设为首页收藏本站

科技网

[信息] 航天器推进子系统

[复制链接]
发表于 2008-12-1 10:47:02 | 显示全部楼层

航天器推进子系统

航天器通常拥有一系列的推进装置,这些推进装置维持航天器的三轴稳定、自旋控制、机动飞行、轨道修正等任务。功率较大的推进装置一般称为发动机,可以产生几百牛顿的力。当固体火箭发动机点火时,他们产生较大的力矩保持航天器的稳定,或者单独完成航天器的入轨。

较小的动力装置产生推力在1N10N之间,一般用于行星际轨道机动修正、轨道修正机动、飞轮动量衰减、三轴稳定旋转和自旋控制。多数推进子系统的活动都受到姿态与连接子系统控制,一些或全部推进子系统装置动力方向受命令与数据子系统控制。

 楼主| 发表于 2008-12-1 10:47:21 | 显示全部楼层

98显示的是“麦哲伦”航天器四组火箭发动机模块之一。每组模块有两个黑色发动机,推力445N,一个金色推力器,推力22N,三个金色的推力1N的推力器。445N的发动机指向航天器尾部,用于飞行过程修正和行星轨道修正,在固体火箭发动机完成金星轨道切入的期间控制航天器姿态。22N的推力器推力方向与“麦哲伦”中心线垂直,在进行机动飞行时阻止航天器滚转。1N的推力器用于衰减飞轮动量,并进行其它小机动修正。推进子系统还包括推进剂贮箱、包含点火装置的管路系统、用于推进剂增压的氦贮箱。一些像“伽利略”航天器一样的推进子系统采用两种可自燃的推进剂作为工质,推进剂分别贮存,工作时同时挤入发动机或推力器,相遇自燃产生推力。还有一些航天器采用肼作为推进剂,这种推进剂在某种催化剂的作用下分解,分解产物能够燃烧,这类发动机或推力器将催化剂安装在发动机内部,推进剂肼进入发动机或推力器后就会分解燃烧并产生推力。 99显示“卡西尼”航天器的推进系统,主发动机采用双组元自燃推进剂,推力器采用肼推进剂。

 楼主| 发表于 2008-12-1 10:47:44 | 显示全部楼层

深空1号航天器率先使用离子推进方式(电推进方式的一种)在行星际空间飞行。离子发动机喷管出口速度很高,因而能够将航天器加速到很高的速度,满足行星际和星际飞行的需要。

离子发动机将一种气体(如惰性气体氙)离子化(去掉原子中的部分电子),并由电磁场将离子加速到很高的速度并喷出。电磁场的能量来自光电池,因此这种推进方式也叫做太阳能电推进。根据牛顿的作用力与反作用力原理,离子发动机高速喷射质量,航天器将获得相反方向的加速度。与化学火箭发动机相比,离子发动机喷气速度更高,因而其性能也就越好。

离子发动机也喷射电子,但由于电子质量太小,所产生的推力也非常小。喷射电子的目的仅在于避免航天器积累负电荷,吸引离子化的正电荷。

 

 楼主| 发表于 2008-12-1 10:48:07 | 显示全部楼层

机械装置子系统

机械装置子系统要在航天器发射升空后展开各组件,提供初始动作。一旦初始动作进行,展开动作就不再受任何方法控制了。部分初始动作由烟火装置完成,这些装置用来分离航天器和运载器、永久性展开机械臂、释放仪器封盖、抛弃大气探测器入口封盖和展开降落伞、控制推进剂和增压系统的流动和其它功能。

烟火初始装置一般质量较轻、简单可靠,但仅能一次性工作且增加操作的危险性。“火星探路者”在进入火星大气、降落和着陆期间共使用了42组烟火装置。一个运载器在其上升段可能应用一百套甚至更多的烟火装置。目前烟火装置的大部分任务已经可以采用其它技术替代了。

烟火装置启动受到电源子系统组件之一烟火开关单元控制,当该单元命令启动,首先给一个电容器组充电,由这个电容器组提供烟火装置所需要的峰值电流。这个峰值电流值很大,电容器组的作用就是保护主线,防止主线电能在一瞬间被抽干。航天器采用的典型烟火装置有烟火阀、爆炸螺栓、拉链索、电缆切割器、摘钩器等。“爆炸螺栓”的用语是不太恰当的,因为目前使用的这个装置不产生四散的颗粒,仅仅在分断螺栓时有一点轻微的机械冲击。

 楼主| 发表于 2008-12-1 10:48:38 | 显示全部楼层

冗余和适应性

现代自动化航天器的特点是适应性:在组件失败后能够保持或恢复航天器功能、在新技术设想的基础上增强或拓展航天器功能。在航天器任务周期中,组件失败是出乎意料的。绝大多数关系到航天器任务成败的重要部件都进行了备份,也可以采用自治和实时命令控制两种办法改变功能流程满足航天器的需要。一些航天器至今仍然工作,如“旅行者”、“伽利略”和“先驱者”等,它们在主要任务结束后仍然发回了大量有价值的科学数据,这一切都要归功于航天器上冗余发射器、接收器、磁带机、陀螺仪、天线的适应性,归功于最重要的可更改航天器飞行软件的能力。

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

辽公网安备 21100402204006号|科技网 ( 辽ICP备07501385号-1   

GMT+8, 2019-12-6 08:15

Powered by tech-domain X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表