Газореактивна рушійна установка на зрідженому газі

1. Газореактивна рушійна установка на зрідженому газі переважно для корекції орбіти та орієнтації космічних апаратів, яка містить балон із зрідженим газом, заправний і пусковідсічний клапани, регулятор тиску з розташованим за ним на 3 74602 4 низького тиску. Після відкриття пуско-відсічного мпературним навколишнім середовищем зовнішня клапана газ з балона надходить у регулятор. У поверхня ємності закрита теплоізоляцією, наприрегуляторі відбувається дроселювання газу зі зниклад, екрано-вакуумного типу. женням його температури і тиску. Для нагрівання Для зменшення імовірності перемішування газ після регулятора надходить у нагрівач і далі в дросельованого газу, що надходить з регулятора реактивні двигуни. На стор.46 останнього джерела та газу, що відводиться в двигуни, штуцери підвесказано, що газ нагрівається за допомогою електдення і відводу газу розташовані в ємності опозитронагрівального елемента або радіоізотопного но, тобто на діаметрально-протилежних сторонах. джерела енергії. Сукупність відомих істотних ознак (наявність у Радіоізотопні нагрівачі використовують ядерне ГРРУ балона зі зрідженим газом, заправного і пепаливо, наприклад, плутоній (стор.57) і в зв'язку з ревірочного клапанів, пуско-відсічного клапана, радіаційним впливом на апаратуру КА та обслугорегулятора тиску з розташованим за ним нагрівавуючий персонал практичного застосування не чем газу, датчиків високого і низького тиску газу і знайшли. реактивних двигунів) і нових істотних ознак (викоНа стор.47 підкреслюється, що ГРРУ з підігрінання нагрівача у вигляді герметичної ємності з вом газу набули обмеженого застосування через розташуванням у ній балона зі зрідженим газом, відсутність на борту КА досить потужних джерел виконання балона з металу з високою теплопровіенергії. дністю, оребрення балона з зовнішньої поверхні і На підставі аналізу матеріалів, приведених в закріплення на його внутрішній поверхні шару кааналогах і прототипі, можна зробити висновок, що пілярно-пористого матеріалу, установка на зовнінедоліком існуючих ГРРУ є застосування нагрівашній поверхні ємності теплоізолятора та опозитне чів дросельованого газу, які використовують дефірозташування щодо її штуцерів підведення і відцитну на борту КА електроенергію від потужних воду дросельованого газу) забезпечує одержання джерел. технічного результату, що полягає в повному виВ основу винаходу "Газореактивна рушійна ключенні споживання електричної енергії великої установка на зрідженому газі" поставлена задача потужності від бортових джерел КА на початковошляхом виконання нагрівача у вигляді герметичної му етапі роботи ГРРУ за рахунок відбору тепла від ємності, розміщення усередині її оребренного зовзрідженого газу в балоні для підігріву дросельовані балона з металу з високою теплопровідністю, ного газу перед подачею останнього в реактивні закріплення на його внутрішній поверхні шару з двигуни. капілярно-пористого матеріалу, закриття зовнішМожливість реалізації пропонованого технічньої поверхні ємності-нагрівача теплоізолятором і ного рішення підігріву дросельованого газу підтвеопозитним розташуванням щодо її штуцерів підверджується багаторічною статистикою експлуатації дення і відводу дросельованого газу, що дозволиГРРУ. Відповідно до цієї статистики найбільш інло на початковому, найбільш інтенсивному етапі тенсивний режим роботи ГРРУ з максимальною роботи ГРРУ виключити витрату для підігріву дровитратою газу спостерігається на її початковому сельованого газу дефіцитної на борту КА електроетапі для припинення обертального руху КА після енергії від потужних джерел. відділення від ракети, його просторовій орієнтації і Загальною із прототипом істотною ознакою корекції орбіти, коли панелі сонячних батарей повинаходу є склад рушійної установки, в яку входачі електроенергії ще не розкриті. На рішення цієї дять: балон з газом, заправний і перевірочний задачі по статистиці витрачається до 10% наявноклапани, пуско-відсічний клапан, регулятор тиску з го газу, а після її рішення ГРРУ, як правило, підтрозташованим за ним нагрівачем дросельованого римує орієнтований стан КА і працює в економногазу, реактивні двигуни, датчики високого і низькому режимі з дуже малою витратою газу і го тиску газу. електроенергії. Тому відібрана від зрідженого газу Істотною відмітною ознакою від прототипу, у теплова енергія поступово відновлюється за рахуякому для підігріву газу використовується електнок підігріву балона від малопотужного нагрівача. ронагрівальний елемент або радіоактивне джереПринцип роботи ГРРУ пояснюється доданою ло енергії, є виконання нагрівача у вигляді гермесхемою. тичної ємності з розміщенням у ній балона зі ГРРУ містить балон 1 зі зрідженим газом, роззрідженим газом. Це дозволяє утилізувати накопиташованим усередині нагрівача, виконаного у вичену зрідженим газом теплову енергію для підігрігляді герметичної ємності 2, клапана заправного З, ву дросельованого газу перед його подачею в двиклапана пуско-відсічного 4, регулятора тиску 5, гуни. Необхідну теплову енергію зріджений газ у клапана перевірочного 6, реактивних двигунів 7, балоні одержує в процесі передстартового підігрідатчика високого тиску 8 і датчика низького тиску ву КА, як правило, до температури не нижче 20°С. 9. З'єднання комплектуючих ГРРУ вузлів здійснюДля підвищення тепловіддачі від зрідженого ється за допомогою трубопроводів 10, 11, 12, 13, а до дросельованого газу на внутрішній поверхні подача дросельованого газу в реактивні двигуни 7 балона закріплено шар капілярно-пористого матездійснюється через колектор 14. ріалу, (наприклад, у вигляді сітки з нержавіючої При підготовці до пуску КА і ГРРУ в його складі сталі), що змочується зрідженим газом, а балон термостатуються на стартовій позиції до темперавиконується з матеріалу з високою теплопровіднітури не менш 20°С для забезпечення працездатстю, наприклад, з алюмінію чи міді. Для підвищенності бортової апаратури КА. У момент відділення ня теплообміну дросельованого газу зі стінкою КА від останньої ступ і ні ракети відкривається балона на його зовнішній поверхні виконані ребра, пуско-відсічний клапан 4 і зріджений газ з балона 1 а для зменшення теплообміну ємності з низькотенадходить по трубопроводу 11 у регулятор тиску 5 74602 6 5. Після дроселювання до необхідного тиску зрідномний режим роботи, який полягає в підтримці жений газ газифікується зі зниженням температури орієнтованого стану КА. В економному режимі роі через трубопровід 12 і штуцер 15 подається усеботи ГРРУ витрата газу більш ніж на порядок мередину ємності 2. нша, ніж в інтенсивному, що дозволяє забезпечуУ ємності 2 відбувається підігрів пару шляхом вати його підігрів від малопотужного джерела відбирання тепла від балона 1, на зовнішній повеелектроенергії, наприклад, від сонячних батарей. рхні якого виконані ребра 16 для збільшення площі Для цієї мети на зовнішній поверхні балона встатеплообміну. Відбір тепла від зрідженого газу до новлено малопотужний електронагрівач 20. стінок балона 1 здійснюється через шар капілярноТехнічний результат виконання ГРРУ з нагріпористого матеріалу 17, змочуємого рідкою фазою вачем дросельованого газу у вигляді герметичної газу, який знаходиться в балоні. Для зменшення ємності і розміщенням у ній балона зі зрідженим втрат теплової енергії, відібраної від стінок балона газом полягає в повному виключенні споживання 1, зовнішня поверхня ємності 2 закрита теплоізоелектричної енергії великої потужності від бортолятором 18. Підігрітий у ємності 2 газ через штувих джерел КА на початковому, найбільш інтенсицер 19, трубопровід 13 і колектор 14 подається в вному етапі роботи ГРРУ, за рахунок відбору тепдвигуни 7. При подачі команд на включення відпола від зрідженого газу в балоні для підігріву відних двигунів орієнтації і корекції відбувається дросельованого газу перед подачею в реактивні витікання з них газу, у результаті чого створюється двигуни. тяга. Проведені розрахунки показали, що стосовно Для зменшення можливості перемішування до аміачної ГРРУ з 4 двигунами тягою кожного холодного і підігрітого газів штуцери 15 і 19 підве0,2Η пропонована ГРРУ з підігрівом дросельовадення і відводу газу розташовані діаметрально ного газу шляхом відбору теплової енергії від протилежно щодо ємності 2. зрідженого газу в балоні дозволяє виключити споПісля зупинки обертального руху КА, його оріживання електроенергії потужністю до 1,2кВт від єнтації і корекції орбіти робота ГРРУ в інтенсивнобортових джерел КА. му режимі закінчується. ГРРУ переходить в еко Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601