Отправить статью по E-mail Исследование влияния плазменных струй электроракетных двигателей на функциональные характеристики космических аппаратов
- Авторы: Надирадзе А.Б.1, Тихомиров Р.Е.2, Максимов И.А.2, Кочура С.Г.2, Балашов С.В.2
-
Учреждения:
- Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
- АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
- Выпуск: Том 21, № 4 (2020)
- Страницы: 524-533
- Раздел: Раздел 2. Авиационная и ракетно-космическая техника
- URL: https://journals.eco-vector.com/2712-8970/article/view/566779
- DOI: https://doi.org/10.31772/2587-6066-2020-21-4-524-534
- ID: 566779
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассмотрены вопросы совместимости электроракетных двигателей (ЭРД) коррекции и крупногабаритных трансформируемых антенн (КГА), применяемых на высокоорбитальных спутниках связи. В работе рассмотрено эрозионное и загрязняющее воздействие струй ЭРД при взаимодействии с трикотажным сетчатым материалом (сетеполотном), который применяется для изготовления рефлекторов КГА. Эрозионное воздействие струй ЭРД на сетеполотно КГА характеризуется тем, что углы падения ионов на поверхность нитей находятся в диапазоне от 0 до 90°, т. е. практически при любом угле падения ионов на поверхность сетеполотна. Исследование, проведенное авторами, включало в себя как математическое описание физических процессов, так и проведение широкой серии экспериментов, что позволило добиться необходимой достоверности результатов. В работе установлено, что воздействие плазменных струй двигателей коррекции может приводить к значительному распылению отражающего покрытия с поверхности рефлектора крупногабаритной антенны. Получены экспериментальные данные о деградации коэффициента отражения электромагнитного излучения сетеполотна в зависимости от степени воздействия плазменной струи. Установлено, что распыление отражающего покрытия с поверхности нитей не оказывает существенного влияния на коэффициент отражения. Более значимым является распыление покрытия в точках контакта нитей. Также была обнаружена сильная зависимость коэффициента отражения от типа плетения сетеполотна. Исследован механизм осаждения продуктов распыления на отражающие покрытия радиаторов системы терморегулирования. Получены результаты расчетов коэффициента распыления и индикатрисы распыления отражающего покрытия, наносимого на нити сетеполотна. Экспериментально определена деградация функциональных характеристик терморегулирующих покрытий (ТРП) при осаждении на них тонких пленок золота, являющегося одним из возможных материалов отражающего покрытия. Получены оценки предельно допустимого уровня загрязнения ТРП. Показано, что при соблюдении соответствующих правил проектирования возможно совместное использование ЭРД и КГА на высокоорбитальных спутниках связи.
Об авторах
Андрей Борисович Надирадзе
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: nadiradze@mai.ru
доктор технических наук, профессор; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия, 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, 4Роман Евгеньевич Тихомиров
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Email: tikhroman@iss-reshetnev.ru
начальник группы; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52Игорь Александрович Максимов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Email: mia@iss-reshetnetv.ru
доктор технических наук, начальник отдела; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52Сергей Григорьевич Кочура
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Email: kochura@iss-reshetnev.ru
кандидат технических наук, заместитель генерального конструктора по электрическому проектированию и системам управления КА; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52Сергей Владимирович Балашов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Email: balashow@iss-reshetnev.ru
начальник сектора; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52Список литературы
- Тестоедов Н. А., Кочура С. Г., Максимов И. А. Исследование механизмов и уровней воздействия космической среды на космический аппарат // Вестник СибГАУ. 2016. № 6. С. 77–90.
- Максимов И. А., Кочура С. Г. Исследование влияния факторов космического пространства и техногенных факторов на космические аппараты, разработка методов и средств защиты : монография / СибГАУ. Красноярск, 2011. 182 с.
- 3 Модель Космоса. Т. 2, гл. 1.1 Моделирование процессов формирования СВА и загрязнения поверхности КА / А. Б. Надирадзе, В. В. Шапошников, В. В. Хартов и др. М. : Университет, 2007. 20 с.
- Эрозионное воздействие плазменных струй электрореактивных двигателей на сетеполотно рефлекторов крупногабаритных антенн автоматических космических аппаратов / Н. А. Тестоедов, С. Г. Кочура, И. А. Максимов и др. // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17. С. 46–49.
- Контроль радиационной обстановки на высокоапогейных космических аппаратах / Н. А. Власова, И. В. Гецелев, Т. А. Иванова и др. // Космонавтика и ракетостроение. 2003. Вып. 1(30). 6 с.
- Контроль уровня радиационного воздействия космических излучений на геостационарные КА «Экспресс-А2, А3» в максимуме 23-го цикла солнечной активности (2000-2002 гг.) / Э. Н. Сосновец, Н. А. Власова, Т. А. Иванова и др. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2003. № 1–2. С. 3–7.
- Особенности экспериментального определения стойкости композиционных материалов к эрозионному воздействию струй стационарных плазменных двигателей / А. Б. Надирадзе, Р. Р. Рахматуллин, С. Г. Кочура и др. // Вестник СибГАУ. 2012. № 1 (41). С. 91–96.
- Внешний радиационный пояс релятивистских электронов в минимуме 23-го цикла солнечной активности / Л. В. Тверская, С. В. Балашов, Н. Н. Веденькин и др. // Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 6. С. 779–784.
- Методология обеспечения стойкости бортовой аппаратуры и космического аппарата в целом в условиях плазмы, формируемой стационарными плазменными двигателями / В. В. Иванов, И. А. Максимов, А. Б. Надирадзе и др. // Вестник СибГАУ. 2006. № 1 (8). С. 76–81.
- Экспериментальное исследование загрязняющего воздействия собственной внешней атмосферы на этапе орбитальной эксплуатации космического аппарата / А. Б. Надирадзе, И. А. Максимов, В. А. Смирнов и др. // Вестник СибГАУ. 2006. № 1 (8). С. 91–96.
- Исследование загрязняющего воздействия собственной внешней атмосферы и плазмы стационарных плазменных двигателей на КА «Экспресс-АМ» / В. А. Смирнов, А. К. Шатров, И. А. Максимов и др. // Вестник СибГАУ. 2006. № 2 (9). С. 46–50.
- Расчетная модель для оценки проникания плазмы электроракетных двигателей в приборные отсеки космического аппарата / В. В. Иванов, И. А. Максимов, А. Б. Надирадзе и др. // Вестник СибГАУ. 2006. № 3 (10). С. 49–52.
- Оценка времени обезгаживания негерметичного приборного отсека космического аппарата / А. Б. Надирадзе, А. А. Чиров, В. В. Шапошников и др. // Вестник СибГАУ. 2007. № 1 (14). С. 95–99.
- Повышение надежности негерметичного отсека космического аппарата / И. А. Максимов, В. А. Смирнов, В. В. Иванов, А. Б. Надирадзе // Вестник СибГАУ. 2007, № 1 (14). С. 88–91.
- Исследование воздействия струй электроракетных двигателей на элементы конструкции крупногабаритных антенн / В. А. Смирнов, В. В. Тибильдеева, И. А. Максимов и др. // Вестник СибГАУ. 2007. Прилож. к № 1 (14). 7 с.
- Механизмы воздействия плазмы электроракетных двигателей на работу бортовой аппаратуры космических аппаратов / В. В. Иванов, И. А. Максимов, А. Б. Надирадзе, В. В. Шапошников // Вестник СибГАУ. 2007. № 3 (16). С. 87–91.
- Выбор критерия и учет состава пленок загрязнения при оценках совместного загрязняющего воздействия собственной внешней атмосферы и стационарных плазменных двигателей / А. Б. Надирадзе, В. В. Шапошников, И. А. Максимов и др. // Вестник СибГАУ. 2007. № 4 (17). С. 91–94.
- Исследование эрозийного воздействия струй стационарных плазменных двигателей на радиоотражающее сетеполотно крупногабаритных антенн космических аппаратов / А. Б. Надирадзе, В. В. Шапошников, В. А. Смирнов и др. // Вестник СибГАУ. 2008. № 4 (21). С. 120–124.
- Модель проникания плазменных образований, формируемых при работе электроракетных двигателей, в негерметичные приборные отсеки космических аппаратов / В. В. Иванов, И. А. Максимов, А. Б. Надирадзе и др. // Авиация и космонавтика : материалы междунар. конф. М., 2006. С. 357.
- Проблемы применения электроракетных двигателей на космических аппаратах : в кн. «Модель космоса» ; 8-е изд. Т. 2 «Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов» / В. П. Ким, А. Б. Надирадзе, Г. А. Попов и др. ; под ред. проф. Л. С. Новикова. М. : Университет, 2007. С. 615–659.
- Балашов С. В., Бляхарский Я. С., Надирадзе А. Б. Расчет характеристик распыления сетчатых поверхностей при воздействии на них плазменных струй электроракетных двигателей // Тез. докладов XXI Междунар. конф. по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2019). 24–31 мая 2019 г. Алушта, Крым.
Дополнительные файлы
