Разработанные в России двигательные установки могут улучшить характеристики небольших космических аппаратов и позволить создание маневрирующих орбитальных группировок спутников. Такие результаты были опубликованы в научных изданиях, включая журнал «Динамика систем, механизмов и машин».
Омский политех сообщил, что Малые космические аппараты (МКА) могут иметь вес от одного до 500 килограммов и применяться для различных научных и инженерных задач, например, для дистанционного зондирования Земли и космического мониторинга.
Данные аппараты функционируют на орбитах, расположенных близко к Земле, где притяжение Земли оказывает сильное воздействие. Поэтому для обеспечения нужной работоспособности и устойчивости спутников требуются соответствующие двигательные установки.
Старший преподаватель кафедры Авиа- и ракетостроение ОмГТУ Антон Лукьянчик указал, что для выполнения маневров очень важен запас характеристической скорости. Также в конструкции нужно учесть наличие достаточного топливного резерва, низкое энергопотребление и компактный размер двигателя..
Согласно эксперту, для МКА весом от 1 кг до 500 кг наиболее эффективны электротермические импульсные двигательные установки. Благодаря многоцелевому методу структурного проектирования, удалось разработать конструкцию установки с несколькими преимуществами. Конструкцию можно также легко изменять в зависимости от задач спутника.
Например, автоматика, электроклапаны и микродвигатель остаются без изменений, а топливная система, такая как бак и трубопроводы, адаптируется для решения конкретных задач. Это обеспечивает большой запас характеристической скорости для выполнения орбитальных маневров. Кроме того, благодаря ряду инженерных решений мы достигаем более высокой надежности, более низкой массы и более короткого времени для создания двигательных установок, — добавил Лукьянчик.
Сейчас для двигательных установок используются различные газы, такие как фреоны и изобутан, которые могут быть вредны для человека. Однако исследователи ОмГТУ разработали конструкцию, которая может работать на безопасной для человека спирто-водяной смеси.
«Из топливного бака поступает спирто-водяная смесь в элементы автоматики. Она затем попадает в микродвигатель, который состоит из большого количества газовых каналов и нагревателя. При подаче напряжения микродвигатель разогревается, спирто-водяная смесь испаряется, образованный пар перегревается и создает силу тяги», – уточнил Лукьянчик.
Ученый заметил, что компоненты, необходимые для создания прототипов двигателя, были получены университетом в конце 2022 года в рамках программы «Приоритет-2030». В настоящее время специалисты собирают их. К концу текущего года планируется провести испытания в вакуумной камере.
