Электрические ракетные двигатели

Старый>> Есть ещё один непринципиальный, но малоприятный нюанс. При раскрутке с низкой экваториальной орбиты первые пару-тройку месяцев спутник на каждом витке будет входить в тень Земли. Двигатели прийдётся выключать. ... Если они включаются мгновенно, то всё равно время пребывания в тени нужно приплюсовать к общему времени на выведение, а это гдето месяц-два. Так что получится не 170, а 210 суток.

ratman>Блин, читайте внимательно - все учтено выше.

блин, не учтено. 170 сут это время НЕПРЕРЫВНОЙ работы.

Старый>>> Есть ещё один непринципиальный, но малоприятный нюанс. При раскрутке с низкой экваториальной орбиты первые пару-тройку месяцев спутник на каждом витке будет входить в тень Земли. Двигатели прийдётся выключать. ... Если они включаются мгновенно, то всё равно время пребывания в тени нужно приплюсовать к общему времени на выведение, а это гдето месяц-два. Так что получится не 170, а 210 суток.

ratman>>Блин, читайте внимательно - все учтено выше.

Старый>блин, не учтено. 170 сут это время НЕПРЕРЫВНОЙ работы.

Вам прислать текст программы ?

Старый>Вот тот, самый первый рассчёт где сухая масса 2т и время 170 сут, я какраз очень внимательно прочитал и говорю только о нём, так как он наиболее подходит к 1300-й платформе. Так что не утруждайтесь вставкой ссылок. Все остальные рассчёты это то же самое только масштабно мзменённое, оставим его пока без внимания.

Все остальные расчеты - это компутерная модель в дискретном времени. В трех измерениях, с поворотом орбиты, учетом тени и пр.

Короче, дайте мне массу, широту космодрома, мощность и уи. Я вам скажу все остальное.

ratman>153 дня 4т на уи 1000, 7.5 кВт, с экватора - это то, что насчитал компутер, с учетом тени (третий раз повторяю - я ее учитываю)

вот этот расчёт дайте обязательно. только лучше вручную, ибо нет времени разбираться где вы напутали в программе

ratman> В основном именно поэтому. Цезий, по слухам, вообще страшная
ratman>штука - блуждает по поверхности аппарата как заблагорассудится, и
ratman>может оказаться в совершенно неожиданных местах. Газ тоже прилипает,
ratman>но это не то же самое...

опять отвлекаюсь. теоретически атомы рабочего тела должны улетать от космического аппарата в бесконечность с относительной скоростью 25 км/с. (при у.и. 2500сек) Если они не улетают, а налипают, то они не будут участвовать в создании тяги и всё это налипание необходимо учесть в пассивной массе КА.


Хотя возможны и другие объяснения, типа: атомы улетают со скоростью 50 км/с, однако половина потом возвращаются, и в среднем получается какраз 25 км/с.

Однако же есть подозрение, что рабочее тело налипает на спутник во время переходных процессов при включении/выключении. На низкой орбите это может случатся каждый час. Тут надо разобраться.

Даю:
Экватор, платформа FS-1300 сейчас сухая масса 2000кг. Мощность СБ - 8.5 кВт, но один киловатт надо оставить для служебных систем. Рассчитайте для двух значений удельного импульса: 2500 и 1000 сек. Необходим запас характеристичечкой скорости 1000 м/с для 15-летней стабилизации на орбите. Добавьте к сухой массе сколько нужно чтоб переделать под ЭРД, заправьте сколько нужно ксенона и произведите расчёт. Примерно на таком уровне, как самый первый раз.
От полученых результатов будем плясать дальше (надо сначала похоронить самый простой вариант, а потом уже перебраться к нашим широтам )

Старый>> Общая стоимость спутника включающая изготовление, выведение, страховку, снизится примерно на 20%.

ratman>??? С цифрами, пжалста. Подозреваю, что вы опять горячитесь Пока что отвечу на это. Общая стоимость распределяется примерно так: спутник-50% запуск-30% страховка и прочее-20%. То есть если условно всё вместе 100 млн, то запуск - 30 млн. Если стоимость запуска снижаем втрое, то остаётся 10 млн. То есть общая сумма становится 80 млн, то есть снижается на 20%. Если спутник станет дороже на треть, т.е. на 15 млн, то от экономии уже мало что остаётся. Реальная общая стоимость для современной геостационарной платформы уже очевидно перевалила за 200 млн, но общие соотношения остаются примерно такими же - запуск обходится гдето в 2/3 от стоимости спутника.
Три спутника на той же ракете это впритык при удельном импульсе 2500 сек. Если у.и. 1000-1500 сек, то запас ксенона и соответственно начальная масса спутника возрастают и на ту же РН помещаются только два.
Можно ещё и такое предположить: если срок окупаемости спутника - 5 лет, то за тот год, который будет потрачен на доставку на орбиту, какраз будет потеряна (точнее - не получена) та сумма, которую сэкономили на запуске.

V.B.>Прочитал я статью "ЭРД в космосе: транспортные операции" в августовском номере НК. Оказывается, российские электрические ракетные двигатели больше не самые электрические и ракетные в мире. Американские ионники круче наших СПД. Вот их XIPS-25: потребляемая мощность до 4,5 кВт, тяга 100-170 мН, у.и. 3100-3800 сек. Мы тут себя спрашивали: летали уже или не летали ЭРД с у.и. 3000? Летают вовсю! Уже на 5 спутниках, начиная с 22.12.1999 (Galaxy-11)...

Они не на пяти летают. Они на всех HS-601HP летают, гдето с 96-го года, правда там использовались только для коррекции наклонения, а здесь, на 702-х, уже и для манёвров. Но если вы внимательно прочитаете упомянутую статью, то заметите, что использоваоись они только для изменения эксцентриситета. Ни высота (период обращения) ни наклонение орбиты не менялись. Почему? Попробуйте догадаться сами. Если не догадались - подсказка: прочитайте с самого начала мои письма.
А самые первые ЭРД которые реально использовались в практических целях, стояли на ATS-6 в средине 70-х гг. Возможно опытные образцы были и на более ранних ATSах, LESах или ещё где, счас точно не вспомню, это надо искать.
PS. Сходил уточнил. Первый раз КСиПС полетел на Панамсате-5 в 1998 г.
Кто интересуется КСиПСом - рекомендую:

Добавлю вам маслица в "диспут". Есть тут у нас в редакции статья про "Диалог" (стоит в очередь на публикацию), и из нее я выдам некоторые данные.

---

Вывод «Диалога» на опорную круговую орбиту обеспечивает РН легкого класса «Рокот». Вес головной части (КА и твердотопливный разгонный блок) при этом составляет 1930 кг. После стабилизации положения в пространстве и закрутки головной части производится разделение орбитального блока и РБ «Бриз-КМ». Затем твердотопливный разгонный блок выдает импульс для вывода КА на сильно вытянутую эллиптическую орбиту с высотой апогея 40000–100000 км и высотой перигея 250 км. На этой орбите производится отделение КА (его масса составляет 575 кг (Возможно на 10 кг больше – Ред.)), развертывание солнечных батарей и антенных систем спутника. Затем наступает 6-месячный промежуточный участок полета, в ходе которого «Диалог» с помощью собственных электрореактивных ДУ СПД-100 переходит на геостационарную орбиту. Вес КА на конечной орбите составит 485 кг.

---

Точность поддержания орбиты:
– по наклонению - ± 0.1°
– по долготе - ± 0.1°
Потребляемая электрическая мощность КА в целом:
– среднесуточная - 1500 Вт
– максимальная - 2900 Вт
Срок активного существования - 10–12 лет

---

Массовые характеристики КА «Диалог»
КА на промежуточной орбите (Нп=40000–100000 км, Нa=250 км) – 660 кг
КА на ГСО – 485 кг, в т.ч.:
1. Космическая платформа - 360 кг (интегрированная система управления – 42 кг; телекомандная система – 57 кг; система электроснабжения – 30 кг; двигательная установка – 140 кг; средства обеспечения теплового режима – 87 кг; бортовая кабельная сеть – 4 кг)
2. Бортовой ретрансляционный комплекс – 110 кг
3. Резерв массы – 15 кг

---

По данным Международной организации спутниковой связи «Интерспутник», стоимость производства и запуска большого КА типа «Экспресс-А» с 24 стволами составляет 200 млн $, а легкого КА типа «Диалог» с 10 стволами – 35–40 млн $. Срок производства и запуска соответственно составляет 2–3 года и 6–9 месяцев.

---

P.S.
2Старый.
Неужели Вы думаете, что знаете тему лучше, чем разработчики на фирмах? В одних же институтах учились, в тех же конторах работали, так откуда же уверенность, что всё ЭТО проектируют лохи?

Shin>Добавлю вам маслица в "диспут". Есть тут у нас в редакции статья про "Диалог" (стоит в очередь на публикацию), и из нее я выдам некоторые данные.

Вы уже печатали рекламные статьи про Диалог как минимум дважды. Крайний раз, если не ошибаюсь, в №4 за этот год.(""Интерспутник" выбирает "Диалог"") Умоляю вас больше не делать этого. Ну если невтерпёж, то хоть подождите, пока начнут сборку лётного образца (надеюсь этого никогда не случится). Всем уже давно известно, что Новости космонавтики давно превратились в бесплатный рекламный рупор центра Хруничева. Уж не говоря о России, во всём остальном-то мире есть ещё какие проекты, кроме Ангары, Байкала, Диалога и Руслана? Да, что-то вроде было, УЛВ"Единство", "Аврора" и... всё! По одной статье в год на всех. Ладно, не ловите на слове, были ещё на ваших страницах проекты чем-то неуловимо похожие на Хруничевские: Кистлер, Ротон, Большой Бил какой-то, Старт Воздушный... Исчезли, слава богу, хотя подозреваю, что воздушный старт ещё промелькнёт. Но дело Хруничева живёт и побеждает! Умоляю вас остановить пропагандистский поток про Диалог, Ангару, Байкал и пр. Вам-то пофигу, а ещё раз эту галиматью прочитаю - и удавлюсь.
Выдайте лучше тайну, откуда это И.Чёрный скатал статью, как Пентагон мечтал сделать из Х-33 бомбовоз и жахнуть с орбиты по бен-ладену (кажется №11). Ато народ спорит: ценители говорят - Чарльза Вика стиль, не иначе с сайта FAS передрал, а новички говорят - самому приснилось. Выдайте тайну, разрешите наш спор. а? Посмеёмся - может не так грустно будет...

Старый>Пока что отвечу на это. Общая стоимость распределяется примерно так: спутник-50% запуск-30% страховка и прочее-20%.

А вот я нга руках имею другие цифры, не соблаговолити ли вы привести свои? Например для 702 или 601HP платформы.

Нужно как минимум цену спутника и запуска его.

Старый>Можно ещё и такое предположить: если срок окупаемости спутника - 5 лет, то за тот год, который будет потрачен на доставку на орбиту, какраз будет потеряна (точнее - не получена) та сумма, которую сэкономили на запуске.

Как я посмотрю - это ваша любимая тактика, там немножко приуменьшить, тут немного приувеличить, подать в пессиместическом тоне - и вуаля, "такой возможности нету вообще".

Замечу так же, что мы плавно переползли с "это не возможно в силу имеющихся физических законов" на "это не выгодно потому-то и потому-то" Старый>Они не на пяти летают.

Старайтейсь все же читать ВНИМАТЕЛЬНЕЕ о чем речь идет - конкретно о XIPS, Так вот на 601HP стоят совсем даже не XIPS-25 и импульс у них сильно пониже.

Старый>Ни высота (период обращения) ни наклонение орбиты не менялись.

Хотите, что бы прямо в этом топики вам указали ссылочку на то что вы ошибаетесь? Или сами вспомните?

Ладно, было это в форме ссылочки - почитайте и оправергайте с фактами


Старый>PS. Сходил уточнил. Первый раз КСиПС полетел на Панамсате-5 в 1998 г.

Это тоже было. В этом топике V.B. писал как-то:

---

Вот что пишут про XIPS в Инете.
Первый XIPS взлетел 28-08-1997 (послезавтра будет 4 года) на PAS-5 (запущен "Протоном"). Назывался он XIPS-13 (номер соответствует диаметру в см) и был установлен на платформе Boeing 601HP. Но он еще не дотягивал до 3К (у.и. 2568, тяга 18 мН).

24-10-1998 был запущен Deep Space 1, на котором стоит XIPS-30. Он-то и стал первым летающим 3000-ником (у.и. 3310, тяга 92 мН).

А 22-12-1999 полетел XIPS-25 на новой платформе Boeing 702 (Galaxy-11): у.и. 3800, тяга 165 мН. К настоящему времени на ГСО запущены 5 спутников с этим двигателем.

---

Shin>P.S.
Shin>2Старый.
Shin>Неужели Вы думаете, что знаете тему лучше, чем разработчики на фирмах? В одних же институтах учились, в тех же конторах работали, так откуда же уверенность, что всё ЭТО проектируют лохи?

Видите, вы до того ослеплены, что даже не способны воспринять то, что я говорю. Я какраз пытаюсь донести до вас точку зрения разработчиков на фирмах! Но только на фирмах Решетнёва, Козлова, Локхид, Боинг, Лорал и т.д., одним словом на ВСЕХ фирмах, кроме Хруничева. Я учился с ними если и не в одном институте, то по одним учебникам. И мы изучали одни физические принципы. ВЕСЬ мир делает не так, как предлагает центр Хруничева. По-вашему мы все лохи, ничего не знаем, не в тех институтах учились. Ни на одной из новых РН в мире не спасают первую ступень. По вашему все их проектировали лохи. Ни один спутник в мире не летает на геостационпр на ЭРД. По-вашему их проектируют лохи. Ни одну тяжёлую ракету в мире не набирают из пучка лёгких. По-вашему это делают лохи.
Ну тогда одно из двух: кто-то действительно лох. Или центр Хруничева, и тот, кто рекламирует его точку зрения, или весь остальной мир, включая и меня. Как вы думаете, кто?
По причине своего невежества вы воспринимаете "проекты" от хруничева как некие новейшие открытия, "перспективные технологии" и т.п. Вам не дано знать, что всё это, конкретизирую: тяжёлая ракета из пучка лёгких, многоразовая первая ступень, геостационарный буксир на ЭРД - всё это старый хлам, предложеный ещё в 60-е 70-е года и тогда же выброшенный на свалку истории. Было бы ради чего, я бы вам надёргал из Спэйсфлайта десятки таких "проектов".
В каком институте вы учились? Что вы делали на лекциях? Неужели вас не учили, что какой бы простой вы не делали многоразовую ступень, всё равно в эксплуатации она окажется дороже одноразавой.
Неужели с одного взгляда на макет Байкал на МАКСЕ вы не увидели, что это ПРОФАНАЦИЯ? По какой специальности у Вас диплом? Кто Вам его выдал? Вы можете быть оправданы только если у Вас специальность по компьютерам. Когда чуть выше вы угадывали где лохи, вы на самом деле ошиблись. В хруничеве тоже не лохи. Всё дело в том, что эти "проекты" никто не проектировал. Это детище не технической мысли, это детище политики и нищеты.
Так что, дорогой товарищ, смотрите на мир трезвее, кроми ЗиХа и его точки зрения есть ещё много чего. Кроме зиховских рекламных проспектов надо и книги почитывать, рекомендую начать с учебников.

CaRRibeaN>Замечу так же, что мы плавно переползли с "это не возможно в силу имеющихся физических законов" на "это не выгодно потому-то и потому-то" Вы меня опередили Сначала - низзя и все. Орбиты, вишь, не соприкасаются.
Потом - можно, но орбиту долго поворачивать. Посчитали, смоделировали - всего в полтора раза дельта V разница.
Ладно - значит можно, но невыгодно. Сейчас посчитаем - будет выгодно.
Тогда нельзя, потому, что никто не делает, а они не глупее нас, придурков.
Так делают же ! - Не те делают. И не так. И не то.

И вообще.

CaRRibeaN>Как я посмотрю - это ваша любимая тактика, там немножко приуменьшить, тут немного приувеличить, подать в пессиместическом тоне - и вуаля, "такой возможности нету вообще".

CaRRibeaN>Замечу так же, что мы плавно переползли с "это не возможно в силу имеющихся физических законов" на "это не выгодно потому-то и потому-то" Старый>>Они не на пяти летают.

CaRRibeaN>Старайтейсь все же читать ВНИМАТЕЛЬНЕЕ о чем речь идет - конкретно о XIPS, Так вот на 601HP стоят совсем даже не XIPS-25 и импульс у них сильно пониже.

Ну, давайте, уважаемый тов. Карибец читать ВНИМАТЕЛЬНЕЕ. Читайте не только первую строчку, а всё письмо до конца. Где это я сказал что это НЕВОЗМОЖНО В СИЛУ ЗАКОНОВ? Давайте цитату.
Если цитаты нет, ешьте свою шляпу. Я сказал, что они никогда НЕ ПОЛЕТЯТ. И они не полетят. Они могут полететь хоть сейчас, но НЕ ПОЛЕТЯТ. Но когда они лет через 30 всё-таки полетят, не хватайте меня за язык. Абзацем ниже я сказал, что они ПОЛЕТЯТ, сразу же, как только будет создан достаточно лёгкий и мощный источник энергии. Есть там такое, или нет? ЕДИНСТВЕННАЯ принципиальная проблема - это недостаток энергии. Неужели я предполагал или имел в виду какие-то фундаментальные законы, которые можно отменить с помощью всего-то хорошей батареи? Как только бортовая энергоустановка сможет питать ЭРД с тягой хотя бы в килограмм, тут же всё полетит, как летают счас все нормальные спутники. Неужели я говорил или имел в виду что-то другое? Где вы там нащли непреодолимые силы природы? Специально для вас я буквально в следующем письме написал, что для экватора вообще нет проблем, прямо счас ставь - и погнал!
Я не отказываюсь ни от одной буквы этого первого письма. Вы можете тешить себя разными цифрами удельных импульсов, платы за запуск и т.п. Можете меня сколько угодно уговаривать, что 170 суток это немного, что можно подождать. Меня-то чего уговаривать? Вы заказчиков уговорите. Их уже 30 лет уговаривают, и ещё столько же будут. Можете даже указать, что на четырёх 601НР ксипсы всё-таки не стояли, а я утверждал, что на всех. Но суть от этого не изменится. Не полетит ни Диалог ни Руслан на ЭРД на геостационар. И ни один зарубежный не полетит. И так будет до тех пор, пока не создадут энэргоисточник. Когда его создадут? В ближайшие 10 лет - точно нет, потому что сейчас к этому отсутствуют какие-либо научно-технические предпосылки. Лет через 30-50 может быть. И вот тогда Вы мне скажете: никогда не говори "никогда". Но я откручусь, я покажу, где в этом же документе разъяснил, что имел в виду.

Старый>Ну, давайте, уважаемый тов. Карибец

Для начала научитесь правильно транскрибировать мой ник. Если ни как не получаеться - пишите латинецей.

Старый>Читайте не только первую строчку, а всё письмо до конца. Где это я сказал что это НЕВОЗМОЖНО В СИЛУ ЗАКОНОВ?

Ок, это немного выше правды, реальность выглядела так:

>Но если бы и нашёлся, то ничего бы у него не получилось. Дело в том, что (увы!) существуют возмущения орбиты, в частности прецессия большой полуоси. Большая полуось переходной орбиты (линия соединяющая апогей с перигеем, вдруг не знаете )поварачивается в плоскости орбиты со скоростью примерно 5 градусов в месяц. Таким образом через 6 месяцев апогей переходной орбиты уйдёт аж на 30 град от плоскости ГСО, и нормальное выполнение манёвра станет вообще невозможным. Вот такие дела.

Объективные ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ трудности, как было заявленно

>Нужно подчеркнуть, что эти ограничения принципиальные.

>Не пытайтесь найти обходных манёвров - все они уже отвергнуты до вас.

Старый>Я сказал, что они никогда НЕ ПОЛЕТЯТ. И они не полетят. Они могут полететь хоть сейчас, но НЕ ПОЛЕТЯТ.

Ну конечно, с такой позицией все замечательно. Нахрена только вы с такой позицией лезете спорить... Сказали бы сразу. ХОтя извиняюсь - сразу и сказали.

Кстати вот вам такой вопрос прямой - при каких значениях удельного энерговыделения системы электропитания по вашему могут полететь на ЭРД спутники? Скажите, не стесняйтесь.

Старый>Как только бортовая энергоустановка сможет питать ЭРД с тягой хотя бы в килограмм, тут же всё полетит, как летают счас все нормальные спутники.

Ну что же вы так неакуратно. Что бы летать как летают сейчас все нормальные спутники (которые с ЭРД - надо понимать ненормальные) надо ЭРД с тягой порядка десятков-сотен кг, а то знаете ли черти что получаеться, ненормальный вывод.

То что вам доказывают с цифрами и расчетами на руках... ну врочем вы же сказали: НЕ ПОЛЕТИТ, и что бы мы тут не говорили... Когда Руслан-ММ выйдет на орбиту или там Диалог, - это все чушь и ересь. Ясное дело.

Старый>Вы можете тешить себя разными цифрами удельных импульсов, платы за запуск и т.п. Можете меня сколько угодно уговаривать, что 170 суток это немного, что можно подождать. Меня-то чего уговаривать? Вы заказчиков уговорите. Их уже 30 лет уговаривают, и ещё столько же будут.

А с заказчиками проблем нету. Проблема в том что возможность таких выводов появилась только сейчас как не парадоксально, а не 30 лет назад. Как раз по вами же обозначеной причине - СБ хорошие стали. И много.

Старый>Не полетит ни Диалог ни Руслан на ЭРД на геостационар. И ни один зарубежный не полетит. И так будет до тех пор, пока не создадут энэргоисточник.

А вы скажите какой нужен, а мы уж будем судить, ладно? Нет, ясное дело что вы не скажете, отмажитесь... но вдруг?

Во всяком случае выше вы признались что не знаете ни одного параметра современных СБ и систем преобразования, однако спокойно заявляете о сроках разбаботки.

Старый>Но я откручусь, я покажу, где в этом же документе разъяснил, что имел в виду.

Ясное дело что вы отмажетесь, независимо от результатов.

Позиция-то замечательная:

>Я сказал, что они никогда НЕ ПОЛЕТЯТ. И они не полетят. Они могут полететь хоть сейчас, но НЕ ПОЛЕТЯТ.

Старый>Вы можете тешить себя разными цифрами удельных импульсов, платы за запуск и т.п. Можете меня сколько угодно уговаривать, что 170 суток это немного, что можно подождать. Меня-то чего уговаривать? Вы заказчиков уговорите. Их уже 30 лет уговаривают, и ещё столько же будут.

Ага - уже, значит и возможно и выгодно Теперь главная проблема у нас - 170 суток - это долго Не стыдно ? Причем, одну из главных проблем вы так и не упомянули, хотя она активно обсуждалась: радиационные пояса. Но если, кстати, вам захочется ее все-таки упомянуть, то начинать разговор вам придется с данных плотности радиации по высоте и по спектру.

Если такие данные будут я сделаю интегрирование по орбите и посчитаю дозы и деградацию батарей.

Но что-то заставляет меня думать, что вы ограничитесь декларациями...

ratman>Полтонны ксенона сейчас стоят 800тыс. Как уже было замечено, если выростет потребность, то цены в конце концов снизятся. Тем более, что добывают его из воздуха.

В том то и дело, что добывают его из воздуха, причём в качестве побочного продукта при получении жидкого О2 и N2, так что при увеличении потребности цена только возрастёт.

ratman>Будут. Но это не ко мне. Если кто-то знает - интересно было бы послушать. Imho, все равно намного лучше получится. Под 100атм полтонны - это кубометр.

Вот посмотрел в справочнике Ткип Xe при атмосферном давлении -108С, Вроде не так мало, пол тонны можно годами хранить поставив экран, скорее специально греть придётся. А вот критическая температура при давлении 58 атм 290К, почти комнатная и плотность 1,1 тонны на кубометр

Надеюсь, хруничевцы таких не держат... Хотя, конечно, в каждом стаде есть паршивая овца.