system developing for a next generation spacecraft. The tasks are determined for the further research in the area of a techno-economic efficiency of electric rocket thrusters exploiting as a part of a spacecraft’s propulsion system.

Журнал: Космические аппараты и технологии

Выпуск журнала: Т. 6, № 2

Номера страниц: 83-89

ISSN журнала: 26187957

Место издания: Железногорск

Издатель: Технологическая платформа "Национальная информационная спутниковая система"

• Коваленко Наталья Эдуардовна (АO «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»)
• Внуков Алексей Анатольевич (АO «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК