avmich
инфо
инструменты
Serge77
Татарин
Реклама Google — средство выживания форумов :)
-
/ed0b2a67c2f77299fbc7a537b76eca29.jpg)
CubeSat — стандарт микроспутников
Теги:
В лучших традициях старинного Космического форума 
- такой вопрос.
Этой осенью РН Днепр собирается вывести на орбиту 14 спутников, сделанных студентами разных университетов. Это уже второй запуск "кубосатов", придуманных Робертом Твиггсом из Стэнфорда. Смысл в том, что в объёме 1х1х1 дм массой 1 кг можно сделать спутник, который будет запущен за относительно небольшие деньги. Вначале, помнится, просили 10, теперь - 40 тысяч долларов . Ну да неважно...
Теперь, внимание, вопрос . Как вы думаете, можно ли сделать такой спутник-кубик, чтобы он мог долететь до Луны на своих движках?
Насколько помнится, один из кубосатов в первом запуске был строенным - 3 кг в объёме 3х1х1 дм. На это, будем считать, можно рассчитывать.
Вчера пытались прикинуть такой спутник на ЭРД. Данные взяты отсюда. Вроде бы есть такие микроЭРД, которые подошли бы...
- такой вопрос.Этой осенью РН Днепр собирается вывести на орбиту 14 спутников, сделанных студентами разных университетов. Это уже второй запуск "кубосатов", придуманных Робертом Твиггсом из Стэнфорда. Смысл в том, что в объёме 1х1х1 дм массой 1 кг можно сделать спутник, который будет запущен за относительно небольшие деньги. Вначале, помнится, просили 10, теперь - 40 тысяч долларов
. Ну да неважно...Теперь, внимание, вопрос
. Как вы думаете, можно ли сделать такой спутник-кубик, чтобы он мог долететь до Луны на своих движках?Насколько помнится, один из кубосатов в первом запуске был строенным - 3 кг в объёме 3х1х1 дм. На это, будем считать, можно рассчитывать.
Вчера пытались прикинуть такой спутник на ЭРД. Данные взяты отсюда. Вроде бы есть такие микроЭРД, которые подошли бы...
avmich>ВКак вы думаете, можно ли сделать такой спутник-кубик, чтобы он мог долететь до Луны на своих движках?
Думаецца, задача вполне решаемая. Ограничения предвидятся по массе источника энергии + соотношение силы торможени и тяги на LEO. Грубо говоря, 1кг рабочего тела вместе с баком, 1кГ - соляровые батареи, 1кг всё остальное - движок, копрпус с термоэкраном, мозги. Вот мозги должны быть надёжными - время полёта будет, по понятным причинам, не неделя.
Думаецца, задача вполне решаемая. Ограничения предвидятся по массе источника энергии + соотношение силы торможени и тяги на LEO. Грубо говоря, 1кг рабочего тела вместе с баком, 1кГ - соляровые батареи, 1кг всё остальное - движок, копрпус с термоэкраном, мозги. Вот мозги должны быть надёжными - время полёта будет, по понятным причинам, не неделя.
Минимальный ЭРД весит 400 г и занимает вроде бы поллитра объёма. Но ему 200 Вт энергии надо, и 900 г ксенона - это если по гомановским траекториям до Луны пилить. А ещё бак...
Бак, солнечные батареи - это и объём, и масса...
Бак, солнечные батареи - это и объём, и масса...
avmich>Минимальный ЭРД весит 400 г и занимает вроде бы поллитра объёма.
Тяга маловата у него, будут большие потери на начальном участке траектории из-за торможения в остаточной атмосфере. Надо бы поднять УИ раза в полтора. Такие двигуны есть, но больших габаритов.
avmich>Но ему 200 Вт энергии надо...
Для 1кг батарей это, вроде бы, не проблема. Ксенон можно попробовать жидкий при старте использовать. В полёте ему можно и испариться, типа надувного бака. Вощщем, варианты тоже есть.
Тяга маловата у него, будут большие потери на начальном участке траектории из-за торможения в остаточной атмосфере. Надо бы поднять УИ раза в полтора. Такие двигуны есть, но больших габаритов.
avmich>Но ему 200 Вт энергии надо...
Для 1кг батарей это, вроде бы, не проблема. Ксенон можно попробовать жидкий при старте использовать. В полёте ему можно и испариться, типа надувного бака. Вощщем, варианты тоже есть.
Есть, да. А какие?
Если ксенон в полёте хранить в надувном баллоне - то есть, испарить и надуть баллон - то аппарат этим объёмом тормозиться об атмосферу здорово будет. То есть, тот ЭРД имеет тягу 10 мН - это для 3 кг аппарата 3 мм/с за секунду. Если за виток мы ускоряемся, скажем, 600-700 секунд - чтобы не сильно от гомановских траекторий отходить - то за виток приращение скорости - 2 м/с . Чтобы набрать 3000 м/с, надо вроде бы 1500 витков . Ну, по крайней мере, много . За это время он успеет в атмосфере тормознуть...
Та же проблема с батареями. Ими тоже тормозить будет.
Кстати, есть у кого-нибудь ссылки на то, сколько весит квадратный метр батарей? Чтобы подать 200 Вт на двигатель, нужно, с учётом КПД, 1 кв. м батарей. Как это разместить в 3х1х1 дм?
Если ксенон в полёте хранить в надувном баллоне - то есть, испарить и надуть баллон - то аппарат этим объёмом тормозиться об атмосферу здорово будет. То есть, тот ЭРД имеет тягу 10 мН - это для 3 кг аппарата 3 мм/с за секунду. Если за виток мы ускоряемся, скажем, 600-700 секунд - чтобы не сильно от гомановских траекторий отходить - то за виток приращение скорости - 2 м/с . Чтобы набрать 3000 м/с, надо вроде бы 1500 витков
. Ну, по крайней мере, много . За это время он успеет в атмосфере тормознуть...Та же проблема с батареями. Ими тоже тормозить будет.
Кстати, есть у кого-нибудь ссылки на то, сколько весит квадратный метр батарей? Чтобы подать 200 Вт на двигатель, нужно, с учётом КПД, 1 кв. м батарей. Как это разместить в 3х1х1 дм?
А солнечный парус тут не поможет?
А на какую орбиту кубик выводится изначально?
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом.
Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.
avmich>Есть, да. А какие?
avmich>Если ксенон в полёте хранить в надувном баллоне - то есть, испарить и надуть баллон - то аппарат этим объёмом тормозиться об атмосферу здорово будет.
А вот и не факт.
Пусть у нашего ксенона будет хорошая термоизоляция, это много массы не сожрёт. А тот излишек, что сам по себе испаряется, мы и будем выпускать в надувной бак и использовать в дыигателе. Дальнейшие рассуждения зависят от того, насколько качественной мы полагаем термоизоляцию и какое максимальное давление допустимо в надувном баке...
В идеале, конечно, скорость испарения должна быть равна скорости потребления двигателем.
avmich>Если ксенон в полёте хранить в надувном баллоне - то есть, испарить и надуть баллон - то аппарат этим объёмом тормозиться об атмосферу здорово будет.
А вот и не факт.
Пусть у нашего ксенона будет хорошая термоизоляция, это много массы не сожрёт. А тот излишек, что сам по себе испаряется, мы и будем выпускать в надувной бак и использовать в дыигателе. Дальнейшие рассуждения зависят от того, насколько качественной мы полагаем термоизоляцию и какое максимальное давление допустимо в надувном баке...
В идеале, конечно, скорость испарения должна быть равна скорости потребления двигателем.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом.
Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.
Ребят, вы бы заглянули в справочник по физике. Ксенон имеет критическую температуру, если я правильно помню выше комнатной при давлении атмосфер 150. Т.е. во всех системах его хранят жидким при повышенном давлении.
avmich>Кстати, есть у кого-нибудь ссылки на то, сколько весит квадратный метр батарей?
Ссылок тебе не дам, но самые обычные кремниевые батареи сейчас вырабатывают 150-200 вт/кг. Самые навороченные пленочные 500 вт/кг.
avmich>Кстати, есть у кого-нибудь ссылки на то, сколько весит квадратный метр батарей?
Ссылок тебе не дам, но самые обычные кремниевые батареи сейчас вырабатывают 150-200 вт/кг. Самые навороченные пленочные 500 вт/кг.
Shadows of Invasion.
pokos
Практически наверняка можно вписать ЭРД с нужными параметрами в такие массогабариты, если заранее затачивать движок под конкретную задачу. Движок летит в один конец - значит, можно в принципе сэкономить на массе за счёт ресурса (обычно ЭРД рассчитаны на довольно большие сроки работы), можно позволить себе "быстрее садящиеся" характеристики.
avmich>Минимальный ЭРД весит 400 г и занимает вроде бы поллитра объёма.
Тяга маловата у него, будут большие потери на начальном участке траектории из-за торможения в остаточной атмосфере. Надо бы поднять УИ раза в полтора. Такие двигуны есть, но больших габаритов.
Практически наверняка можно вписать ЭРД с нужными параметрами в такие массогабариты, если заранее затачивать движок под конкретную задачу. Движок летит в один конец - значит, можно в принципе сэкономить на массе за счёт ресурса (обычно ЭРД рассчитаны на довольно большие сроки работы), можно позволить себе "быстрее садящиеся" характеристики.
Насколько я помню, у Б. Раушенбаха был принцип, похожий на эту фразу Уайльда.
Факир, идея в том, чтобы сделать как можно дешевле. Так-то можно и суперисточник энергии присобачить, и супердвижок заточить... но философия кубосатов - спутник задёшево. Вопрос в том, можно ли задёшево улететь к Луне. Пока что я не знаю способа выйти на орбиту дешевле, чем кубосатом. Дешевле, имеется в виду, по полной стоимости всего проекта.
Поэтому и приходится опираться на готовые изделия. Вот интересно, сколько СПД-35 стоит...
Факир, идея в том, чтобы сделать как можно дешевле. Так-то можно и суперисточник энергии присобачить, и супердвижок заточить... но философия кубосатов - спутник задёшево. Вопрос в том, можно ли задёшево улететь к Луне. Пока что я не знаю способа выйти на орбиту дешевле, чем кубосатом. Дешевле, имеется в виду, по полной стоимости всего проекта.
Поэтому и приходится опираться на готовые изделия. Вот интересно, сколько СПД-35 стоит...
Каррибеан, сколько будет весить бак для 900 г жидкого ксенона на 150 атм? А то, может, криогеника лучше окажется...
Татарин>Пусть у нашего ксенона будет хорошая термоизоляция, это много массы не сожрёт. А тот излишек, что сам по себе испаряется, мы и будем выпускать в надувной бак и использовать в дыигателе.
О том и речь.
avmich>Есть, да. А какие?
В той же ссылке - старшие двигатели и двигатели серии Д, только они гораздо мощнее/тяжелее. Читал где-то недавно, американы сделали на водороде с достаточно большим УИ. Но он тоже гораздо мощнее/тяжелее. Поскольку в таких двигателях водород не принципиален, то можно оставить и ксенон. Тяжесть масштабирования вниз по мощности связана со снижением КПД СВЧ приборов при уменьшении габаритной мощности и похожих эффектов. Но, думаецца, это дело вполне побеждаемо, не 2 раза, так в 1,5 УИ можно увеличить, как следует оптимизировав конструкцию.
О том и речь.
avmich>Есть, да. А какие?
В той же ссылке - старшие двигатели и двигатели серии Д, только они гораздо мощнее/тяжелее. Читал где-то недавно, американы сделали на водороде с достаточно большим УИ. Но он тоже гораздо мощнее/тяжелее. Поскольку в таких двигателях водород не принципиален, то можно оставить и ксенон. Тяжесть масштабирования вниз по мощности связана со снижением КПД СВЧ приборов при уменьшении габаритной мощности и похожих эффектов. Но, думаецца, это дело вполне побеждаемо, не 2 раза, так в 1,5 УИ можно увеличить, как следует оптимизировав конструкцию.
Какой из существующих двигателей можно поставить на такой аппарат?
avmich>Какой из существующих двигателей можно поставить на такой аппарат?[»]
Ну, у меня о них сведения довольно отрывочные, поэтому аргументированно подсказать не могу.
Ну, у меня о них сведения довольно отрывочные, поэтому аргументированно подсказать не могу.
Тогда, к сожалению, пока ничего конкретного. То, что удастся оптимизировать, конечно, оптимизируется, но разрабатывать движки с нуля для этого проекта - движки такого класса - мне пока кажется неподъёмным. Надо искать, что есть и что больше всего подходит.
Это сообщение редактировалось 13.09.2004 в 12:01
Кстати, было бы очень хорошо заменить дорогущий инертный газ каким-нибудь ещё, например метаном или хлороводородом.
По вопросу эффективности плазменных двигунов можно почитать вот такую статью.
По вопросу эффективности плазменных двигунов можно почитать вот такую статью.
Анализируя тягу, УИ, потребляемую мощность и ресур, то для выбора ДУ "лунника" желательно доработать эту таблицу след. характеристиками:
площать-масса солнечных батарей и минимум масса-объем рабочего тела для достижения лунной орбиты. Тогда все станет на свои места.
Приблизительно из расчета кремнивые 200 вт/кг имеем:
СПД-35 - 10 - 1200 - 0,196 - 2500 - 0,4 - И -0,98кг
СПД-50 - 20 - 1250 - 0,350 - 2250 - 0,8 - Л -1,75кг
СПД-60 - 30 - ? - 0,517 - 2500 - 1,2 - Л -2,56кг
СПД-70 - 40 - ? - 0,593 - 3100 - 1,5 - Л -2,96кг
Выбор ограничивается до СПД-35 и СПД-50.
площать-масса солнечных батарей и минимум масса-объем рабочего тела для достижения лунной орбиты. Тогда все станет на свои места
.Приблизительно из расчета кремнивые 200 вт/кг имеем:
СПД-35 - 10 - 1200 - 0,196 - 2500 - 0,4 - И -0,98кг
СПД-50 - 20 - 1250 - 0,350 - 2250 - 0,8 - Л -1,75кг
СПД-60 - 30 - ? - 0,517 - 2500 - 1,2 - Л -2,56кг
СПД-70 - 40 - ? - 0,593 - 3100 - 1,5 - Л -2,96кг
Выбор ограничивается до СПД-35 и СПД-50.
Это сообщение редактировалось 13.09.2004 в 13:10
avmich>Минимальный ЭРД весит 400 г и занимает вроде бы поллитра объёма. Но ему 200 Вт энергии надо, и 900 г ксенона - это если по гомановским траекториям до Луны пилить.
По гомановской до Луны с малой тягой не получится... Тут есть нюансы. Потребная ХС повышается, при использовании малой тяги. Думаю, ты об этом знаешь: SYNERJETICS GROUP Аппараты с электрореактивными двигателями малой тяги (ЭРД) рассматриваются в качестве перспективных кандидатов для межорбитальных перелетов, в том числе и в гравитационной сфере Земли. Предполагается, что вследствие значительно большего у
По гомановской до Луны с малой тягой не получится... Тут есть нюансы. Потребная ХС повышается, при использовании малой тяги. Думаю, ты об этом знаешь: SYNERJETICS GROUP Аппараты с электрореактивными двигателями малой тяги (ЭРД) рассматриваются в качестве перспективных кандидатов для межорбитальных перелетов, в том числе и в гравитационной сфере Земли. Предполагается, что вследствие значительно большего у
[a href="http://www.promtehsnab-chel.ru/index/?node_id=98"]Моя страничка ЗДЕСЬ[/a]
На околоземной орбите с квадратного метра площади, расположенного перпендикулярно направлению на Солнце, можно снимать, грубо говоря (при КПД 100%) 1 кВт.
Насколько я знаю, у довольно дешёвых солнечных батарей КПД 20%. Плюс-минус...
Теперь ХС. Если лететь к Луне по гомановской траектории, то примерная ХС - 3000 м/с. Пусть с запасом 3500. При заявленном УИ 12000 м/с отношение скоростей - примерно 3,4 . e^(1/3,4) = 1,34 . При общей начальной массе аппарата 3 кг в конце работы движков он должен весить 3 / 1,34 = 2,23 кг. То есть топлива понадобится 3000 г - 2230 г = 770 г.
Насколько я знаю, у довольно дешёвых солнечных батарей КПД 20%. Плюс-минус...
Теперь ХС. Если лететь к Луне по гомановской траектории, то примерная ХС - 3000 м/с. Пусть с запасом 3500. При заявленном УИ 12000 м/с отношение скоростей - примерно 3,4 . e^(1/3,4) = 1,34 . При общей начальной массе аппарата 3 кг в конце работы движков он должен весить 3 / 1,34 = 2,23 кг. То есть топлива понадобится 3000 г - 2230 г = 770 г.
Если лететь по раскручивающейся спирали, то можно долететь быстрее, но топлива требуется больше. Поэтому и считал расход для гомановской траектории (её на самом деле мне на пальцах считать проще ).
).
igor_suslov>...Тут есть нюансы. Потребная ХС повышается, при использовании малой тяги.
Вся эта статья написана в двух важных предпосылках:
1. Рассматриваются только круговые орбиты.
2. Вектор тяги постоянен и направлен вдоль траектории.
Нас никто не заставляет следовать этим очевидным догмам, поэтому наши орбиты будут гораздо эффективнее.
В идеале, нам нужно сообщить аппарату энергию, равную потенциальной на орбите Луны. При этом орбита будет сильно эллиптической, ну и хрен с ним.
Вся эта статья написана в двух важных предпосылках:
1. Рассматриваются только круговые орбиты.
2. Вектор тяги постоянен и направлен вдоль траектории.
Нас никто не заставляет следовать этим очевидным догмам, поэтому наши орбиты будут гораздо эффективнее.
В идеале, нам нужно сообщить аппарату энергию, равную потенциальной на орбите Луны. При этом орбита будет сильно эллиптической, ну и хрен с ним.
Лучше не бывает, покос. Либо время экономить, либо топливо. По-другому никак .
.
Реклама Google — средство выживания форумов :)
pokos
Ни в коем случае. Резко упадёт эффективность движка. Даже замена ксенона на криптон роняет характеристики где-то на 10-15%.
Кстати, было бы очень хорошо заменить дорогущий инертный газ каким-нибудь ещё, например метаном или хлороводородом.
Ни в коем случае. Резко упадёт эффективность движка. Даже замена ксенона на криптон роняет характеристики где-то на 10-15%.
Copyright © Balancer 1997..2018
Создано 10.09.2004
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
Создано 10.09.2004
Связь с владельцами и администрацией сайта: anonisimov@gmail.com, rwasp1957@yandex.ru и admin@balancer.ru.
