Электрореактивная двигательная установка космического аппарата

Электрореактивная двигательная установка космического аппарата

Реферат

 

Использование: космическая техника, в частности электрореактивные двигательные установки. Блок управления и питания ЭРДУ дополнительно содержит электронный коммутатор полярности напряжения источника питания магнитной системы движителя. Электронный коммутатор может быть функционально связан с усилительно-преобразующим устройством системы стабилизации космического аппарата (КА). ЭРДУ состоит из трех основных блоков: двигательного блока (ДБ), блока хранения и подачи рабочего тела (БХП), блока питания и управления (БПУ), содержащего в свою очередь блок питания магнитной системы (МС) двигателя с введенным в него электронным коммутатором полярности цепей питания МС, связанный с усилительно-преобразующим устройством системы стабилизации КА. Во время работы плазменный движитель создает крутящий момент вокруг своей оси, направление которого связано с направлением тока питания в катушках МС движителя. Кроме того на КА действуют моменты от внешних возмущений, изменяющие угловое положение КА в произвольном направлении. По достижении некоторого порогового значения угла отклонения КА от базовой оси на электронный коммутатор подается сигнал на смену полярности питания цепи МС движителя от усилительно-преобразующего устройства системы стабилизации КА. Изменение полярности приводит к смене направления закрутки ионного потока и соответственно к изменению углового положения КА в противоположном направлении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к космической технике, в частности к электрореактивным двигательным установкам (ЭРДУ). Известны ЭРДУ, содержащие плазменные двигатели с замкнутым дрейфом электронов, систему хранения и подачи рабочего тела, систему управления и электропитания цепей движителей и ЭРДУ в целом. Данные ЭРДУ предназначены для осуществления межорбитального маневра космического аппарата (КА). Известна также ЭРДУ, принятая за прототип, содержащая двигательные блоки, в состав которых входят плазменные двигатели с замкнутым дрейфом электронов, систему хранения и подачи рабочего вещества, систему преобразования энергии и управления двигательной установкой. Недостатком данной конструкции, а также конструкции аналогов является наличие при работе движителей установки паразитных моментов от азимутальной закрутки ускоренных ионов. Причем энергия закрутки ионов может достигать десяти и более процентов от кинематической энергии струи. Эти моменты должны компенсироваться бортовой системой стабилизации КА, что приводит к увеличению его энергозатрат и массы из-за расхода рабочего вещества в исполнительных органах системы стабилизации. В схемах ЭРДУ, где движители включаются с попарно-противоположными направлениями моментов, накладываются ограничения на комбинации подключения резервных двигателей. Кроме того, прототип лишен возможности компенсации внешних возмущающих моментов по осям КА, где установлены движители ЭРДУ. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ЭРДУ за счет обеспечения возможности компенсации собственных и внешних возмущающих моментов от закрутки ионов в канале плазменного движителя относительно его оси. Реализация заявленного технического решения позволяет снизить массу КА в целом благодаря экономии рабочего тела исполнительных органов системы стабилизации КА по осям, на которых установлены движители ЭРДУ, на период работы этих движителей и, соответственно, приводит к экономии энергии и массы, необходимой для функционирования исполнительных органов системы стабилизации в этот период. Указанная цель достигается включением в состав системы управления и питания известной ЭРДУ электронного коммутатора полярности напряжения источника питания электромагнитных катушек намагничивания магнитной системы движителя, который, в зависимости от углового положения КА или направления загрузки маховика системы стабилизации и соответствующего данному состоянию КА характера внешнего сигнала усилительно-преобразовательного устройства системы стабилизации, изменяет полярность питания катушек магнитной системы движителя и, соответственно, направление момента от закрутки ионного потока. На чертеже изображена схема предлагаемой установки. ЭРДУ состоит из трех основных блоков: двигательного блока (ДБ) 1, блока хранения и подачи рабочего тела (БХП) 2, блока питания и управления (БПУ) 3, содержащего в свою очередь блок 4 питания магнитной системы (МС) двигателя. Согласно изобретению в блок питания МС двигателя введен электронный коммутатор 5 полярности цепей питания МС, связанный с усилительно-преобразующим устройством 6 системы 7 стабилизации КА. ЭРДУ работает следующим образом. При поступлении команды на включение ЭРДУ БПУ 3 обеспечивает питание и управление всех цепей ДБ 1 и БХП 2. Во время работы плазменный движитель создает крутящий момент вокруг своей оси, направление которого связано с направлением тока питания в катушках МС движителя. Кроме того на КА действуют моменты от внешних возмущений, изменяющие угловое положение КА в произвольном направлении. По достижении некоторого порогового значения угла отклонения КА от базовой оси на электронный коммутатор 5 подается сигнал на смену полярности питания цепи МС движителя от усилительно-проеобразующего устройства 6 системы 7 стабилизации КА. Изменение полярности приводит к смене направления закрутки ионного потока и, соответственно, к изменению углового положения КА в противоположном направлении. Таким образом, ЭРДУ расширяет свои функциональные возможности и дополнительно выполняет функции исполнительного органа системы стабилизации по оси, на которой установлен движитель, осуществляя стабилизацию КА по релейной схеме с непрерывным функционированием исполнительных органов.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОРЕАКТИВНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА, содержащая по меньшей мере один плазменный движитель с замкнутым дрейфом электронов, систему хранения и подачи рабочего тела, блок питания и управления по меньшей мере с одним источником электропитания электромагнитных катушек намагничивания магнитной системы движителя, подключенные к электрическим цепям движителя, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности компенсации собственных возмущающих моментов от закрутки ионов в канале плазменного движителя, блок питания и управления дополнительно содержит электронный коммутатор полярности напряжения, подключенный к источнику электропитания электромагнитных катушек намагничивания магнитной системы движителя. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности компенсации внешних возмущающих моментов относительно оси движителей, электронный коммутатор связан с выходом усилительно-преобразующего устройства системы стабилизации космического аппарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002