rpd000005459 (1011493), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Форма организации: Лекция, мастер-класс
Описание: Двигатель с анодным слоем, особенности конфигурации электрического и магнитного полей в ускорительном канале, формирование «анодного слоя». Отличия в протекании основных рабочих процессов в двигателе с анодным слоем от аналогичных процессов в стационарном плазменном двигателе. Влияние явлений взаимодействия частиц со стенками ускорительного канала на степень ионизации рабочего тела в ускорительном канале двигателя с анодным слоем. Устойчивость работы двигателя и проблемы распыления стенок канала, оценка времени его безотказной работы. Схема двухступенчатого двигателя с анодным слоем, достижение повышенных удельных импульсов. Особенности организации рабочего процесса в различных ступенях, согласование параметров плазмы в них. Характер изменения вольтамперной характеристики второй ступени, проблемы устойчивости рабочего процесса, характер возникающих отказов при длительной работе. Конструктивные схемы одно и двухступенчатых двигателей с анодным слоем, выбор материалов, обеспечивающих длительную безотказную работу. Совершенствование конструктивной схемы одноступенчатого двигателя с анодным слоем, результаты опытной эксплуатации в космосе. Особенности протекания рабочих процессов в схемах двигателей с замкнутым дрейфом электронов с «касповой» геометрией магнитного поля. Особенности работы схемы двигателя с замкнутым дрейфом электронов типа ХЭТ фирмы Тайлес, достоинства и потенциальные недостатки.
1.6.1. Электроракетный двигатель на борту космического аппарата(АЗ: 2, СРС: 0,25)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
Описание: Схемы компоновки космических аппаратов с ЭРД, расположение рабочих мест двигателей. Факторы, воздействующие на конструктивные элементы и режим работы подсистем КА, при использовании ЭРД. Проблемы электризации КА и влияние работы двигателя на прохождение радиосигналов. Собственная атмосфера КА и взаимодействие с ней струй ЭРД. Методики оценки негативного влияния работы ЭРД на КА. Состав и параметры основных узлов и подсистем современных двигательных установок с ЭРД. Циклограммы энергопотребления современных КА, выбор оптимального «окна» для работы ЭРД. Комплексное решение задачи перелета с использованием ЭРД, обоснование необходимости выбора многорежимных двигателей.
-
Практические занятия
1.1.1. Выбор электроракетного двигателя для конкретной космической задачи(АЗ: 2, СРС: 0,5)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Оценка основных параметров двигательной установки КА. Критерии выбора ЭРД для того или иного КА. Основные соотношения характеризующие ЭРД. Области применения двигателей различного типа. Условия эксплуатации двигательных установок в космосе. Влияние параметров ДУ на функционирование и параметры космического аппарата. Основные требования к космическим двигателям.
1.1.2. Выбор «оптимального» рабочего тела, для конкретных задач с использованием ЭРД(АЗ: 2, СРС: 0,5)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Источники массы и энергии для электроракетных двигателей (ЭРД). Бортовые и внешние источники энергетического и материального питания. Рабочие тела («топлива») ЭРД. Физико-химические свойства рабочих тел ЭРД. Выбор «оптимального» рабочего тела, коэффициент складирования. Условия хранения и эксплуатация рабочих тел в космосе. Совмещенный и раздельный подвод массы и энергии в космических двигателях.
1.1.3. Анализ процессов получения заряженных частиц и оценка параметров ионизации частиц в ЭРД, построение траекторий движения частиц и плазмы (АЗ: 2, СРС: 0,5)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Прикладные вопросы физики плазмы и их применение в ЭРД. Процессы получения заряженных частиц в объеме и на поверхности. Приэлектродные процессы, особенности их протекания на катоде и аноде. Принципы и механизмы ускорения рабочего тела. Микро и макро подход к их анализу. Траектории движения частиц в электромагнитном поле. Тепловой механизм ускорения. Особенности его организации в ЭРД. Ускорение «электронным ветром». Организация, диссипация энергии. Ускорение в электромагнитном поле, особенности организации и повышение эффективности. Ускорение объемной электромагнитной силой. Электростатический механизм ускорения. Эффекты, снижающие эффективность ускорения объемной электромагнитной силой. Природа неустойчивостей в плазме. Их проявления в ЭРД. Способы подавления неустойчивостей или минимизация их воздействия на рабочий процесс и характеристики двигателей.
1.2.1. Расчет параметров ЭРД с тепловым механизмом ускорения(АЗ: 2, СРС: 0,5)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Основные термодинамические процессы в двигателях с тепловым ускорением рабочего тела. Термодинамический цикл, полезная работа цикла и к.п.д. Сопло Лаваля. Характеристики тепловых двигателей, тяга, удельная тяга и скорость истечения. Особенности процессов ускорения в электронагревном двигателе (ЭНД), выбор рабочего тела. Методы анализа процессов ускорения в соплах ЭНД при низких числах Рейнольдса и значительных по толщине погранслоях. Уровень интегральных параметров ЭНД, области применения.
1.2.2. Выбор рабочего тела и расчет параметров дуги как источника нагрева, выбор условий стабилизации разряда в ЭДД(АЗ: 2, СРС: 0,5)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Особенности процессов в электродуговом двигателе (ЭДД), рабочие тела. Методы стабилизации и управления формой дуги. Защита от разрушения электродов. Методы расчета параметров дуги. Уровень интегральных параметров ЭДД, области применения.
1.3.1. Анализ особенностей протекания основных процессов и оценка параметров сильноточных плазменных двигателей, причины возникновения неустойчивостей(АЗ: 2, СРС: 1)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Основные процессы в линейном ускорителе плазмы. Области существования устойчивого процесса ускорения плазмы. Объёмная электромагнитная сила. Ускорение в собственных магнитных полях. Схема коаксиального плазменного двигателя. Особенности процесса ускорения и вырождение его в торцевую схему. Торцевой сильноточный двигатель, схема, особенности проявления механизмов ускорения, вольтамперная характеристика. Тяга и к.п.д. торцевого сильноточного двигателя. Неустойчивости рабочего процесса торцевого сильноточного двигателя и область стабильной работы.
1.4.1. Обоснование выбора основных геометрических размеров ионно-оптических систем, процессы, ограничивающие ресурс ИОС(АЗ: 2, СРС: 1)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Ускорение электростатической силой, способы повышения его эффективности. Схема электростатического двигателя, основные узлы: источник ионов, ускорительная система, нейтрализатор. Ионно-оптическая система. Принцип ускорения с замедлением. Извлечение ионов, предельная плотность тока. Методы расчета ионно-оптических систем. Разрушение электродов в результате ионного распыления. Расчет времени работы ускоряющего электрода. Повышение ресурса ионно-оптической системы, схема «пережатой оптики». Конструктивные схемы ионно-оптических систем, особенности изготовления и эксплуатации электродов большого диаметра.
1.4.2. Анализ процессов в газоразрядных камерах, выбор схемы камеры, расчет основных параметров электростатических двигателей(АЗ: 2, СРС: 1)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Способы получения ионов. Поверхностная и объемная ионизации. Газоразрядная камера с осцилляцией электронов. Баланс частиц и энергий в газоразрядной камере, их методы расчета. Плазменно-ионный двигатель, схема Кауфмана. Использование высокочастотного разряда для ионизации. СВЧ разряд как эффективный ионизатор для ионных двигателей. Баланс частиц и энергий в газоразрядной камере, их методы расчета. Схема РИТ, схема СВЧ. Основные интегральные параметры ионных двигателей, перспективы их повышения. Ионные двигатели с поверхностной ионизацией, проблемы создания длительно работающих моделей. «Полевые» ионные двигатели, особенности рабочего процесса, конструкция двигателя и характеристики. Коллоидные ионные двигатели, особенности рабочего процесса, рабочие тела, материалы капилляров, конструкция двигателя и характеристики.
1.5.1. Анализ особенностей протекания основных процессов в СПД(АЗ: 2, СРС: 0,75)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Движение заряженных частиц в ортогональных электрическом и магнитных полях. Организация замкнутого дрейфа электронов. Перенос электронов поперек магнитного поля, формирование электрического поля, ускорение ионов. Две разновидности двигателей с замкнутым дрейфом электронов. Влияние свойств материала стенок ускорительного канала на протяженность зоны ускорения, ограничение по «пробойной прочности». Схема стационарного плазменного двигателя, особенности конфигурации магнитного поля в ускорительном канале, применение постоянных магнитов или катушек намагничивания для его формирования.
1.5.2. Методы инженерного расчета СПД(АЗ: 2, СРС: 0,75)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Проблема расходимости ионного потока и ее влияние на время безотказной работы стационарного плазменного двигателя. Причины снижения уровня тяги со временем работы двигателя. Влияние загрязнения стенок изменение интегральных характеристик, явления короткого замыкания, отмечаемые в ходе эксплуатации двигателей. Характер изменения вольтамперной характеристики, влияние расхода рабочего тела. Основные интегральные характеристики стационарного плазменного двигателя. Математическое моделирование рабочего процесса в ускорительном канале и за его срезом. Методы инженерного расчета основных характеристик и геометрических размеров стационарного плазменного двигателя.
1.5.3. Особенности протекания рабочего процесса в ДАС(АЗ: 2, СРС: 0,5)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Двигатель с анодным слоем, особенности конфигурации электрического и магнитного полей в ускорительном канале, формирование «анодного слоя». Отличия в протекании основных рабочих процессов в двигателе с анодным слоем от аналогичных процессов в стационарном плазменном двигателе. Устойчивость работы двигателя и проблемы распыления стенок канала, оценка времени его безотказной работы. Схема двухступенчатого двигателя с анодным слоем, достижение повышенных удельных импульсов. Особенности организации рабочего процесса в различных ступенях, согласование параметров плазмы в них. Характер изменения вольтамперной характеристики второй ступени, проблемы устойчивости рабочего процесса, характер возникающих отказов при длительной работе. Конструктивные схемы одно и двухступенчатых двигателей с анодным слоем, выбор материалов, обеспечивающих длительную безотказную работу.
1.6.1. Оценка влияния ЭРД на конструкцию и подсистемы КА(АЗ: 2, СРС: 0,25)
Форма организации: Практическое занятие
Описание: Схемы компоновки космических аппаратов с ЭРД, расположение рабочих мест двигателей. Факторы, воздействующие на конструктивные элементы и режим работы подсистем КА, при использовании ЭРД. Проблемы электризации КА и влияние работы двигателя на прохождение радиосигналов. Собственная атмосфера КА и взаимодействие с ней струй ЭРД. Методики оценки негативного влияния работы ЭРД на КА. Модели струи ЭРД и программы расчета воздействия ЭРД на КА.
-
Лабораторные работы
1.1.1. Изучение конструктивных схем двигателей(АЗ: 4, СРС: 0,5)
Форма организации: Лабораторная работа
Описание: На примерах рассматриваются области применения двигателей различного типа. Рассматриваются реализация различных механизмов ускорения. Дается классификация двигателей. Дается понятие баллистической задачи полета и обосновывается на примерах выбор типа двигателя для их обеспечения
1.2.1. Исследование характеристик ЭДД(АЗ: 4, СРС: 0,5)
Форма организации: Лабораторная работа
Описание: Рассматриваются особенности процессов в электродуговом двигателе (ЭДД), рабочие тела. Методы стабилизации и управления формой дуги. Защита от разрушения электродов. Методы расчета параметров дуги. Уровень интегральных параметров ЭДД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
