Інформація
Реєстраційний номер
0220U101891,
Назва роботи
Закономірності функціонування комбінованих засобів очищення орбіт з врахуванням динаміки навколоземного середовища.
Керівник роботи
Дронь Микола Михайлович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
27-02-2020
Організація виконавець
Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара
Опис
Об’єкт дослідження – методи й технічні засоби для запобігання техногенного засмічення навколоземного космічного простору. Мета дослідження – встановити закономірності функціонування активно-пасивного засобу відводу космічних об’єктів (КО) і надлегкої ракети-носія (РН) для його виведення, яка не засмічує довкілля. Основними методами досліджень є аналітично-розрахунковий та експериментальний. Визначено основні закономірності функціонування комбінованих систем відводу великогабаритних КО на базі реактивної двигунної установки і аеродинамічного вітрильного пристрою та автофажної РН для їх виведення. Вперше показано, що визначення часу початку відводу залежно від фази сонячної активності призводить до економії маси компонентів палива при фіксованому часі відводу і дозволяє реалізувати гарантований відвід КО з низьких навколоземних орбіт (ННО) у щільні шари атмосфери Землі з мінімальними енергетичними витратами. Вперше експериментально встановлено закономірності газифікації і спалювання корпусу автофажної РН як компонента палива, що свідчить про можливість розробки твердопаливного автофажного двигуна з регульованою тягою. Отримані результати можуть бути використані при плануванні й здійсненні досліджень з проблеми очищення ННО. Галузь застосування – ракетно-космічна техніка.
Опис продукції
Комбінований метод відводу об’єктів космічного сміття заснований на поєднанні реактивної двигунної установки й аеродинамічного вітрильного пристрою. Двигунна установка забезпечує формування еліптичної орбіти з перигеєм у верхніх шарах атмосфери Землі і, за можливістю, корекцію траєкторії на ділянці входу в щільні шари атмосфери, а аеродинамічне вітрило – поступове зниження швидкості за рахунок впливу на об’єкт відводу сили аеродинамічного опору атмосфери. Оскільки ефективність подібних засобів відводу багато в чому залежить від стану верхньої атмосфери, яка є функцією циклічно змінюваної з періодом 11 років сонячної активності, то визначення часу відводу залежно від фази сонячної активності може забезпечити економію компонентів палива на створення гальмівного імпульсу таким чином, щоб час існування на орбіті об’єкта відводу не перевищив заданого граничного значення. Комбінація активного й пасивного методів дозволяє частково компенсувати недоліки обох методів, а врахування динаміки навколишнього середовища призводить до мінімізації енергетичних витрат для відводу космічних об’єктів у заданий термін. Область застосування методу знизу обмежена висотами орбіт від 700 км до 900 км залежно від балістичного коефіцієнту, а зверху – висотами від 2000 км до 2300 км, коли витрати компонентів палива на комбінований відвід стають сумірними з чисто активним методом. При цьому ускладнюється конструкція й збільшується маса системи відводу за рахунок аеродинамічного вітрила. Ефективність комбінованого відводу буде значно вищою при застосуванні автофажних РН, які мають значно нижчу вартість та відрізняються більшою екологічністю порівняно з традиційними РН.