Ученые Омского государственного технического университета (ОмГТУ) разработали двигательные установки, которые позволят улучшить характеристики малых космических аппаратов (МКА). Сегодня они используются для широкого круга научных и прикладных задач, в частности, для дистанционного зондирования Земли, космического мониторинга и других, рассказали в Омском политехе. Такие аппараты работают на низких околоземных орбитах, где велико влияние земного притяжения. Поэтому для их поддержания и должного функционала МКА необходимы соответствующие двигательные установки.
Автоматика, электроклапаны и микродвигатель этих аппаратов остаются неизменными, а топливная система в виде бака и трубопроводов комплектуется под конкретные цели. Это сокращает время создания двигательных установок и обеспечивает большой запас характеристической скорости для орбитального маневрирования. По словам старшего преподавателя кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ Антона Лукьянчика, для разработки таких двигателей важно учесть в конструкции достаточный топливный резерв, малое энергопотребление и небольшие габариты двигателя:
«Наиболее эффективными двигательными установками в области МКА массой от 1 кг до 500 кг являются электротермические (электронагревные) импульсные. С использованием многоцелевого метода структурного проектирования нам удалось разработать конструкцию двигательной установки с рядом преимуществ. При этом саму конструкцию можно легко изменять в зависимости от задач спутника», — отметил Антон Лукьянчик.
В качестве топлива для разработанных двигательных установок исследователи ОмГТУ предложили использовать фреоны, изобутан и другие самонадувные компоненты. Кроме того, для запуска космических аппаратов с борта Международной космической станции, ученые разработали новую конструкцию двигательной установки, в которой в качестве топлива выступает дистиллированная вода. Для предотвращения ее замерзания в условиях космического пространства добавляют спирт.
«Полученная спирто-водяная смесь поступает из топливного бака в элементы автоматики и попадает в микродвигатель. Он состоит из большого числа газовых каналов и нагревателя. При подаче напряжения микродвигатель разогревается, топливо испаряется, образованный пар перегревается и создает силу тяги», — объяснил Антон Лукьянчик.
На данный момент политехники занимаются сборкой комплектующих для создания опытных образцов двигательной установки. Ее испытание планируется провести в конце 2023 года. Разработка реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»). Результаты исследования опубликованы в ряде научных изданий. Среди них - журнал «Динамика систем, механизмов и машин».
