rpd000009080 (1011545), страница 3
Текст из файла (страница 3)
- расчет энергомассовых характеристик термоэ
Тематика: - выбор оптимального состава полупроводникового материала для ТЭЛП в заданном диапазоне температур и определение геометрических размеров термостолбика при заданной мощности, выбор оптимального режима.
- выбор необходимого уровня давления Cs в зазоре ТЭП при заданных значениях температур эмиттера и коллектора и эффективной работе выхода эмиттера. Рассчитать изменение геометрии для коммутации ЭГЭ при продольном градиенте температур ТВЭЛ.
Трудоемкость(СРС): 15
Прикрепленные файлы:
Типовые варианты:
-- расчет энергомассовых характеристик термоэлектрического генератора на высокотемпературных полупроводниках¶
-- расчет энергомассовых характеристик термоэмиссионного преобразователя энергии на базе электрогенерирующих элементов¶¶
-
Рубежный контроль
-
Промежуточная аттестация
1. Зачет (7 семестр)
Прикрепленные файлы:
Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:
1.Условия эксплуатации ЭУ. Влияние внешней среды.
2.Связь энергоснабжения КА с характером баллистической задачи.
3.Основные виды ЭУ по типу источников и преобразователей энергии
4.Области применения различных типов ЭУ
5.Анализ и синтез структуры ЭУ. Взаимосвязь основных подсистем.
6.Общие принципы преобразования исходного вида энергии в электрическую
7.Особенности использования ЯР для ЭУ.
8.Зависимость удельной массы реактора и тепловой защиты от тепловой мощности и компоновки ЭУ на КА.
9.Системы радиационной безопасности.
10.Радиоизотопные источники энергии. Виды использования радиоизотопов и их характеристики.
11.Возможность передачи энергии в космосе.
12.Солнечная тепловая энергоустановка (СТЭУ).
13.Виды концентраторов солнечной энергии.
14.Приемники солнечного излучения, их виды и устройство.
15.Тепловые аккумуляторы СТЭУ.
16.Системы развертывания больших концентраторов.
17.Механические источники энергии.
18.Электрохимические источники энергии.
19.Оценка массы и габаритов источников энергии.
2. Экзамен (8 семестр)
Прикрепленные файлы:
Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:
1.Термоэлектрические эффекты и принцип работы ТЭЛП.
2.Полупроводниковые материалы для ТЭЛП. Коэффициент добротности.
3.КПД ТЭЛП и его зависимость ль температуры и добротности.
4.Вольтамперная характеристика ТЭЛП. Режимы максимальной мощности и КПД.
5.Соотношение внешнего сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления ТЭЛП.
6.Реактор-генератор на базе ТЭЛП. Совмещенная и разнесенная схемы.
7.Радиоизотопные ЭУ и ТЭЛП.
8.Законы термоэлектронной эмиссии. Принцип работы ТЭП.
9.Нейтрализация пространственного заряда. Влияние давления цезия в зазоре.
10.Режимы работы ТЭП
11.Зависимость ВАХ от температуры эммитера и степени покрытия цезием.
12.Автономный плоский ТЭП.
13.Электрогенерирующие каналы и элементы. Основные схемы.
14.Реактор-генератор типа «Топаз».
15.Энергомассовые и габаритные характеристики ЯЭУ и ТЭП.
16.Солнечные низкотемпературные ТЭП.
17.Термодинамический цикл ПТУ (цикл Ренкина).
18.ЭУ с паротурбогенератором. Схема установки.
19.Влияние сухости пара и кавитации на выбор температур цикла. Многоконтурные установки.
20.Энергомассовые характеристики ЭУ с паротурбогенераторами.
21.Схемы ГТУ и изменение параметров по тракту.
22.Увязка параметров турбины и компрессора. Выбор оптимальной степени повышения давления и соотношения температур в цикле.
23.Процессы рекуперации тепла. Потери давления и температуры в контурах.
24.Энергоустановки большой мощности с ЯР.
25.Солнечные ГТУ среднего уровня мощности.
26.Рабочий процесс в МГДГ. Основные характеристики.
27.Энергоустановки с МГДГ цикла Брайтона.
28.Энергоустановки с МГДГ цикла Ренкина.
29.Энергомассовые характеристики ЭУ с МГДГ. Области применения.
30.Газопоршневые двигатели. Рабочий процесс в двигателе Стирлинга.
31.Радиоизотопные и солнечные ЭУ с двигателями Стирлинга.
32.Принципы работы радиоизотопных преобразователей.
33.Ядерные батареи второго рода на полупроводниках.
34.Комбинированные, каскадные и гибридные ЭУ.
35.Накопители энергии. Сравнительный анализ накопителей и области их применения.
36.Основные реакции термоядерного синтеза. Выход энергии.
37.Термоядерный синтез в пучках частиц.
38.Магнитное удержание частиц плазмы. Радиационные потоки из плазмы.
39.Лазерный термоядерный синтез.
40.Термоядерный Z-пинч. Токомак.
41.Проектирование ЭСУ. Понятие функционала задачи.
42.Анализ и синтез структур. Методы описания.
43.Применение законов сохранения. Матрица основных соотношений.
44.Размерные и безразмерные величины. Критерии качества.
45.Выбор типоразмеров системы и её основные узлы.
46.Взаимосвязь основных параметров КА и ЭУ.
47.Техническое прогнозирование.
48.Анализ логистических зависимостей развития технических устройств.
49.Цели и задачи исследования рабочих процессов с объективных позиций.
50.Учет эксплуатационных и технологических требований при согласовании проектных характеристик ЭУ и КА.
51.Проектные состояния определяющих подсистем.
52.Этапы проектного поиска, оценка проектных ситуаций.
53.Декомпозиция ЭСУ на определяющие подсистемы. Виды подсистем.
54.Формы накопления и обобщения проектнозначимой информации.
55.Оптимизационный диалог.
56.Критериальные компьютерные мишени.
57.Компьютерные образцы компоновочных вариантов.
58.Ситемы информационно-логического сопровождения этапов проектирования.
59.Объектноориентированные и динамические приемы в проектировании ЭСУ.
60.Командные методы принятия решения.
-
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а)основная литература:
1. Квасников Л.А., Латышев Л.А., Севрук Д.Д., Тихонов В.Б. Теория и расчет ЭСУ космических аппаратов. /учебник/ - М. Машиностроение. 2001.
2. Куландин А.А. Основы теории, конструкция и эксплуатация космических ЯЭУ. – Л. Энергоатомиздат. 1987.
3. Лабораторные работы по курсу «Энергоустановки КА».
б)дополнительная литература:
1. Кодюков В.И. и др. Радиоизотопные источники электрической энергии. – М. Атомиздат. 1978.
2. Грилихес В.А., Попов Л.Б., Орлов П.П. Солнечная энергия и космические полеты. – М. Наука. 1984.
3. Лидоренко И.С., Мучник Г.Ф. Электрохимические генераторы. – М. Энергоатомиздат. 1982.
4. Севрук Д.Д., Куркин И.И., Сидоров Д.А. Разработка проектных концепций ЭСУ с аппаратами нагрева. – М.МАИ, 1988.
5. Севрук Д.Д., Куркин И.И. Машино-ориентированное проектирование энергосиловых установок. – М. МАИ. 1982.
6. Инженерные проблемы управляемого термоядерного синтеза. / Учебное пособие/. Москва, МВТУ, 1986.
в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:
1. Программа расчета перелета с использованием различных типов двигателей.
http://erps.spacetgrant.org/epmove.zip.
2. Вебсайты российских организаций, участвующих в создании и использовании ЭСУ КА:
1. ГНЦ ФГУП “Центр Келдыша” WWW. KERE.MCK.RU
2. НПО ИМ. Лавочкина www.laspace.ru
3. ФГУП «Курчатовский институт» www.kurins.ru
4. ФГУП «Красная звезда» www.krasnaj zvezda.ru
-
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Лекционные занятия:
- комплект плакатов/слайдов по материалам лекций.
- аудиторное оснащение экранов и проектором.
2. Лабораторные работы.
- кабинет натурных образцов ЭУ и их агрегатов.
- стенды для проведения испытаний отдельных элементов ЭУ.
- установки для получения характеристик преобразователей.
3. Прочее.
- рабочее место преподавателя, оснащенное компьютером с выходом в Интернет.
Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Теория, расчет и проектирование энергетических установок »
Аннотация рабочей программы
Дисциплина Теория, расчет и проектирование энергетических установок является частью Профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Проектирование авиационных и ракетных двигателей. Дисциплина реализуется на 2 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 208.
Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ПК-9 ,ПСК-6.1 ,ПСК-6.3.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: проектированием энергоустановок космических летательных аппаратов, с выбором их схем и анализом основных рабочих процессов, расчетом их основных характеристик и выходных параметров.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие, Лабораторная работа.
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Зачет (7 семестр) ,Экзамен (8 семестр).
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (46 часов), практические (56 часов), лабораторные (16 часов) занятия и (107 часов) самостоятельной работы студента.
Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Теория, расчет и проектирование энергетических установок »
Cодержание учебных занятий
-
Лекции
1.1.1. Внешняя среда. Виды баллистических задач. Взаимосвязь параметров ЭУ и КА. (АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.2.1. Условия эксплуатации ЭУ КА. Требования к ЭУ КА. Потребители энергии на борту КА.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Проблемная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.3.1. Основные виды источников энергии и типы преобразователей. Анализ и синтез структуры ЭУ. Области использования различных типов ЭУ.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.4.1. Виды концентраторов и приемников солнечного излучения. Потери энергии, тепловые аккумуляторы. Системы ориентации.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.5.1. Фотоэффект. Влияние интенсивности освещения, длины волны и температуры. Материалы ФЭП.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.5.2. Солнечные батареи. Энергомассовые характеристики. Системы раскрытия и ориентации. СБ с аккумулятором(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.6.1. Виды химических источников тока. Термодинамика тепловых элементов. Расчет параметров и габаритов топливных элементов.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.6.2. Кислород-водородный топливный элемент. Способы хранения РТ на борту. Регенеративные ЭУ с ЭХГ. Особенности процессов в хим. аккумуляторах.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
1.7.1. Основные схемы ТЭХП. Особенности рабочего процесса. Регенерация и рециркуляция рабочих компонентов. Энергоустановки на базе ТЭХП.(АЗ: 2, СРС: 3)
Тип лекции: Информационная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс
2.1.1. Принцип работы ТЭЛП. Материалы ТЭЛП. Расчет генератора на базе ТЭЛП. ЭУ на базе ТЭЛП(АЗ: 2, СРС: 1)
Тип лекции: Проблемная лекция
Форма организации: Лекция, мастер-класс















