RU2271317C1 - Spacecraft and jet engine module - Google Patents

Spacecraft and jet engine module Download PDF

Info

Publication number
RU2271317C1
RU2271317C1 RU2004125478/11A RU2004125478A RU2271317C1 RU 2271317 C1 RU2271317 C1 RU 2271317C1 RU 2004125478/11 A RU2004125478/11 A RU 2004125478/11A RU 2004125478 A RU2004125478 A RU 2004125478A RU 2271317 C1 RU2271317 C1 RU 2271317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
panels
engine
engines
central compartment
Prior art date
Application number
RU2004125478/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Медведев (RU)
Александр Алексеевич Медведев
Юрий Олегович Бахвалов (RU)
Юрий Олегович Бахвалов
Игорь Сергеевич Радугин (RU)
Игорь Сергеевич Радугин
Анатолий Алексеевич Николаев (RU)
Анатолий Алексеевич Николаев
Сергей Михайлович Левитин (RU)
Сергей Михайлович Левитин
Александр Евгеньевич Положенцев (RU)
Александр Евгеньевич Положенцев
Сергей Владимирович Белик (RU)
Сергей Владимирович Белик
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева"
Priority to RU2004125478/11A priority Critical patent/RU2271317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2271317C1 publication Critical patent/RU2271317C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: construction of spacecraft and arrangement of engine plants on them.
SUBSTANCE: proposed spacecraft includes load-bearing cylindrical body of central compartment with radial sheathing panels connected to it. Mounted on "north" and "south" sides of spacecraft are thermal panels for payload instruments and spacecraft service systems. Solar batteries are mounted on their outsides. Connected to central compartment on "zenith" and "ground" sides of spacecraft are package panels. Connected to package and thermal panels and to sheathing panels on " west" and "east" sides of spacecraft are engine panels. Mounted symmetrically on engine panels are sections of engines of equal thrust. Each section includes electrical jet engine (traction engine, for example stationary plasma engine) and gas jet engine (for dampening spacecraft after separation and relief of flywheels). Lines of action of engine thrust are inclined at different angles relative to spacecraft body axes and are shifted relative to center of mass of spacecraft.
EFFECT: possibility of using proposed spacecraft with engine module as accompanying payload at twin injection into space of main payload.
5 cl, 7 dwg

Description

Изобретения относятся к космической технике и могут использоваться при разработке космических аппаратов и их двигательных установок, в частности к космическим аппаратам, предназначенным для осуществления непрерывной круглосуточной ретрансляции потоков информации различного назначения в системе спутниковой связи и вещания.The invention relates to space technology and can be used in the development of spacecraft and their propulsion systems, in particular to spacecraft, designed for continuous round-the-clock relay of information flows for various purposes in the satellite communications and broadcasting systems.

Из уровня техники известен космический аппарат (КА), содержащий цилиндрический корпус центрального отсека, панели для монтажа оборудования, двигательную установку, систему управления, панели солнечных батарей, антенны, аккумуляторные батареи (см., например, патент США №5979833, кл. 244/158 R, B 64 G 1/00, от 09.11.99 г.).The prior art spacecraft (SC), containing a cylindrical body of the Central compartment, panels for mounting equipment, propulsion system, control system, solar panels, antennas, batteries (see, for example, US patent No. 5979833, CL 244 / 158 R, B 64 G 1/00, dated 09.11.99).

Из уровня техники известен также блок реактивных двигателей, содержащий равнотяговые секции электрических реактивных двигателей, установленные поровну в двух плоскостях, равноудаленных от базовой плоскости Y0Z с размещенными в ней осями Y и Z связанной системы координат и параллельных этой базовой плоскости, с направленными под углом к упомянутым осям Y и Z и смещенными относительно центра масс космического аппарата линиями действия тяг (см., например, патент РФ №2124461, кл. B 64 G 1/26, 1/24, 1/40, от 12.11.97 г.).A jet engine block is also known from the prior art, comprising equally-drawn sections of electric jet engines mounted equally in two planes equidistant from the base plane Y0Z with the axes Y and Z of the associated coordinate system placed therein and parallel to this base plane, angled to the aforementioned the Y and Z axes and the lines of action of the rods displaced relative to the center of mass of the spacecraft (see, for example, RF patent No. 2142461, class B 64 G 1/26, 1/24, 1/40, dated 12.11.97).

В качестве недостатков указанных прототипов можно отметить следующее. Например, известный КА не приспособлен для того, чтобы на него (со стороны головной части) установить более мощную полезную нагрузку без его дополнительной достаточно серьезной доработки, т.к. его корпус центрального отсека выполнен для установки внутри цилиндра баков двигательной установки и не предназначен для того, чтобы нести эту более мощную дополнительную, а может быть и основную, нагрузку. Также консольное закрепление приборных панелей не позволит обеспечить требуемые уровни жесткости для некоторого оборудования КА. Открытое, наружное расположение приборов потребует дополнительных мер и массы для организации микрометеоритной, радиационной и электростатической защиты радиоэлектронного и другого оборудования КА.The disadvantages of these prototypes include the following. For example, the well-known spacecraft is not adapted to install a more powerful payload on it (from the side of the head part) without its additional rather serious refinement, because its body of the central compartment is designed for installation of tanks of the propulsion system inside the cylinder and is not intended to carry this more powerful additional, and maybe even the main, load. Also, console fixing of dashboards will not allow to provide the required levels of stiffness for some spacecraft equipment. An open, external arrangement of instruments will require additional measures and mass for the organization of micrometeorite, radiation and electrostatic protection of electronic and other spacecraft equipment.

Что касается двигательной установки (блока реактивных двигателей), то в известном блоке все управляющие усилия и моменты создаются за счет только электрических реактивных двигателей, что не всегда эффективно, быстро, точно и экономно в процессе эксплуатации КА на орбите.As for the propulsion system (jet engine block), in the known block all control efforts and moments are created due to only electric jet engines, which is not always efficient, fast, accurate and economical during the operation of the spacecraft in orbit.

Задачей данных изобретений является создание КА и блока реактивных двигателей к нему с достижением технического результата в виде возможности использовать заявленный КА в виде попутной нагрузки при совместном с ней выведении в космос основной полезной нагрузки, а также расширение арсенала технических средств определенного назначения.The objective of these inventions is to create a spacecraft and a block of jet engines to it with the achievement of a technical result in the form of the ability to use the claimed spacecraft in the form of a passing load with the joint launch of the main payload into space, as well as expanding the arsenal of technical equipment for a specific purpose.

Решение данной задачи достигается тем, что в космическом аппарате, содержащем цилиндрический корпус центрального отсека, панели для монтажа оборудования, двигательную установку, систему управления, панели солнечных батарей, антенны, аккумуляторные батареи, в соответствии с изобретением к корпусу центрального отсека, выполняющему функцию силового элемента, обеспечивающему на участке выведения передачу нагрузок от основной полезной нагрузки на разгонный блок, присоединены с внешней стороны по образующим цилиндра четыре вспомогательные панели-зашивки для повышения жесткости конструкции КА и для дополнительного крепления на их отдаленных от цилиндрического корпуса концах двигательных панелей, все панели космического аппарата выполнены трехслойными на основе алюминиевых листов, две приборные панели выполнены с функцией тепловых панелей, тепловые панели присоединены к центральному отсеку КА по двум противоположным относительно оси центрального отсека плоскостям стабилизации, образуя "северную" и "южную" панели КА, агрегатные панели присоединены к центральному отсеку - одна в плоскости технологического стыка космического аппарата с переходной системой, образуя "зенитную" панель, а другая - в плоскости, ниже плоскости технологического стыка КА с устройством отделения полезной нагрузки, образуя "земную" панель, двигательные панели присоединены к вспомогательным радиальным панелям-зашивкам центрального отсека и агрегатным панелям в плоскостях, перпендикулярных агрегатным панелям и перпендикулярных тепловым панелям, соответственно с "западной" и "восточной" сторон, и выполнены в виде полос, параллельных оси космического аппарата, между которыми установлена на центральном отсеке КА зональная раскрываемая антенна бортового ретранслятора, а на самих двигательных панелях блоки реактивных двигателей установлены неподвижно секциями, размещенными в двух параллельных плоскостях, равноотстоящих от центра масс, каждая секция двигателей включает в себя газовый двигатель и тяговый модуль на основе стационарного плазменного двигателя, оси камер которых расположены под разными углами друг к другу, агрегатным и тепловым панелям, с наружной стороны от тепловых панелей размещены панели солнечных батарей, с внутренней стороны от тепловой панели полезной нагрузки размещены приборы полезной нагрузки, а с внутренней стороны тепловой панели служебного борта размещены приборы служебных систем космического аппарата и двигатели-маховики.The solution to this problem is achieved by the fact that in a spacecraft containing a cylindrical body of the central compartment, panels for mounting equipment, a propulsion system, control system, solar panels, antennas, batteries, in accordance with the invention, to the housing of the central compartment performing the function of a power element providing the transfer of loads from the main payload to the upper stage at the withdrawal section, four auxiliary connections are connected from the outside along the generatrices of the cylinder e-wiring panels to increase the rigidity of the spacecraft structure and for additional mounting on the ends of the motor panels at their ends distant from the cylindrical body, all panels of the spacecraft are made three-layer on the basis of aluminum sheets, two instrument panels are made with the function of thermal panels, thermal panels are connected to the central compartment of the spacecraft along two planes of stabilization opposite to the axis of the central compartment, forming the "northern" and "southern" spacecraft panels, aggregate panels are connected to the central compartment ku - one in the plane of the technological junction of the spacecraft with the transition system, forming an “anti-aircraft” panel, and the other in the plane below the plane of the technological junction of the spacecraft with the payload separation device, forming the “earth” panel, the motor panels are attached to auxiliary radial panels - sewing on the central compartment and aggregate panels in planes perpendicular to the aggregate panels and perpendicular to the thermal panels, respectively, from the "western" and "eastern" sides, and made in the form of strips, parallel axes of the spacecraft, between which a zonal disclosed antenna of the onboard repeater is installed on the spacecraft’s central compartment, and on the engine panels themselves, the jet engine blocks are fixedly mounted in sections located in two parallel planes equally spaced from the center of mass, each engine section includes a gas engine and traction module based on a stationary plasma engine, the axis of the chambers of which are located at different angles to each other, modular and thermal panels, with an external Rhone from the heat panels are placed solar panels on the inside of the thermal panels payload payload instruments are placed, and the inside of the heat panels are placed side service equipment service of the spacecraft systems and motors, flywheels.

При этом замки и толкатели, устанавливаемые на переходной системе, сопряжены с элементами конструкции на цилиндрической части центрального отсека КА с обеспечением доступа к ним с внутренней стороны переходной системы и центрального отсека КА, по всей площади тепловой панели полезной нагрузки могут быть вклеены тепловые трубы, а аккумуляторные батареи установлены на агрегатной "земной" панели по плоскости установки тепловой панели полезной нагрузки с возможностью перемещения аккумуляторных батарей для регулирования положения центра масс КА.At the same time, locks and pushers installed on the transitional system are interfaced with structural elements on the cylindrical part of the spacecraft’s central compartment to provide access to them from the inside of the transitional system and the spacecraft’s central compartment, heat pipes can be glued over the entire area of the payload thermal panel, and rechargeable batteries are installed on the aggregate "earth" panel along the plane of installation of the thermal panel of the payload with the ability to move the batteries to adjust the center position masses of spacecraft.

Решение данной задачи достигается также и тем, что в блоке реактивных двигателей, содержащем равнотяговые секции электрических реактивных двигателей, установленные поровну в двух плоскостях, равноудаленных от базовой плоскости Y0Z и параллельных базовой плоскости с размещенными в ней осями Y и Z связанной системы координат, с направленными под углом к упомянутым осям Y и Z и смещенными относительно центра масс космического аппарата линиями действия тяг, в соответствии с изобретением, двигательные секции установлены на вспомогательных радиальных панелях-зашивках, в каждой секции кроме электрических реактивных двигателей дополнительно установлено по газовому двигателю с линией действия тяги, направленной под углом к осям Y и Х связанной системы координат, при этом установлены: электрические реактивные двигатели с функцией создания импульсов тяги для коррекции орбиты и разгрузки двигателей-маховиков, а газовые двигатели - с функцией создания импульсов тяги при демпфировании остаточных угловых скоростей после отделения КА от разгонного блока, разгрузки двигателей-маховиков до начала работы электрических реактивных двигателей и в аварийных случаях.The solution to this problem is also achieved by the fact that in the block of jet engines containing equal-draft sections of electric jet engines installed equally in two planes equidistant from the base plane Y0Z and parallel to the base plane with the axes Y and Z of the associated coordinate system with directional at an angle to the said Y and Z axes and displaced by the thrust action lines relative to the center of mass of the spacecraft, in accordance with the invention, the engine sections are mounted on auxiliary radars In addition to electric jet engines, in each section, in addition to electric jet engines, a gas engine with a thrust action line directed at an angle to the Y and X axes of the associated coordinate system is additionally installed, with the following installed: electric jet engines with the function of generating thrust impulses for orbit correction and unloading of flywheel engines, and gas engines with the function of generating thrust impulses when damping residual angular velocities after separation of the spacecraft from the upper stage, unloading of flywheel engines before starting the operation of electric jet engines and in emergency cases.

Далее изобретения поясняются с использованием прилагаемых графических материалов.The invention is further explained using the accompanying graphic materials.

На фиг.1 представлен заявленный космический аппарат в разобранном виде (основные элементы); на фиг.2 представлена КА - конфигурация при выведении в составе космической головной части (КГЧ); на фиг.3 - представлена рабочая (орбитальная) конфигурация КА; на фиг.4-6 представлены отдельные виды КА, позволяющие лучше уяснить суть изобретения; на фиг.7 представлены схемы расположения газовых двигателей и тяговых модулей относительно связанной системы координат.Figure 1 presents the claimed spacecraft in disassembled form (main elements); figure 2 presents the KA - configuration when displayed in the composition of the space head part (KGCH); figure 3 - presents the working (orbital) configuration of the spacecraft; figure 4-6 presents certain types of spacecraft, allowing better to understand the essence of the invention; 7 shows the layout of gas engines and traction modules relative to the associated coordinate system.

Космический аппарат сдержит цилиндрический корпус центрального отсека 1 с четырьмя вспомогательными радиальными панелями-зашивками 2, присоединенными к корпусу с внешней стороны по образующим цилиндра корпуса.The spacecraft will restrain the cylindrical body of the central compartment 1 with four auxiliary radial panels-covers 2 attached to the body from the outside along the generatrix of the cylinder of the body.

По двум противоположным относительно оси центрального отсека плоскостям стабилизации установлены две приборные панели, выполняющие функции тепловых панелей, образуя "северную" и "южную" панели КА: "северную" панель - тепловую панель служебного борта 3 для размещения приборов и аппаратуры служебного борта и "южную" тепловую панель полезной нагрузки 4 для размещения приборов и аппаратуры полезной нагрузки.Two dashboards are installed along two opposite planes of stabilization relative to the axis of the central compartment, which act as thermal panels, forming the "northern" and "southern" spacecraft panels: the "northern" panel is the service side thermal panel 3 for accommodating service board instruments and equipment and the southern "payload thermal panel 4 for placement of payload instruments and equipment.

К центральному отсеку присоединены агрегатные панели - одна в плоскости технологического стыка КА с переходной системой, образуя "зенитную" панель 5, другая в плоскости, ниже плоскости технологического стыка КА с устройством отделения 6 основной полезной нагрузки, образуя "земную" панель 7.Aggregate panels are connected to the central compartment - one in the plane of the technological interface of the spacecraft with the transition system, forming an “anti-aircraft” panel 5, the other in the plane below the plane of the technological interface of the spacecraft with the separation device 6 of the main payload, forming the “earth” panel 7.

К агрегатным и тепловым панелям в плоскостях, перпендикулярных агрегатным панелям и тепловым панелям, а также к вспомогательным радиальным панелям-зашивкам центрального отсека, с "западной" и "восточной" сторон присоединены двигательные панели 8, выполненные в виде полос, параллельных оси КА.To the aggregate and thermal panels in planes perpendicular to the aggregate panels and thermal panels, as well as to the auxiliary radial panels-stitching of the central compartment, from the "western" and "eastern" sides attached motor panels 8, made in the form of strips parallel to the axis of the spacecraft.

Между двигательными панелями на центральном отсеке КА установлена зональная раскрываемая антенна бортового ретранслятора (БРТК) 9. На двигательных панелях установлены неподвижно секции двигателей 10, при этом каждая секция двигателей включает в себя газовый двигатель 11 (например, К10Р) и тяговый модуль 12 на основе стационарного плазменного двигателя (например, СПД-70), оси камер которых расположены под разными углами друг к другу, агрегатным и тепловым панелям (см. фиг.5, 6).Between the engine panels in the central compartment of the spacecraft, a zonal disclosed antenna of the onboard repeater (BRTK) 9 is installed. The engine sections 10 are fixed on the engine panels, each engine section includes a gas engine 11 (for example, K10P) and a traction module 12 based on a stationary a plasma engine (for example, SPD-70), the axis of the chambers of which are located at different angles to each other, aggregate and thermal panels (see figure 5, 6).

С наружной стороны от тепловых панелей размещены панели солнечных батарей 13.On the outside of the thermal panels are solar panels 13.

С внутренней стороны от тепловой панели полезной нагрузки размещены приборы полезной нагрузки, а с внутренней стороны тепловой панели служебного борта размещены приборы служебных систем КА.On the inside of the heat panel of the payload, payload devices are placed, and on the inside of the heat panel of the service side there are devices of the spacecraft service systems.

Замки и толкатели, устанавливаемые на переходной системе 14, сопряжены с элементами конструкции на цилиндрической части центрального отсека КА с обеспечением доступа к ним с внутренней стороны переходной системы и центрального отсека КА.Locks and pushers installed on the transition system 14 are interfaced with structural elements on the cylindrical part of the central compartment of the spacecraft with access to them from the inside of the transition system and the central compartment of the spacecraft.

По всей площади тепловых панелей полезной нагрузки вклеены тепловые трубы.Heat pipes are glued over the entire area of the payload thermal panels.

На агрегатной "земной" панели по плоскости установки тепловой панели полезной нагрузки установлены аккумуляторные батареи 15 с возможностью перемещения аккумуляторных батарей для регулирования положения центра масс (ЦМ) КА. На тепловой панели служебного борта установлены двигатели-маховики 16.On the aggregate "earth" panel along the plane of installation of the thermal payload panel mounted batteries 15 with the ability to move the batteries to adjust the position of the center of mass (CM) of the spacecraft. The flywheel engines 16 are installed on the heat board of the service board.

Реактивные двигатели, установленные на КА, составляют блок реактивных двигателей, содержащий равнотяговые секции, каждая из которых включает электрический реактивный двигатель (тяговый модуль) и газовый двигатель. Эти секции установлены поровну в двух плоскостях, равноудаленных от базовой плоскости Y0Z и параллельные базовой плоскости с размещенными в ней осями Y и Z связанной системы координат с направленными под углом к упомянутым осям Y и Z линиями действия тяг электрических реактивных двигателей (тяговых модулей) и под углом к осям Х и Y линиями действия тяг газовых двигателей.Jet engines mounted on a spacecraft make up a block of jet engines containing equal-draft sections, each of which includes an electric jet engine (traction module) and a gas engine. These sections are installed equally in two planes equidistant from the base plane Y0Z and parallel to the base plane with the Y and Z axes of the associated coordinate system with the action lines of the thrusts of electric jet engines (traction modules) directed at an angle to the said Y and Z axes and under angle to the X and Y axes with the action lines of the thrusts of gas engines.

Линии действия тяг всех реактивных двигателей смещены относительно центра масс КА (см. фиг.5-7).The action lines of the thrusts of all jet engines are shifted relative to the center of mass of the spacecraft (see figure 5-7).

При этом установлены: электрические реактивные двигатели с функцией создания импульсов тяги при коррекции орбиты и разгрузки двигателей-маховиков КА, а газовые двигатели с функцией создания импульсов тяги при демпфировании остаточных угловых скоростей после отделения КА от разгонного блока ракеты-носителя, разгрузке двигателей-маховиков до начала работы электрических реактивных двигателей и в аварийных случаях.The following were installed: electric jet engines with the function of generating thrust impulses during orbit correction and unloading of the spacecraft flywheel engines, and gas engines with the function of creating thrust impulses when damping the residual angular velocities after separating the spacecraft from the booster booster block, unloading the flywheel engines to start-up of electric jet engines and in emergency cases.

Работа указанного КА с установленным на этом аппарате блоком реактивных двигателей производится, например, следующим образом.The operation of the said spacecraft with the jet engine block installed on this apparatus is performed, for example, as follows.

После выведения ракетой-носителем на орбиту КА в составе КГЧ вместе с основной полезной нагрузкой и отделением основной полезной нагрузки происходит отделение КА от разгонного блока ракеты-носителя. После отделения КА демпфирует остаточные угловые скорости (останавливает свое вращение относительно всех осей) и стабилизируется с помощью двигателей-маховиков. Одновременно происходит разгрузка двигателей-маховиков с помощью газовых двигателей, которая продолжается и после стабилизации КА до полной разгрузки двигателей-маховиков. Во время стабилизации двигатели-маховики создают управляющие моменты вокруг всех осей КА (относительно центра масс КА). Газовые двигатели включаются попарно для создания моментов разгрузки (а не управляющих моментов) и разгружают двигатели-маховики. Схема установки газовых двигателей (см. фиг.7) позволяет создавать моменты разгрузки относительно всех осей КА даже при отказе одного газового двигателя. До включения электрических реактивных двигателей разгрузка двигателей-маховиков происходит с помощью газовых двигателей. После включения электрических реактивных двигателей газовые двигатели в дальнейшей работе КА не используются за исключением аварийных ситуаций.After launching the launch vehicle into orbit of the spacecraft as a part of the KCH, along with the main payload and separation of the main payload, the spacecraft is separated from the upper stage of the launch vehicle. After separation, the spacecraft damps the residual angular velocity (stops its rotation relative to all axes) and stabilizes with the help of flywheel engines. At the same time, the flywheel engines are unloaded with the help of gas engines, which continues after the spacecraft is stabilized until the flywheel engines are completely unloaded. During stabilization, flywheel engines create control moments around all the SC axes (relative to the SC center of mass). Gas engines are switched on in pairs to create unloading moments (rather than control moments) and unload the flywheel engines. The installation scheme of gas engines (see Fig. 7) allows you to create moments of unloading relative to all the axes of the spacecraft, even if one gas engine fails. Before turning on the electric jet engines, the unloading of the flywheel engines occurs with the help of gas engines. After turning on the electric jet engines, gas engines are not used in the further operation of the spacecraft, except in emergency situations.

После того как электрические реактивные двигатели будут подготовлены к работе, КА осуществляет коррекцию орбиты и переходит в требуемое положение на орбите с помощью импульсов тяги, выдаваемых электрическими реактивными двигателями. Поддержание требуемого положения на орбите - коррекция орбиты (как по широте, так и по долготе), а также разгрузка двигателей-маховиков осуществляется с помощью электрических реактивных двигателей (тяговых модулей). Схема установки этих двигателей (см. фиг.7) позволяет одновременно проводить коррекцию орбиты и разгрузку двигателей-маховиков, создавая разгружающие моменты вокруг осей Z и Y КА, что позволяет более эффективно использовать запас топлива. Разгружающий момент вокруг оси Х создается отдельно от коррекции орбиты.After the electric jet engines are ready for operation, the spacecraft performs orbit correction and switches to the required position in the orbit with the help of traction pulses issued by the electric jet engines. Maintaining the required position in orbit - correcting the orbit (both in latitude and longitude), as well as unloading the flywheel engines using electric jet engines (traction modules). The installation diagram of these engines (see Fig. 7) allows for simultaneous orbit correction and unloading of flywheel engines, creating unloading moments around the Z and Y axes of the spacecraft, which allows more efficient use of the fuel supply. The unloading moment around the X axis is created separately from the orbit correction.

Например, выдавая импульсы тяги двумя тяговыми модулями, расположенными со стороны оси Z и X КА (см. фиг.7), происходит одновременно коррекция орбиты по широте и создание момента разгрузки вокруг оси Y КА. Путем чередования включения соответствующих пар электрических реактивных двигателей и выбора соответствующей длительности работы каждой пары обеспечивается выдача требуемого корректирующего импульса и разгрузка двигателей-маховиков в каналах Y и Z КА. При этом стабилизация положения КА относительно центра масс осуществляется двигателями-маховиками.For example, by issuing traction pulses by two traction modules located on the side of the spacecraft Z and X axis (see Fig. 7), the orbit is corrected in latitude and the moment of unloading is created around the spacecraft's Y axis. By alternating the inclusion of the corresponding pairs of electric jet engines and selecting the appropriate duration of each pair, the required corrective impulse is provided and the flywheel engines are unloaded in the K and Y channels. In this case, stabilization of the spacecraft relative to the center of mass is carried out by flywheel engines.

Таким образом, на КА имеется три разных типа двигателей, каждый из которых используется для своих целей.Thus, the spacecraft has three different types of engines, each of which is used for its own purposes.

Двигатели-маховики используются для создания управляющих моментов вокруг осей связанной системы координат (относительно центра масс) на всех этапах полета КА. Эти двигатели при работе не тратят топлива и не влияют на собственную внешнюю атмосферу КА, а также способны очень точно отрабатывать требуемый управляющий момент различной величины.Flywheel engines are used to create control moments around the axes of the associated coordinate system (relative to the center of mass) at all stages of the spacecraft flight. These engines do not spend fuel during operation and do not affect the spacecraft’s own external atmosphere, and are also capable of very accurately fulfilling the required control torque of various sizes.

Газовые двигатели используются для разгрузки двигателей-маховиков на начальном участке полета КА до включения электрических реактивных двигателей. Эти двигатели создают разгружающий момент фиксированной величины, не требуют большой электрической мощности для работы и могут использоваться, когда солнечные батареи не направлены на Солнце. Также эти двигатели могут использоваться для управления КА в аварийных ситуациях.Gas engines are used to unload flywheel engines in the initial portion of the spacecraft flight before turning on the electric jet engines. These motors create a fixed moment of discharging torque, do not require large electric power for operation, and can be used when solar panels are not directed at the Sun. Also, these engines can be used to control spacecraft in emergency situations.

Электрические реактивные двигатели (тяговые модули) применяются для коррекции орбиты и разгрузки двигателей-маховиков. Эти двигатели требуют значительной электрической мощности для своей работы и поэтому применяются только при наличии электропитания от солнечных батарей. Электрические реактивные двигатели обладают очень высоким удельным импульсом, что позволяет выполнять коррекцию орбиты при минимальных затратах топлива. Нестабильность тяги двигателя по величине и направлению, а также некоторые другие характеристики двигателя затрудняют его использование в качестве устройства, создающего управляющие моменты для стабилизации КА.Electric jet engines (traction modules) are used to correct the orbit and unload the flywheel engines. These engines require significant electrical power for their operation and therefore are used only when there is power from solar panels. Electric jet engines have a very high specific impulse, which allows you to perform orbit correction with minimal fuel consumption. The instability of the engine thrust in size and direction, as well as some other characteristics of the engine make it difficult to use as a device that creates control moments for stabilization of the spacecraft.

Claims (5)

1. Космический аппарат, содержащий цилиндрический корпус центрального отсека, панели для монтажа различного оборудования, двигательную установку, систему управления, панели солнечных батарей, антенны, аккумуляторные батареи, отличающийся тем, что к корпусу центрального отсека, выполненному с функцией силового элемента для передачи на участке выведения нагрузок от основной полезной нагрузки на разгонный блок, присоединены с внешней стороны по образующим цилиндра четыре вспомогательные радиальные панели-зашивки для повышения жесткости конструкции космического аппарата и для крепления на их удаленных от корпуса концах двигательных панелей, причем все панели космического аппарата выполнены трехслойными на основе алюминиевых листов, две приборные панели выполнены с функцией тепловых панелей, при этом тепловые панели присоединены к центральному отсеку по двум противоположным относительно его оси плоскостям стабилизации, образуя "северную" и "южную" стороны космического аппарата, агрегатные панели присоединены к центральному отсеку: одна - в плоскости технологического стыка космического аппарата с переходной системой, образуя "зенитную" панель, а другая - в плоскости, расположенной ниже плоскости технологического стыка космического аппарата с устройством отделения основной полезной нагрузки, образуя "земную" панель, двигательные панели присоединены к указанным радиальным панелям-зашивкам и агрегатным панелям в плоскостях, перпендикулярных агрегатным и тепловым панелям соответственно с "западной" и "восточной" сторон, и выполнены в виде полос, параллельных оси космического аппарата, причем между данными полосами на центральном отсеке установлена зональная раскрываемая антенна бортового ретранслятора, а блоки реактивных двигателей установлены на двигательных панелях неподвижно секциями, размещенными в двух параллельных плоскостях, равноотстоящих от центра масс космического аппарата, при этом каждая секция включает в себя газовый двигатель и тяговый модуль на основе стационарного плазменного двигателя, оси камер которых расположены под разными углами друг к другу, агрегатным и тепловым панелям, панели солнечных батарей размещены с наружной стороны от тепловых панелей, с внутренней стороны одной из тепловых панелей размещены приборы полезной нагрузки, а с внутренней стороны другой тепловой панели - приборы служебных систем космического аппарата и двигатели-маховики.1. A spacecraft containing a cylindrical body of the central compartment, panels for mounting various equipment, a propulsion system, a control system, solar panels, antennas, batteries, characterized in that the housing of the central compartment, made with the function of a power element for transmission on the site removal of loads from the main payload to the booster block, four auxiliary radial panels-sewing are attached from the outside along the generatrices of the cylinder to increase stiffness the design of the spacecraft and for mounting on their remote ends of the motor panels, all the spacecraft panels are made three-layer on the basis of aluminum sheets, two dashboards are designed as thermal panels, while the thermal panels are connected to the central compartment along two opposite to its axis to the stabilization planes, forming the "northern" and "southern" sides of the spacecraft, the aggregate panels are connected to the central compartment: one in the technological plane the junction of the spacecraft with the transition system, forming the “anti-aircraft” panel, and the other in the plane located below the plane of the technological junction of the spacecraft with the main payload separation device, forming the “earth” panel, the motor panels are attached to the indicated radial wiring panels and aggregate panels in planes perpendicular to the aggregate and thermal panels respectively from the "western" and "eastern" sides, and are made in the form of strips parallel to the axis of the spacecraft, and between In the central compartment, the zonal disclosed antenna of the onboard repeater is installed in the central compartment, and the jet engine blocks are mounted on the engine panels motionlessly by sections located in two parallel planes equally spaced from the center of mass of the spacecraft, with each section including a gas engine and a traction module based on a stationary plasma engine, the axis of the chambers of which are located at different angles to each other, aggregate and thermal panels, solar panels are placed On the outside of the heat panels, on the inside of one of the heat panels are placed payload devices, and on the inside of the other heat panel are devices of the service systems of the spacecraft and flywheel engines. 2. Космический аппарат по п.1, отличающийся тем, что замки и толкатели, устанавливаемые на переходной системе, сопряжены с элементами конструкции на цилиндрической части центрального отсека космического аппарата с обеспечением доступа к ним с внутренней стороны переходной системы и центрального отсека космического аппарата.2. The spacecraft according to claim 1, characterized in that the locks and pushers mounted on the transition system are associated with structural elements on the cylindrical part of the central compartment of the spacecraft with access to them from the inside of the transition system and the central compartment of the spacecraft. 3. Космический аппарат по п.1, отличающийся тем, что по всей поверхности тепловой панели полезной нагрузки вклеены тепловые трубы.3. The spacecraft according to claim 1, characterized in that heat pipes are glued over the entire surface of the payload thermal panel. 4. Космический аппарат по п.1, отличающийся тем, что аккумуляторные батареи установлены на агрегатной "земной" панели по плоскости установки тепловой панели полезной нагрузки с возможностью перемещения аккумуляторных батарей для регулирования положения центра масс космического аппарата при установке двигателей.4. The spacecraft according to claim 1, characterized in that the batteries are mounted on an aggregate "earth" panel along the plane of installation of the thermal payload panel with the ability to move the batteries to adjust the position of the center of mass of the spacecraft when installing the engines. 5. Блок реактивных двигателей космического аппарата по п.1, содержащий равнотяговые секции электрических реактивных двигателей, установленные поровну в двух плоскостях, равноудаленных от базовой плоскости (YOZ) космического аппарата и параллельных этой плоскости, причем линии действия тяг указанных двигателей направлены под углом к осям Y и Z связанной системы координат и смещены относительно центра масс космического аппарата, отличающийся тем, что указанные секции установлены на вспомогательных радиальных панелях-зашивках, при этом в каждой секции кроме электрических реактивных двигателей дополнительно установлено по газовому двигателю с линией действия тяги, направленной под углом к осям Y и Х связанной системы координат, где ось Х перпендикулярна указанной базовой плоскости, при этом электрические реактивные двигатели выполнены с возможностью создания импульсов тяги для коррекции орбиты и разгрузки двигателей-маховиков космического аппарата, а газовые двигатели - с возможностью создания импульсов тяги для демпфирования остаточных угловых скоростей после отделения космического аппарата от разгонного блока ракеты-носителя, для разгрузки двигателей-маховиков до начала работы электрических реактивных двигателей, а также для использования в аварийных случаях.5. The jet engine block of the spacecraft according to claim 1, comprising equally-drawn sections of electric jet engines installed equally in two planes equidistant from the base plane (YOZ) of the spacecraft and parallel to this plane, the thrust lines of these engines being directed at an angle to the axes Y and Z of the associated coordinate system and are displaced relative to the center of mass of the spacecraft, characterized in that the said sections are mounted on auxiliary radial panels-covers, while in each section, in addition to electric jet engines, is additionally installed along a gas engine with a thrust action line directed at an angle to the Y and X axes of the associated coordinate system, where the X axis is perpendicular to the specified reference plane, while the electric jet engines are capable of generating thrust impulses for orbit correction and unloading the flywheel engines of the spacecraft, and gas engines with the possibility of creating thrust pulses for damping the residual angular velocities after being separated spacecraft from the booster block of the launch vehicle, for unloading flywheel engines before the start of operation of electric jet engines, as well as for use in emergency cases.
RU2004125478/11A 2004-08-20 2004-08-20 Spacecraft and jet engine module RU2271317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004125478/11A RU2271317C1 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Spacecraft and jet engine module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004125478/11A RU2271317C1 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Spacecraft and jet engine module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2271317C1 true RU2271317C1 (en) 2006-03-10

Family

ID=36116137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004125478/11A RU2271317C1 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Spacecraft and jet engine module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2271317C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614461C2 (en) * 2015-06-29 2017-03-28 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Space module
RU170380U1 (en) * 2016-07-25 2017-04-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП ЦНИИХМ) SPACE ENGINE BLOCK
RU2661245C2 (en) * 2013-02-26 2018-07-13 Снекма Space propulsion module with electric and solid-fuel chemical propulsion
CN109353545A (en) * 2018-12-14 2019-02-19 哈尔滨工业大学 A kind of microsatellite integration overall configuration
CN112141365A (en) * 2020-08-27 2020-12-29 中国空间技术研究院 On-orbit service module based on ground test interface

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661245C2 (en) * 2013-02-26 2018-07-13 Снекма Space propulsion module with electric and solid-fuel chemical propulsion
US10532833B2 (en) 2013-02-26 2020-01-14 Snecma Space propulsion module having both electric and solid fuel chemical propulsion
RU2614461C2 (en) * 2015-06-29 2017-03-28 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Space module
RU170380U1 (en) * 2016-07-25 2017-04-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП ЦНИИХМ) SPACE ENGINE BLOCK
CN109353545A (en) * 2018-12-14 2019-02-19 哈尔滨工业大学 A kind of microsatellite integration overall configuration
CN112141365A (en) * 2020-08-27 2020-12-29 中国空间技术研究院 On-orbit service module based on ground test interface
CN112141365B (en) * 2020-08-27 2021-12-07 中国空间技术研究院 On-orbit service module based on ground test interface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3254973B1 (en) Stackable pancake satellite
EA025867B1 (en) Multiple space vehicle launch system
US20170057669A1 (en) Side-by-side dual-launch arrangement with improved payload compatibility
Funase et al. Initial operation results of a 50kg-class deep space exploration micro-spacecraft PROCYON
CN115371500B (en) Satellite-rocket-borne integrated aircraft
RU2271317C1 (en) Spacecraft and jet engine module
Kugelberg et al. Accommodating electric propulsion on SMART-1
EA035209B1 (en) Space platform
Gray et al. BepiColombo–the Mercury transfer module
RU2569658C2 (en) Space platform
Credland et al. The Cluster mission: ESA's spacefleet to the magnetosphere
EP0780300A1 (en) A dual-half system, full torque reaction control thruster configuration for three-axis stabilized spacecraft
RU2648520C2 (en) Space platform
US10183764B1 (en) High capacity spacecraft
Suresh Roadmap of Indian space transportation
Rawlin et al. Mass comparisons of electric propulsion systems for NSSK of geosynchronous spacecraft
WANG et al. Maiden flight of Long March 7-The new generation medium launch vehicle in China
Keigler RCA Satcom: An example of weight optimized satellite design for maximum communications capacity
Cipolla et al. Microscope: A microsatellite for equivalence principle measurement in space
Prins Sloshsat FLEVO facility for liquid experimentation and verification in orbit
Collette et al. Design problems of spacecraft for communication missions
RU2254265C2 (en) Method of injection of artificial satellites as main and accompanying payloads into geocentric orbit and device for realization of this method
Campbell et al. UW Dawgstar: One Third of ION-F-An element of the Ionospheric Observation Nanosatellite Formation (ION-F)
Koelle Advanced Technology for Direct TV-Broadcasting Satellites
CN115817860A (en) Small satellite platform structure carrying a large amount of propellant and separated by point connection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180821

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200305

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20210205