Российские ЭРД и их перспективы

[Олигарх]

Российские ЭРД и их перспективы

Непосредственный повод для открытия этой ветки:

Soyuz with electric thrust could rival Proton
 http://www.flightglobal.com/articles/2007/07/09/215338/soyuz-with-electric-thrust-could-rival-proton.html
DATE:09/07/07
SOURCE:Flight International

Soyuz with electric thrust could rival Proton
By Max Kingsley-Jones

Existing plasma thruster technology could more than double the Soyuz 2-1b's
payload capacity to geostationary orbit (GEO), say Russian researchers.

Currently, the Samara Space Center Soyuz 2 rocket can place up to 1,000kg
(2,200lb) to GEO using its Fregat upper stage.
But researchers at the Research
Institute of Applied Mechanics and Electrodynamics (RIAME) have concluded that a
2,280kg spacecraft could be delivered to GEO after 180 days by using a modified
upper stage with xenon-fuelled Experimental Design Bureau (EDB) Fakel
Hall-effect thrusters, from a Baikonur launch.

The upper stage's chemical engines would move the spacecraft from its initial
orbit to an intermediate one. From there, the electric thrusters could use up to
393kg of xenon to move the spacecraft over a few months.

A launch from the European Space Agency's French Guiana spaceport could lift
almost 3,000kg into GEO over 180 days. Soyuz rockets with chemical engines only
are expected to launch from French Guiana in 2009.

These capabilities are close to the GEO capacity of the Krunichev Space Center
Proton rocket with its Briz-M upper stage, when launched from Baikonur.

On board Soyuz, the EDB Fakel Stationary Plasma Thruster (SPT)-140 would draw
power from solar panels providing 10kW. Two would propel the electric propulsion
system and spacecraft after separation from the Fregat-like chemical engine
module, with two thrusters as backup.
"We now have a programme and it's feasible to achieve qualification [of the
SPT-140] in two years," says RIAME vice-director Vladimir Obukhov.

В НК про ЭРД
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/198/35.shtml

На Фобос-Грунте сначала предполагались ЭРД, но потом от них отказались.
ЦиХ хотел доставлять малые спутники (которые теперь Экспресс-МД?) на ГСО
с применением ЭРД, но ...

Так есть перспективы у российских ЭРД? Что тормозит их применение?

[Vladimir]

Так есть перспективы у российских ЭРД? Что тормозит их применение?

Да ничего не тормозит. На стационарных отечественных спутниках связи ЭРД типа СПД используются очень давно для проведения коррекций орбиты. Да и на низких орбитах они также использовались. Недавний пример - "Монитор". Что касается использования ЭРД для разгона и перевода с низкой орбиты на ГСО или на межпланетную траекторию, то здесь свои причины для каждого случая.  "Диалог" умер своей смертью, не родившись, по случаю кончины денег.
На "Фобосе-грунте" ЭРД поначалу появились от безисходности. Сначала в 1996 году еще до пуска "Марса-96" Ю.Н. Коптев объявил, что все АМС отныне будут пускаться не на дорогом "Протоне", а на более дешевом "Союзе". Затем российские яйцеголовые решили, что утереть нос американцам можно чем-то громким типа доставки грунта и если не с Марса, то хотя бы с Фобоса. Поскольку для большинства стартовых окон полета к Марсу возможностей химии не хватало для решения сложных задач, решили использовать ЭРД. В результате был спроектирован аппарат с панелями СБ площадью примерно 80 кв.м. Довести до ума такой аппарат было бы очень сложно. Это, кстати говоря, прекрасно понимали и европейцы. Поэтому перед своим эксперимантальным КА SMART-1 была поставлена основная задача - отработать технологию полета с ЭРД. Все осталные задачи его были вторичными. Мы же сразу собирались доставить грунт с Фобоса - чего мелочиться. На наше счастье пуск плавно переехал на 2009 год, когда можно будет летеь на одной химии без ЭРД. Так что и здесь отказ от использования ЭРД не является технической проблемой.

[ratte07]

Применение ЭРД как тяговых двигателей может найти только очень ограниченное, нишевое применение. Поскольку РБ с ЭРД уступает по массовому совершенству РБ на кислороде-водороде. Остается только довыведение КА, у которых мощные собственные СБ (спутники связи). Правда разменивать лишние 100 кг апарата на полгода полета желающих не находится.

Были идеи применения ЭРД на МКС. Там тоже есть мощные СБ. При этом моторное время для поддержания орбиты находилось в пределах 15% витка.

[Старый]

Кстати да. Были разговоры что на МКС собираются отвезти какойто ЭРД. Как там дела? Всё надёжно похоронилось?

[Fakir]

На МКС если и ставить ЭРД - то разве что использующий в кач-ве рабочего тела воду, которой на МКС достаточно много "лишней". Иначе геморрой с рабочим телом, установкой движка, ориентацией вектора тяги и пр. не будет стоить свеч. А если еще вспомнить, что струя может задевать СБ (полуугол расхождения до 45 градусов) и проч. ...

[Старый]

Но ведь были разговоры. Ктото тут даже бился грудью за реальность этой бредятины...

[ratte07]

Но ведь были разговоры. Ктото тут даже бился грудью за реальность этой бредятины...

Был старый проект ЦиХ на базе 77-го, чтобы весь срок существования держать орбиту на СПД. Несколько десятков кажется СПД-100. И несколько тонн ксенона.

[sleo]

Кстати да. Были разговоры что на МКС собираются отвезти какойто ЭРД. Как там дела? Всё надёжно похоронилось?

На МКС вроде собираются везти безрасходный двигатель-инерциоид

[Salo]

На МКС если и ставить ЭРД - то разве что использующий в кач-ве рабочего тела воду, которой на МКС достаточно много "лишней". Иначе геморрой с рабочим телом, установкой движка, ориентацией вектора тяги и пр. не будет стоить свеч. А если еще вспомнить, что струя может задевать СБ (полуугол расхождения до 45 градусов) и проч. ...

Лишним скорее является водрод после электролиза  воды в "Электроне".

[Старый]

На МКС вроде собираются везти безрасходный двигатель-инерциоид

Это да. Но был ещё и ЭРД, счас не могу вспомнить где его обсасывали.
 А что, кстати, с инерцоидом?

[Димитър]

Кстати да. Были разговоры что на МКС собираются отвезти какойто ЭРД. Как там дела?

Да. VASIMR. Сейчас испитывают на Земле. Потом хотят везти на МКС.

[sleo]

А что, кстати, с инерцоидом?

Писали, что в конце 2007 г. доставят гравицапу на МКС. Но давненько ничего не слышал. Може, одумались?

[Shiver]

Если Пепелац будут топить как Мир, то перед этим можно вести все что угодно - хоть VASIMR или гравицапу

[Stargazer]

Есть перспективы у российских ЭРД, но насчет довыведения на ГЕО это скорее мечты. Грубо - один транспондер на ГЕО генерирует миллион долларов в месяц. Довыведение на ГЕО традиционными способами занимает часы, с применением ЭРД - месяцы. Учитывая, что на современных спутниках связи стоит штук по двадцать транспондеров, выгоды от применения ЭРД оказываются меньше убытков из за простоя транспондеров при довыведении.  Для коррекций орбит на ГЕО факеловские СПД штатно применяются на советских-российских спутниках начиная с 1982 года. В последнее время и часть буржуйских фирм использует факеловские СПД, Лорал и еще кто то. Центр Келдыша поставил партию летных СПД индусам несколько лет назад. Но монополия России на технологию СПД утрачена - европейцы разработали (на основе факеловского СПД-100 правда) свой двигатель, обкатанный на лунном аппарате SMART-1, американцы недавно испытали первый летный СПД полностью разработанный в США на ВВС-овском Таксате.  Так что перспективы есть, но есть  и сильные конкуренты

[mescalito]

Нельзя забывать также Боинговские XIPS`ы на платформе HS702.

Интересно было бы прикинуть сколько выведение с помощью ЭРД экономит килограмм. Если например выведение длится год.
По моим прикидкам применение СПД с УИ 1500с на КА массой 5 тонн на экваториальной ГПО (то есть плоскость менять не надо) позволит вывести около 2 тонн полезного груза.

[Salo]

И спутник будет год болтаться в радиационном поясе?

[mihalchuk]

Есть перспективы у российских ЭРД, но насчет довыведения на ГЕО это скорее мечты. Грубо - один транспондер на ГЕО генерирует миллион долларов в месяц. Довыведение на ГЕО традиционными способами занимает часы, с применением ЭРД - месяцы. Учитывая, что на современных спутниках связи стоит штук по двадцать транспондеров, выгоды от применения ЭРД оказываются меньше убытков из за простоя транспондеров при довыведении.

:shock:  :shock:  :shock:  А я-то считал, что спутник окупается за 5-7 лет. Посмотрел цены - действительно, что-то похожее. Если так, то о выведении спутников связи на ГСО с помощью ЭРД не может быть и речи.