Двигательная установка коррекции для наноспутников на фреоне

Авиационная и ракетно-космическая техника

2023. Т. 30. № 3. С. 136-146.

Авторы

Бабанина О. В.*, Гасанбеков К. Н.**, Прохоренко И. С.***

Специальный технологический центр (СТЦ), Санкт-Петербург, Россия

*e-mail: obabanina@stc-spb.ru
**e-mail: kgasanbekov@stc-spb.ru
***e-mail: iprokhorenko@stc-spb.ru

Аннотация

Для слаженного функционирования всей орбитальной группировки необходимо точное позиционирование аппаратов на орбите в течение всего времени их эксплуатации, что может быть достигнуто применением на бортах двигательных установок коррекции. Статья посвящена разработке двигательных установок коррекции двух типоразмеров для наноспутников форматов CubeSat 3U и 12U на основе двигателей малой тяги, работающих на фреоне. Обосновывается выбор фреонов в качестве рабочего тела, рассмотрен технический облик разработанных двигательных установок коррекции, описано их функционирование.

Согласно оценке по результатам расчетов, суммарный импульс тяги разрабатываемых двигательных установок составит: для наноспутников формата CubeSat 3U около 138 Н ∙ с, номинальная тяга 15 мН, при этом общие размеры двигательной установки не превышают формата CubeSat 1U, а общая масса – не более 1,4 кг; для наноспутников формата CubeSat 12U около 1250 Н ∙ с, номинальная тяга 15 мН, при этом общие размеры двигательной установки не превышают формата CubeSat 4U, а общая масса – не более 5,0 кг.

Ключевые слова:

двигательная установка коррекции, хладон, фреон, наноспутник

Библиографический список

  1. Кара О., Берклэнд Р., Чжан Л., Кайтац У. Революционный вызов роев CUBESAT // Воздушно-космическая сфера. 2018. № 2(95). С. 58–65. DOI: 10.30981/2587-7992- 2018-95-2-58-65

  2. Игнатьев Б. Как устроены «Кубсаты» (CubeSat). URL: https://nlo-mir.ru/kosmoss/47906-kubsaty.html

  3. Kulu E. Nanosats Database. URL: https://www.nanosats.eu

  4. Прохоренко И.С., Каташов А.В., Каташова М.И. Газовая двигательная установка коррекции для наноспутников // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 2. С. 152–165. DOI: 10.34759/vst-2021-2-152-165

  5. Hejmanowski N.J., Woodruff C.A., Burton R.L. et al. CubeSat High Impulse Propulsion System (CHIPS) Design and Perfomance // 63nd JANNAF Propulsion Meeting / 8th Spacecraft Propulsion (5–9 December 2016; Phoenix, AZ, USA). URL: https://www.researchgate.net/publication/323225650_CubeSat_High_Impulse_Propulsion_System_CHIPS_Design_and_Perfomance

  6. Standard Propulsion System // VACCO. Engineered Fluid Controls and Etched Products. URL: https://cubesatpropulsion.com/standard-propulsion-system/

  7. Gibbon D., Underwood C. Low cost butane propulsion systems for small spacecraft // 15th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. Technical Session XI: Orbital Manuvering. SCC01-XI-1. 2001. URL: https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2001/All2001/76

  8. Bonin G., Roth N., Armitage S. et al. CanX-4 and CanX-5 Precision Formation Flight: Mission Accomplished! // 29th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. Technical Session I: All Systems Go! SCC15-I-4. 2015. URL: https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2015/all2015/3

  9. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования: Учебник / Под. ред. Д.А. Ягодникова. – 3-е изд., доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. – 461 с.

  10. Беляев Н.М., Велик Н.П., Уваров Е.И. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1979. – 232 с.

  11. Hejmanowski N.J., Woodruff C.A., Burton R.L. et al. CubeSat High Impulse Propulsion System (CHIPS) // 62nd JANNAF Propulsion Meeting / 7th Spacecraft Propulsion (1–5 June 2015; Nashville, TN, USA). URL: https://www.researchgate.net/publication/323225725_CubeSat_High_Impulse_Propulsion_System_CHIPS

  12. Seubert C.R., Miller S., Siebert J. et al. Feasibility of Developing a Refrigerant-Based Propulsion System for Small Spacecraft // 21st Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. Technical Session III: Launch and Propulsion Systems. SCC07-III-4. 2007. URL: https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2007/all2007/22

  13. NASA C-POD Micro CubeSat Propulsion System // VACCO. Engineered Fluid Controls and Etched Products. URL: https://cubesat-propulsion.com/reaction-control-propulsion-module/

  14. JPL Mar CO Micro CubeSat Propulsion System // VACCO. Engineered Fluid Controls and Etched Products. URL: https://cubesat-propulsion.com/jpl-marco-micro-propulsion-system/

  15. Klesh A.T., Baker J., Krajewski J. MarCO: Flight Review and Lessons Learned // 19th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. Technical Session III: Year in Review I. SCC19-III-4. 2019. URL: https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2019/all2019/276

  16. Шагапов В.Ш., Юмагулова Ю.А. Динамика роста давления жидкости в замкнутом объеме при ее нагревании // Вестник УГАТУ. 2013. Т. 17. № 1(54). С. 68–72.

  17. Lemmon E.W., Bell I.H., Huber M.L., McLinden M.O. NIST Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database (REFPROP): Version 10. – National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg, 2018. DOI: 10.18434/T4/1502528

  18. Нусинов М.Д. Космический вакуум и надежность космической техники. – М.: Знание, 1986. – 64 с.

  19. Данилкин В.А. Собственная внешняя атмосфера космических аппаратов и ее влияние на параметры радиосигналов бортовых радиотехнических систем // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15. № 1. С. 75–78.

  20. Mauthe S., Pranajaya F., Zee. R.E. The design and test of a compact propulsion system for CanX nanosatellite formation flying // 19th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites. Technical Session VI: University Programs. SCC05-VI-5. 2005. URL: https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2005/all2005/32

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024