rpd000004499 (1011483), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Тематика: Обоснование выбора типа ЭРД для решения поставленной задачи полета, определение основных параметров рабочего процесса и интегральных характеристик, расчет основных геометрических размеров ЭРД и запаса рабочего тела.

Трудоемкость(СРС): 18

Прикрепленные файлы:

Типовые варианты:

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для перелета к дальним планетам: тяга 0,2 Н, удельный импульс 40 км/с, ресурс работы 10 000 часов (рабочее тело ксенон, коэффициент использования 0,9)

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры ионного двигателя со следующими параметрами: ток пучка 0,8А, потенциал ускоряющего электрода 200 В эмиссионного 600 В, толщина ускоряющего электрода 2 мм, рабочее тело аргон, коэффициент использования 0,8

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры ионного двигателя с повышенной фокусировкой ионного потока. Исходные данные диаметр пучка 200 мм, энергия ионов 1200 эВ, коэффициент использования рабочего тела аргона - 0,8 (расход 1,38 мг/с)

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: ток пучка 200 мА, ускоряющее напряжение 1000 В, коэффициент использования рабочего тела - 0,95; ресурс работы 6000 часов. Рабочее тело ксенон и аргон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры источника ионов, для использования в качестве тягового модуля на КА совершающего маневр на орбите Марса. Исходные данные: потребляемая мощность 5 кВт, удельный импульс 20 км/с, ресурс работы 4000 часов, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: удельный импульс 16 км/с, ресурс работы 3000 часов, потребляемая мощность 1,5 кВт, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры на геостационарной орбите. Исходные данные: потребляемая мощность 5 кВт, удельный импульс 18 км/с, ресурс работы 6000 часов, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: удельный импульс 16 км/с, ресурс работы 3000 часов, потребляемая мощность 0,7 кВт, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: удельный импульс 12 км/с, ресурс работы 1500 часов, потребляемая мощность 0,5 кВт, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: удельный импульс 16 км/с, ресурс работы 10 000 часов, потребляемая мощность 14 кВт, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, предназначенного для полетов к дальним планетам. Исходные данные: удельный импульс 30 км/с, ресурс работы 12 000 часов, потребляемая мощность 25 кВт, рабочее тело аргон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: цена тяги 15 кВт/Н, ресурс работы 4000 часов, потребляемая мощность 1,35 кВт, рабочее тело ксенон

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры плазменного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего маневры вблизи Земли. Исходные данные: ток разряда 1200 А, потребляемая мощность 48 кВт, индукция магнитного поля 0,1 Тл, рабочее тело литий

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры плазменного электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего межпланетный полет. Исходные данные: расход рабочего тела (литий) 200мг/с, потребляемая мощность 120 кВт, индукция магнитного поля 0,25 Тл

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры плазменного электроракетного двигателя предназначенного для использования на КА, совершающего межпланетный полет. Исходные данные: расход рабочего тела (водород) 30мг/с, удельный импульс 60 км/с, степень ионизации ~1, ао=25 км/с

-Рассчитать основные характеристики и геометрические размеры плазменного электроракетного двигателя, предназначенного для использования на КА, совершающего межпланетный полет. Исходные данные: рабочего тело литий, удельный импульс 30 км/с, ток разряда 5000 А, потребляемая мощность 160 кВт, А0=2

-Рачитать и сравнить характеристики различных типов ЭРД (ПИД, СПД, РИД, МПД, ИПД, КолД) предназначенных на КА, совершающие различные космические полеты

1. Рубежный контроль

1. Промежуточная аттестация

1. Зачет

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Приращение характеристической скорости КА, уравнение Циолковского, динамика полета с малой тягой

2.Структурная схема и основные узлы космической двигательной установки

3.Реактивные и ракетные двигатели принципы работы. Области применения двигателей различного типа, классификация двигателей

4.Условия эксплуатации двигательных установок в космосе

5.Основные требования к космическим двигателям

6.Бортовые и внешние источники энергетического и материального питания для электроракетных двигателей

7.Физико-химические свойства рабочих тел ЭРД. Выбор «оптимального» рабочего тела, коэффициент складирования. Условия хранения и эксплуатация рабочих тел в космосе

8.Совмещенный и раздельный подвод массы и энергии в космических двигателях

9.Химическая энергия: тепловая и электрическая. Уравнение Гиббса-Гельмгольца. Удельная энергия рабочего тела

10.Солнце – основной современный энергетический источник для ЭРД. Системы преобразования солнечной энергии

11.Ядерная энергия – перспективы использования в ЭРД. Радиоизотопные источники энергии. Ядерные реакторы – источники энергии для ЭРД большой мощности

12.Фундаментальные законы сохранения и их использование для организации рабочего процесса в ЭРД

13.Общие понятия интегральных характеристик и определения удельных параметров ЭРД

14.Основные термодинамические процессы в двигателях с тепловым ускорением рабочего тела

15.Термодинамический цикл теплового двигателя. Полезная работа цикла и к.п.д. Сопло Лаваля

16.Процессы получения заряженных частиц в объеме и на поверхности

17.Приэлектродные процессы, особенности их протекания на катоде и аноде

18.Принципы и механизмы ускорения рабочего тела. Микро и макро подход к их анализу

19.Траектории движения частиц в электромагнитном поле

20.Тепловой механизм ускорения. Особенности его организации в ЭРД

21.Ускорение «электронным ветром». Организация, диссипация энергии

22.Ускорение в электромагнитном поле, особенности организации и повышение эффективности

23.Электростатический механизм ускорения

24.Классификация ЭРД. Основные соотношения для определения интегральных параметров ЭРД

25.Особенности процессов ускорения в электронагревном двигателе (ЭНД), выбор рабочего тела. Уровень интегральных параметров ЭНД, области применения

26.Методы анализа процессов ускорения в соплах ЭНД при низких числах Рейнольдса и значительных по толщине погранслоях

27.Особенности процессов в электродугового двигателя (ЭДД), рабочие тела

28.Методы стабилизации и управления формой дуги. Защита от разрушения электродов

29.Уровень интегральных параметров ЭДД, области применения

2. Экзамен

Прикрепленные файлы: Билеты к экзамену по дисциплине Теор..рас.ЭРД.docx

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Комплексное решение баллистической задачи перелета с использованием ЭРД, обоснование необходимости выбора многорежимных двигателей

2.Состав и параметры основных узлов и подсистем современных двигательных установок с ЭРД

3.Циклограммы энергопотребления современных ЭРД, выбор оптимального «окна» для их работы

4.Схемы компоновки космических аппаратов с ЭРД, расположение рабочих мест двигателей

5.Факторы, воздействующие на конструктивные элементы и режим работы подсистем КА, при использовании ЭРД

6.Способы получения ионов - поверхностная и объемная ионизации

7.Газоразрядная камера с осцилляцией электронов, использование высокочастотного и СВЧ разрядов для ионизации

8.Движение заряженных частиц в ортогональных электрическом и магнитных полях

9.Организация замкнутого дрейфа электронов, перенос электронов поперек магнитного поля, формирование электрического поля, ускорение ионов

10.Объёмная электромагнитная сила, ускорение в собственных магнитных полях

11.Ускорение электростатической силой, способы повышения его эффективности

12.Схема электростатического двигателя, основные узлы и принципы их работы: источник ионов, ускорительная система, нейтрализатор

13.Основные процессы в линейном ускорителе плазмы, области существования устойчивого процесса ускорения плазмы

14.Схема коаксиального плазменного двигателя, особенности процесса ускорения и вырождение его в торцевую схему

15.Неустойчивости рабочего процесса торцевого сильноточного двигателя и область стабильной работы

16.Торцевой сильноточный двигатель, схема, особенности проявления механизмов ускорения, вольтамперная характеристика

17.Тяга и к.п.д. торцевого сильноточного двигателя, достигнутые характеристики

18.Торцевой холловский двигатель, особенности процессов ускорения, области превалирования различных механизмов ускорения

19.Особенности замыкания токов в плазме торцевого холловского двигателя

20.Явление кризиса тока и методы борьбы с ним

21.Составляющие тяги торцевого холловского двигателя, методы их оценки

22.Распределение локальных параметров плазмы в торцевом холловском двигателе, границы устойчивой работы торцевого холловского двигателя

23.Импульсные плазменные двигатели, схемы организации процессов образования плазмы

24.Тепловое и объемное электромагнитное ускорение в импульсных двигателях, рабочие тела и способы их подачи

25.Методы анализа параметров импульсных двигателей, эквивалентные схемы, интегральные характеристики, достигнутый уровень, перспективы использования на КА

26.Основные интегральные параметры ионных двигателей, перспективы их повышения совершенствование конструктивной схемы двигателя

27.Результаты летной эксплуатации ионных двигателей

28.Баланс частиц и энергий в газоразрядной камере ПИД, их методы расчета

29.Плазменно-ионный двигатель, схема Кауфмана, схема РИТ, схема СВЧ

30.Ионно-оптическая система, назначение состав, распределение потенциалов между электродами

31.Принцип ускорения с замедлением для формирования ионных потоков в ИОС

32.ИОС - извлечение ионов, предельная плотность тока

33.Методы расчета ионно-оптических систем

34.Разрушение электродов ИОС в результате ионного распыления, расчет времени работы ускоряющего электрода

35.Повышение ресурса ионно-оптической системы, схема «пережатой оптики»

36.Конструктивные схемы ионно-оптических систем, особенности изготовления и эксплуатации электродов большого диаметра, тепловые и вибрационные проблемы

37.Ионные двигатели с поверхностной ионизацией, проблемы создания длительно работающих моделей

38.«Полевые» ионные двигатели, особенности рабочего процесса и характеристики

39.Коллоидные ионные двигатели, особенности рабочего процесса, рабочие тела, материалы капилляров

40.Схема стационарного плазменного двигателя, особенности конфигурации магнитного поля в ускорительном канале, применение постоянных магнитов или катушек намагничивания для его формирования

41.Движение ионов и электронов в ускорительном канале стационарного плазменного двигателя

42.СПД аномальный перенос электронов: шумовая и пристеночная проводимость

43.Характер колебаний параметров плазмы в различных областях разряда СПД, возникновение объемного заряда и его влияние на движение ионов и погасание разряда

44.Характер изменения вольтамперной характеристики СПД, влияние расхода рабочего тела

45.Основные интегральные характеристики стационарного плазменного двигателя

46.Влияние на фокусировку ионного потока процессов на стенках ускорительного канала СПД

47.Влияние градиента нарастания магнитной индукции на колебательные явления в плазме и локализацию областей ионизации и ускорения в СПД

48.Влияние загрязнения стенок канала СПД, изменение интегральных характеристик, явления короткого замыкания, отмечаемые в ходе эксплуатации двигателей

Характеристики

Список файлов учебной работы