Визначення складових, що мають бути враховані при розрахунку сумарного запасу робочої речовини електроракетної двигунної установки на основі холловського двигуна

Анотація

Загальний імпульс є однією з головних вимог до системи руху космічного апарата. Його виконання залежить від питомого імпульсу двигуна та маси робочого тіла. Маса робочого тіла складається з робочого та неробочого резерву. Робочий резерв забезпечує необхідний загальний імпульс, а неробочий резерв компенсує залишки робочого тіла та інші можливі втрати протягом усього терміну служби космічного апарата. Точний розрахунок необхідної маси робочого тіла є критичним: нестача призведе до невдачі місії, а надлишок збільшить вагу та вартість місії космічного апарата. Існують різні методи визначення необхідної маси робочого тіла, включаючи: використання формули Ціолковського; використання загального імпульсу та питомого імпульсу; використання другого масового потоку та загального часу роботи двигуна; врахування коефіцієнта запасу; врахування залишку робочого тіла в баку; врахування витоків елементів системи руху. Перші три методи враховують лише робочий резерв робочої речовини, тоді як інші три враховують додаткові фактори, такі як залишки робочої речовини та втрати через витоки. Однак жодна з цих методик не повністю охоплює всі експлуатаційні фактори для системи електричного руху на основі ефекту Холла, що може призвести до недостатнього виконання необхідного загального імпульсу. Для більш точного визначення загальної маси робочого тіла пропонується врахувати такі компоненти: масу робочої речовини; резерв для компенсації залишків; резерв для компенсації втрат через витоки; резерв для компенсації втрат під час підготовки до першого запуску двигуна; резерв для компенсації втрат під час кожного запуску та зупинки двигуна; резерв для компенсації помилок заповнення. Запропонована методика покращує точність визначення необхідної маси робочого тіла для системи електричного руху на основі ефекту Холла, забезпечуючи раціональне зменшення їх кількості.