Анализ работоспособности дилатометрического микродвигателя с полимерными рабочими компонентами
https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-4-72-78
Аннотация
В работе представлены первичные результаты разработок и исследований авторов в области реактивных корректирующих микроракетных двигателей на холодном газе. Особенностью конструкции данного микродвигателя является использование дилатометрического полимерного привода в качестве регулятора работы отсечного клапана. В статье описано устройство дилатометрического микродвигателя. На основе сконструированного прототипа двигателя, в условиях вакуума, было проведено исследование работоспособности устройства при низком энергопотреблении. Результаты экспериментов показали, что при давлении рабочей газовоздушной смеси на входе в двигатель в 101325 Па и массовом расходе газа 2,33•10–7 кг/с устройство смогло выдать величину тяги в пределах 33 мкН, при удельном импульсе тяги 140 м/с. В свою очередь, энергопотребление устройства составило всего 0,81 Вт.
Ключевые слова
микродвигатель,
дилатометрический привод,
холодный газ,
энергоэффективность,
тяга,
удельный импульс тяги
Об авторах
М. В. Смагин
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
СМАГИН Михаил Валерьевич, студент гр. ПРД-201 факультета транспорта, нефти и газа
644050, г. Омск, пр. Мира, 11
Е. Е. Колягин
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
КОЛЯГИН Егор Евгеньевич, студент гр. ПРД-201 факультета транспорта, нефти и газа
644050, г. Омск, пр. Мира, 11
И. С. Вавилов
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
ВАВИЛОВ Игорь Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Авиа- и ракетостроение»
644050, г. Омск, пр. Мира, 11
Список литературы
1. Ракета «Союз-2.1а» вывела на орбиту рекордное для России количество спутников. URL: https://tass.ru/kosmos/4413644 (дата обращения: 20.08.2023).
2. Полищук Г. М., Пичхадзе К. М. Автоматические космические аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований. Москва: МАИПринт, 2010. 660 с. ISBN 978-5-7035-2176-2.
3. Ho T. S., Charles Ch., Boswell R. W. A Comprehensive Cold Gas Performance Study of the Pocket Rocket Radiofrequency Electrothermal Microthruster // Frontiers in Physics. 2017. Vol. 4. P. 1–16. DOI: 10.3389/fphy.2016.00055.
4. Spaceflight. Micro Propulsion System. URL: https://spaceflight101.com/lisa-pathfinder/cold-gas-micro-propulsionsystem/ (дата обращения: 20.08.2023).
5. Li M.-X., Tang Hai-Bin, Zhang Z. Experimental investigation on dynamic and steady performance of cold gas micro-propulsion thruster // Journal of Propulsion Technology. 2013. Vol. 36. P. 728–733.
6. Levchenko I., Bazaka K., Ding Y. [et al.]. Space micropropulsion systems for Cubesats and small satellites: From proximate targets to furthermost frontiers // Applied Physics Reviews. 2018. Vol. 5. P. 011104. DOI: 10.1063/1.5007734.
7. Литау Л. Н., Вавилов И. С., Жвайдес Е. И. [и др.]. Исследование реактивной струи дилатометрического резистивного микродвигателя малого космического аппарата аэродинамическим методом // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической техники и подготовки инженерных кадров для авиакосмической отрасли: материалы XIII Всерос. науч.-техн. конф., посвященной памяти главного конструктора ПО «Полёт» А. С. Клинышкова. Омск, 02– 03 апреля 2019. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2019. С. 11–20. EDN: XPOUBM.
8. Смагин М. В., Колягин Е. Е., Суднев В. В. [и др.]. Исследование режимов работы полимерного дилатометрического привода // Проблемы машиноведения: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., Омск, 22–23 марта 2022. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2022. С. 78–84. DOI: 10.25206/978-5-8149-3453-6-202278-84. EDN: ANXPJC.
9. Ющенко В. А., Ячменев П. С. Определение массового расхода газа низкого давления, поступающего к рабочему объекту, находящемуся в условиях вакуума // Молодой исследователь: вызовы и перспективы: сб. ст. по материалам CXCVI Международ. науч.-прак. конф., Москва, 11 января 2021. Москва: ООО Интернаука, 2021. Т. 1. С. 548–555. EDN: WIYOAT.
10. Вавилов И. С., Ячменев П. С., Федянин В. В., Жариков К. И., Степень П. В., Лукьянчик А. И., Кузьменко И. А. Двухзазорный СВЧ ионный двигателя и его исследование аэродинамическим методом // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6, № 1. С. 109–117. DOI: 10.25206/2588-0373-2022-6-1109-117. EDN: JTZQOD.
11. Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. 5-е изд., перераб. и доп. Москва: Наука. 1991. Ч. 1. 597с. ISBN 5-02-014015-5.
Рецензия
Для цитирования:
Смагин М.В., Колягин Е.Е., Вавилов И.С. Анализ работоспособности дилатометрического микродвигателя с полимерными рабочими компонентами. Омский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение". 2023;7(4):72-78. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-4-72-78
For citation:
Smagin M.V., Kolyagin E.E., Vavilov I.S. The analysis of operability of dilatometric microthruster with polymer working components. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2023;7(4):72-78. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-4-72-78
Просмотров:
18
JATS XML
Послать статью по эл. почте 