CC BY
55Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательныхаппаратов
УДК 621.3(075.3)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ КОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Б. Н. Казьмин, И. В. Трифанов, Д. Р. Рыжов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-шаП: [email protected]
Проведен обзорный анализ электроэнергетических характеристик электрореактивных двигателей космических аппаратов. Предложена новая функциональная схема работы плазменно-электронного микроволнового электродвигателя.
Ключевые слова: жидкостный реактивный двигатель, ионный двигатель, электрореактивный двигатель, электродинамический двигатель, микроволновый электродвигатель.
THE ELECTRIC ENGINE OF SPACECRAFT
B. N. Kazmin, I. V. Trifanov, D. R. Ryzhov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Conducted a review the characteristics of the electric power electric jet engines spacecraft. A new functional block diagram of the plasma - microwave electronic engine.
Keywords: The liquid jet engine, an ion engine, an electric propulsion, an electrodynamic engine, a microwave engine.
В монографии [1] представлены различные двигатели для создания электрореактивного движения космических летательных аппаратов (КЛА).
Существенным недостатком электрореактивных двигателей (ЭРД) являются выбросы в космическое пространство заряженных частиц, которые оседают на внешнем оборудовании КА, вызывая его эрозию, снижая эффективность работы. Особенно подвержены этому негативному воздействию панели солнечных батарей, снижающие количество получаемой электроэнергии и мощности системы электроснабжения КА, от этого ухудшается работа всех систем КА.
Электродинамические двигатели (ЭДД), преобразующие электроэнергию [2] в электродинамическую тягу - электродинамический вектор импульса силы [3], движущий транспортируемый КА в направлении этого вектора, не создают выбросов заряженных частиц, свойственных ЭРД.
Электродинамический вектор импульса силы создают путем взаимодействия соответствующих электрических и магнитных составляющих электромагнитных процессов в магнитной цепи. Например, путем взаимодействия вектора магнитной индукции с вектором тока проводимости в ферромагнитном электропроводящем магнитопроводе магнитной цепи [4], или путем взаимодействия вектора магнитного потока с вектором напряженности электрической составляющей электромагнитного процесса в диэлектрическом ферромагнитном магнитопроводе магнитной цепи [5].
Профессор Академии наук Китая Ян Цзюань представила статью, в которой описывает электромагнитный ракетный двигатель. Такой двигатель
приводится в движение потоком электромагнитного излучения. Излучаемые микроволновые кванты воздействует на внутреннюю поверхность резонансной полости диффузора и создают реактивную тягу [6; 7]. Возникающая реактивная тяга микроволнового электродвигателя (МКВЭД) пропорциональна энергии квантов, поэтому необходимо повышать частоту квантов для увеличения тяги и эффективности МКВЭД.
На основе разработок электродинамических и микроволновых двигателей была предложена функциональная схема работы плазменно-электронного микроволнового электродвигателя (ПЭМКВЭД) (см. рисунок).
Функциональная схема работы плазменно-электронного микроволнового электродвигателя: СБ - солнечная батарея; ПЭПЭ МКВД - плазменно-электронный преобразователь электроэнергии микроволнового диапазона; ТСУ МКВД - трансформатор согласующий микроволнового диапазона; РИР МКВД -рупор-излучатель - резонатор микроволнового диапазона
Применение ПЭПЭ МКВД дает возможность существенно (до 50-60 %) повысить КПД преобразования электроэнергии СБ по сравнению с традиционным (порядка 20 %) с помощью магнитронов или виртуального катода.
Решетневскуе чтения. 2014
Библиографические ссылки
1. Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Рыжов Д. Р., Хоменко И. И. Принципы построения электроэнергетических и электродинамических технологий космических аппаратов : монография / СибГАУ. Красноярск, 2014. С. 165.
2. Чуэйри Э. Новый рассвет электрических ракет // В мире науки. 2009. № 5. С. 34-42.
3. Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Рыжов Д. Р. Электрофизические процессы электродинамических двигателей транспортных средств // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 5. С. 58-61.
4. Патент РФ № 2510567, МПК Н02К 53/00, B60L 11/00. Способ создания электродинамической тяги / Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Исмаилов Б. Н. Опубл. 27.03.2014. Бюл. № 9.
5. Патент РФ № 2510766. Способ создания электродинамической тяги, МПК H02K 51/00, Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Оборина Л. И., Ковальчук В. Б., Сте-рехов И. В. Опубл. 10.04.2014. Бюл. №10.
6. URL: http://www.emdrive.com/.
7. Yang, Juan; Wang, Yu-Quan; Li, Peng-Fei; Wang, Yang; Wang, Yun-Min; Ma, Yan-Jie. Net thrust measurement of propellantless microwave thrusters // Acta Physica Sinica (in Chinese) (Chinese Physical Society), 2012. № 61(11).
References
1. Kazmin B. N., Trifanov I. V., Ryzhov D. R., Khomenko I. I. The principles of construction of electricity and electro-technology spacecraft : Monograph. Krasnoyarsk. SibSAU, 2014, p. 165.
2. Chueyri E. A new dawn of electric rockets // In the world of science. Number 5, 2009. S. 34-42.
3. Kazmin B. N., Trifanov I. V., Ryzhov D. R. The electrophysical processes electrodynamic motor vehicles // Modern high technologies. № 5. Penza, 2013. S. 58-61.
4. RF Patent number 2510567, IPC N02K 53/00, B60L 11/00. A method for creating an electrodynamic thrust / Kazmin B. N., Trifanov I. V., Ismailov B. N. Opubl. 27.03.2014, Bull. Number 9.
5. RF Patent number 2,510,766, Method of creating an electrodynamic thrust, IPC H02K 51/00, Kazmin B. N., Trifanov I. V., Oborina L. I., Kovalchuk V. B., Sterekhov I. V. Publ. 10.04.2014. Bull. №10.
6. URL: http://www.emdrive.com/.
7. Yang, Juan; Wang, Yu-Quan; Li, Peng-Fei; Wang, Yang; Wang, Yun-Min; Ma, Yan-Jie. Net thrust measurement of propellantless microwave thrusters // Acta Physica Sinica (in Chinese) (Chinese Physical Society), 2012. № 61 (11).
© Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Рыжов Д. Р., 2014
УДК 621.675
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ОТКЛОНЕНИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ЖРД
О. В. Каменюк, А. В. Гайнутдинов, Н. Г. Останина
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Приведена методика расчета отклонений гидродинамических параметров центробежных насосов ЖРД.
Ключевые слова: гидродинамические параметры ,центробежный насос.
DEVELOPMENT OF METHOD AND PROGRAMM TO CALCULATE DEVIATIONS OF HYDRODYNAMIC PARAMETERS OF CENTRIFUGAL PUMP
O. V. Kamenyuk, A. V. Gainutdinov, N. G. Ostanina
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The method of calculating deviations of hydrodynamic parameters of a centrifugal pump is proposed.
Keywords: hydrodynamic parameters, centrifugal pump.
Повышение качества выпускаемой продукции при серийном производстве ракетных двигателей связано с совершенствованием технологических процессов изготовления, сборки и испытаний насосов [1]. Особенно важно добиваться стабильности основных гидродинамических параметров насоса: напора и КПД.
Задача их стабилизации может быть решена путём повышения точности изготовления и сборки основных влияющих элементов, а также путём повышения точности определения необходимых параметров при оценке методики обработки результатов испытаний.
