DOI: https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2020.204197
Відкритий доступ Відкритий доступ  Обмежений доступ Доступ за передплатою

Методи і засоби експериментальних досліджень електронагрівних двигунів космічних апаратів

Andrii Pohudin, Sergii Gubin, Vladimir Bilokin, Tetiana Ivanova

Анотація


Предметом дослідження є вимірювання основних характеристик електронагрівного двигуна в процесі прискорення робочого тіла при стендових випробуваннях. Метою є формування стендових засобів дослідження характеристик електронагрівної рухової установки для застосування на космічному буксирі з урахуванням динаміки запуску, умов експлуатації та динаміки виключення. Завдання: вимірювання тяги електронагрівної рухової установки як основної характеристики в сталому і перехідному режимі; визначення витрати робочого тіла, що корелює з тягою; вимірювання параметрів електроспоживання ‒ струмів, напруги, потужності в статиці й динаміці; вимірювання зовнішніх умов імітації космічного простору, а саме вакууму у випробувальній камері. Використовуваними методами є: тензометрія диференціального манометра, чотирьохзондове вимірювання потужності, яка подається на нагрівачі двигуна, парогенератора і бака електронагрівної рухової установки, іонізаційно-термопарний вакуумметр.

Отримано такі результати: визначено склад інформаційно-керуючої системи, що складається з тензометричного давача, застосовуваного з електронагрівною руховою установкою, витратоміра робочого тіла електронагрівної рухової установки, вимірювача потужності нагрівача двигуна, парогенератора, бака електронагрівної рухової установки, іонізаційно-термопарних давачів визначення вакууму. Створено програмний продукт для градуювання тензометричного давача. Наукова новизна полягає в тому, що отримали подальший розвиток такі методи: метод вимірювання тяги електронагрівної рухової установки за допомогою тензометричного давача, метод вимірювання витрати робочого тіла електронагрівної рухової установки, метод вимірювання потужності нагрівача двигуна, парогенератора, бака електронагрівної рухової установки. Вперше розроблено алгоритм градуювання тензометричного давача за допомогою програмного продукту, створеного для електронагрівної рухової установки.

Ключові слова


космічний буксир; електронагрівна рухова установка; електронагрівний двигун; метод вимірювання тяги; метод вимірювання витрати робочого тіла; метод вимірювання потужності нагрівача; метод вимірювання вакууму у вакуумній камері

Повний текст:

PDF

Посилання


Ovchinnikov M.Yu. Malye mira sego [Small ones of the world]. Kompyuterra, 2007, no. 15, pp. 37‒43 (in Russian).

Pogudin A.V., Gubin S.V. Osobennosti ratsionalnogo upravleniya dvigatelnykh ustanovok dlya formirovaniya sputnikovoi gruppirovki [Features of rational control of propulsion systems for the formation of satellite constellation]. Otkrytye informatsionnye i kompyuternye integrirovannye tekhnologii: sb. nauch. tr. [Open information and computer integrated technologies: Collection of scientific papers]. Kharkov, Nats. aerokosm. un-t KhAI, 2017, no. 78, pp. 74–82 (in Russian).

Pogudin A.V. Matematicheskoe modelirovanie elektronagrevnogo dvigatelya na etape zapuska [Mathematical modeling of an electric heating engine at the start-up phase]. Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya: sb. nauch. tr. [Aerospace engineering and technology: Collection of scientific papers]. Kharkov, Nats. aerokosm. un-t KhAI, 2019, no. 5(157), pp. 4–12 (in Russian).

Ugur Kokal Development of a Mili-Newton Level Thrust Stand for Thrust Measurements of Electric Propulsion Systems and UK90 Hall Effect Thruster. Available at: https://www.researchgate.net/publication/332761728_Development_of_a_Mili-Newton_Level_Thrust_Stand_for_Thrust_Measurements_of_Electric_Propulsion_Systems_and_UK90_Hall_Effect_Thruster (accessed 22.12.2019)

Lapková D., Pluhacek M., Adámek M. Computer Aided Analysis of Direct Punch Force Using the Tensometric Sensor. Modern Trends and Techniques in Computer Science: 3rd Computer Science On-line Conference 2014 (CSOC 2014). Springer, 2014, pp. 507‒514.

Polzin K.A. et al. Thrust stand for electric propulsion performance evaluation. Review of Scientific Instruments, 2006, vol. 77(10):105108. doi: https://doi.org/10.1063/1.2357315

Boser B.E., Wooley B.A. The design of sigma-delta modulation analog-to-digital converters. EEE Journal of Solid-State Circuits, 1988, vol. 23(6), pp. 1298‒1308. doi: https://doi.org/10.1109/4.90025


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Ovchinnikov M.Yu. Malye mira sego [Small ones of the world]. Kompyuterra, 2007, no. 15, pp. 37‒43 (in Russian).

Pogudin A.V., Gubin S.V. Osobennosti ratsionalnogo upravleniya dvigatelnykh ustanovok dlya formirovaniya sputnikovoi gruppirovki [Features of rational control of propulsion systems for the formation of satellite constellation]. Otkrytye informatsionnye i kompyuternye integrirovannye tekhnologii: sb. nauch. tr. [Open information and computer integrated technologies: Collection of scientific papers]. Kharkov, Nats. aerokosm. un-t KhAI, 2017, no. 78, pp. 74–82 (in Russian).

Pogudin A.V. Matematicheskoe modelirovanie elektronagrevnogo dvigatelya na etape zapuska [Mathematical modeling of an electric heating engine at the start-up phase]. Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya: sb. nauch. tr. [Aerospace engineering and technology: Collection of scientific papers]. Kharkov, Nats. aerokosm. un-t KhAI, 2019, no. 5(157), pp. 4–12 (in Russian).

Ugur Kokal Development of a Mili-Newton Level Thrust Stand for Thrust Measurements of Electric Propulsion Systems and UK90 Hall Effect Thruster. Available at: https://www.researchgate.net/publication/332761728_Development_of_a_Mili-Newton_Level_Thrust_Stand_for_Thrust_Measurements_of_Electric_Propulsion_Systems_and_UK90_Hall_Effect_Thruster (accessed 22.12.2019)

Lapková D., Pluhacek M., Adámek M. Computer Aided Analysis of Direct Punch Force Using the Tensometric Sensor. Modern Trends and Techniques in Computer Science: 3rd Computer Science On-line Conference 2014 (CSOC 2014). Springer, 2014, pp. 507‒514.

Polzin K.A. et al. Thrust stand for electric propulsion performance evaluation. Review of Scientific Instruments, 2006, vol. 77(10):105108. doi: https://doi.org/10.1063/1.2357315

Boser B.E., Wooley B.A. The design of sigma-delta modulation analog-to-digital converters. EEE Journal of Solid-State Circuits, 1988, vol. 23(6), pp. 1298‒1308. doi: https://doi.org/10.1109/4.90025





УКРАЇНСЬКИЙ МЕТРОЛОГІЧНИЙ ЖУРНАЛ/UKRAINIAN METROLOGICAL JOURNAL

ISSN (Print) 2306-7039

ISSN (Online) 2522-1345