НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НА ЗАМКНУТЫХ УЛЬТРАНИЗКИХ ОРБИТАХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена задача стабилизации космических аппаратов на ультранизких (для Земли 120–250 км) орбитах с помощью воздушного электрореактивного двигателя, использующего газы окружающей атмосферы в качестве рабочего тела. Выделяются качественные отличия воздушных электрореактивных двигателей от традиционных электроракетных двигателей и на основании фундаментальных законов механики и электродинамики обосновываются необходимые условия существования космических аппаратов с воздушным электрореактивным двигателем на замкнутых ультранизких орбитах.

Об авторах

А. С. Филатьев

Московский государственный университет
имени М.В. Ломоносова; Московский авиационный институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: filatyev@yandex.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

А. А. Голиков

Московский государственный университет
имени М.В. Ломоносова; Центральный аэрогидродинамический институт
имени профессора Н.Е. Жуковского

Email: filatyev@yandex.ru
Россия, Москва; Россия, Московская область, Жуковский

Список литературы

  1. Crisp N.H., et al. The benefits of very low earth orbit for earth observation missions // Progress in Aerospace Sciences. 2020. V. 117. № 100169. P. 1–18. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2020.100619
  2. Tisaev M., Ferrato E., Giannetti V., Paissoni C., Baresi N., Lucca Fabris A., Andreussi T. Air-breathing electric propulsion: Flight envelope identification and development of control for long-term orbital stability // Acta Astronautica. 2022. V. 191. P. 374–393. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.11.011
  3. Romano F., et al. Intake design for an Atmosphere-Breathing Electric Propulsion System (ABEP) // Acta Astronautica. 2021. V. 187. P. 225–235. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.06.033
  4. Golikov A.A., Filatyev A.S. Integrated optimization of trajectories and layout parameters of spacecraft with air-breathing electric propulsion // Acta Astronautica. 2022. V. 193. P. 644–652. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.06.052
  5. Bertolucci G., Barato F., Toson E., Pavarin D. Impact of propulsion system characteristics on the potential for cost reduction of earth observation missions at very low altitudes // Acta Astronautica. 2020. V. 176. P. 173–191. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.06.018
  6. Somma G.L., Lewis H.G., Colombo C. Sensitivity analysis of launch activities in Low Earth Orbit // Acta Astronautica. 2019. V. 158. P. 129–139. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2018.05.043
  7. Чернышев С.Л., Локтионов Е.Ю., Сагалаков А.Э., Скворцов В.В., Филатьев А.С., Успенский А.А. О перспективах инфракрасных лазеров в воздушных электрореактивных двигателях // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 501. С. 19–22. https://doi.org/10.31857/S2686740021060079
  8. Romano F., et al. RF Helicon-based Inductive Plasma Thruster (IPT) Design for an Atmosphere-Breathing Electric Propulsion system (ABEP) // Acta Astronautica. 2020. V. 176. P. 476–483. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.07.008
  9. Goebel D.M., Katz I. Fundamentals of Electric Propulsion: Ion and Hall Thrusters. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, 2008. https://doi.org/10.1002/9780470436448
  10. Filatyev A.S., Golikov A.A., Nosachev L.V., Padalitsa D.I., Skvortsov V.V. Spacecraft with air-breathing electric propulsion as the future ultra-speed aircraft / 71th International Astronautical Congress. The CyberSpace Edition. 01–05 October 2020. IAC-20-C4.6.8.
  11. Fujita K. Air intake performance of air breathing ion engines // J. of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 2004. V. 52. № 610. P. 514–521. https://doi.org/10.2322/jjsass.52.514
  12. Barral S., Cifali G., Albertoni R., Andrenucci M., Walpot L. Conceptual Design of an Air-Breathing Electric Propulsion System / Joint Conference of 30th International Symposium on Space Technology and Science, 34th International Electric Propulsion Conference and 6th Nano-satellite Symposium. Hyogo-Kobe, Japan. July 4–10. 2015. IEPC-2015-271/ISTS-2015-b-271.
  13. Space environment (natural and artificial) – Earth upper atmosphere. ISO/FDIS 14222. International Organisation for Standardization. Geneva, Switzerland. 2013. 38 p.
  14. Маров М.Я., Филатьев А.С. Комплексные исследования электрореактивных двигателей при полетах в ионосфере Земли: К 50-летию Государственной программы “Янтарь” // Космические исследования. 2018. Т. 56. № 2. С. 137–144. https://doi.org/10.7868/S0023420618020061
  15. Binder T., Boldini P., Romano F., Herdrich G., Fasoulas S. Transmission probabilities of rarefied flows in the application of atmosphere-breathing electric propulsion / AIP Conference Proc. 2016. V. 1786. № 190011. https://doi.org/10.1063/1.4967689
  16. Romano F., Binder T., Herdrich G., Fasoulas S., Schönherr T. Air-Intake Design Investigation for an Air-Breathing Electric Propulsion System / Joint Conference of 30th International Symposium on Space Technology and Science, 34th International Electric Propulsion Conference and 6th Nano-satellite Symposium. Hyogo-Kobe, Japan. July 4–10. 2015. IEPC-2015-269/ISTS-2015-b-269.
  17. Filatyev A.S., Erofeev A.I., Nikiforov A.P., Golikov A.A., Yanova O.V. Comparative evaluation of the applicability of electrical ramjets / The 58th Israel Annual Conference on Aerospace Science. WeL1T4.3. Tel-Aviv & Haifa. Israel. 14–15 March 2018. P. 503–519.
  18. Prieto D.M., Graziano B.P., Roberts P.C.E. Spacecraft drag modelling // Progress in Aerospace Sciences. 2014. V. 64. P. 56–65. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2013.09.001

Дополнительные файлы


© А.С. Филатьев, А.А. Голиков, 2023