编辑功能

设计大厅效应推进器以控制卫星的轨道

图片来源:Andrey Armyagov/Shutterstock.com

航空航天业始终在开发可在不同领域(例如汽车行业,海军和医疗部门)中使用的新技术发挥着基本作用。

航空研究的更广泛影响

在过去的几十年中,一些最大的技术进步是通过航空工程领域的持续研究促进的。

由于对航空航天部门开发的创新的安全性和质量要求,在使用具有先进机械和物理特性的新材料以及新颖的设计概念和先进的制造过程中改善日常生活中使用的产品方面取得了巨大进展。亚博网站下载

空间行业有能力将产品需求提高到非常高的标准。在空间的敌对环境中使用复杂设备的最终目标,必须考虑到高真空,热冲击和辐射。app亚博体育

设计空间的卫星

卫星设计中的材料和结构要求必须允许提供高级的技术仪器和设备而不会损坏任何损坏,从而克服了一系列负载,这是由于火箭的整流罩内部的发射阶段。

航天器的每个组成部分都必须抵抗由发射器阶段的点火分离序列引起的静态载荷,加速度和机械冲击,直到将其插入地球周围的轨道为止。

最终,可以通过附加阶段将航天器转移到行星际轨道上,也可以将与特定任务相关的地球轨道(Leo和Geosynchronous)放置在地球轨道(Leo和Geosynchronous)上。

对于绕行星或其他天体绕的卫星,需要定期进行实际obit的调整,以使轨道参数保持在最佳范围内。

由于大气阻力,太阳风和第三体相互作用(自然卫星的影响)等因素的影响,不同类型的扰动会导致卫星的轨道随着时间而变化。

图片来源:Marc Ward/Shutterstock.com

化学和电力推进器

在这方面,可以采用化学推进器和电力推进器,以将卫星保存在所需的轨道上。电推力物具有相对较高的特定冲动价值(isp)与传统的化学设备相比,因此在特定任务要求方面可以减少推进剂消耗。

电推进器的特征是具有高度可变的推力值,以及在任务中重新点燃几次的可能性。但是,由于这种推进器的运行要求,基于电场的产生,板载发电系统的质量必须大于对于化学推进器的质量。

与其他空间推进装置相比,推力水平较低,从而导致与需要通过一系列小额增量实现特定速度变化(ΔV)相关的操纵周期。

考虑到这项技术的所有优点,电推力机变得越来越普遍,尤其是在需要非常精确控制航天器轨道的太空任务的情况下。

卫星Goce是一种低地球轨道卫星,用于研究地球的重力场。由于海拔高度的要求,航天器海拔高度由特定类型的电动发动机(称为离子推进器)控制,以补偿大气阻力,并将轨道参数保持在任务的需求值之内。

DESIGing Hall效应推进器控制卫星轨道

研究最广泛的电推进设备之一是Hall效应推进器(HET)。该设备使用磁场,并与电场结合使用,以使气流(通常为Xenon)产生等离子体。血浆中的离子通过在环形通道内的电场应用加速,该通道在通道中使用电子流在通道的末端中和。

在通道内部,使用一种陶瓷材料来承受血浆生成过程中的高温,同时将电离效率保持在最高可能的值。陶瓷材料(例如硝酸硼)是根据其对溅射及其二级电子发射特性的抗性选择的。

除了加速通道外,HET的其他临界元素还包括电极,磁成分,推进剂管和结构元素。由于HET的不同组件的特定要求,除了强度重量比和高温耐药性外,与磁渗透性有关,目前在这种特定类型的设备(例如不锈钢)的设计中使用了各种材料亚博网站下载钢,铝合金,铁和铜(电连接)。

这些材料是根亚博网站下载据不同结构和电气需求的函数选择的,并结合了创建具有高度特征和刚性的设备的最终目的,考虑到总质量以及电气和热传导特征。

卫星如何进入轨道?

卫星如何进入轨道?- Scishow Space/YouTube

测试厅效应推进器设计

开发大厅效应推进器的基本步骤之一是机械资格和验收测试,该测试使设备设计能够符合与任务要求相关的特定鲁棒性和重量标准。app亚博体育

欧洲对该过程进行传导的要求遵循ECSS(欧洲空间标准化合作)法规,定义了测试类型,以及允许航天器设备在火箭中安全启动的特定参数和值。app亚博体育

为了实现电动推进器上的一系列资格和接受测试,使用了诸如电动力振动器之类的设备,这些设备模拟了与特定发射车相关的振动和机械冲击。

但是,在进行实际测试程序之前,有必要使用有限元方法分析模拟相同类型的机械载荷。此步骤是在整个设计阶段和组件原型制作中经常采用的,可以允许结构性问题,例如关键的固有频率,应力集中因素,质量分布,在执行昂贵的设备测试和制造之前,要发现和校正质量分布和校正。app亚博体育

设计设备以容忍与发射app亚博体育阶段和空间环境中的操作相关的机械负载系统的复杂系统并不是一件容易的事,尤其是如果必须考虑其他因素,例如辐射和热载荷等其他因素。

因此,设计过程的每个步骤都需要与模拟,原型测试和测试仔细整合,以便不仅要实现所需的结构强度,而且还要在短期和长期任务中,从地球观察到太阳天气,都可以在短期和长期任务中实现可靠的设备操作监视。

来源和进一步阅读

免责声明:此处表达的观点是以其私人身份表达的作者的观点,不一定代表AZOM.com的观点有限的T/A Azonetwork本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了条款和条件使用此网站。

引用

请使用以下格式之一在您的论文,论文或报告中引用本文:

  • APA

    Spampinato,Alessio。(2019年10月2日)。设计大厅效应推进器以控制卫星的轨道。azom。于2022年7月15日从//www.washintong.com/article.aspx?articleId=12280检索。

  • MLA

    Spampinato,Alessio。“设计大厅效应推进器以控制卫星的轨道”。azom。2022年7月15日。

  • 芝加哥

    Spampinato,Alessio。“设计大厅效应推进器以控制卫星的轨道”。azom。//www.washintong.com/article.aspx?articleId=12280。(2022年7月15日访问)。

  • 哈佛大学

    Spampinato,Alessio。2019。设计大厅效应推进器以控制卫星的轨道。Azom,2022年7月15日,https://www.washintong.com/article.aspx?articleId=12280。

告诉我们你的想法

您是否有评论,更新或您想添加到本文中的任何内容?

留下您的反馈
您的评论类型
提交