Презентация проекта "Геликонный сеточный двигатель"

1. ГЕЛИКОННЫЙ СЕТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Высокочастотный индуктивный ракетный двигатель с внешним магнитным полем
ООО «Авант - Спэйс Системс»
Проект направлен на повышение экономической эффективности применения спутниковых систем и способствует расширению
коммерческого сегмента рынка

2. Это высокочастотный ионный двигатель (ВЧ ИД), который отличает наличие внешнего
магнитного поля. Параметры внешнего магнитного поля соответствуют условиям резонансного
возбуждения волн в плазме. Данная особенность физического процесса организации разряда в
газоразрядной камере (ГРК) позволяет существенно снизить цену тяги по сравнению с
аналогами. Это расширяет возможности применения ИД в космических миссиях различного
назначения.
GT-100 GT-50
Потребляемая мощность, Вт 360/520/700 70/130/300
Тяга, мН 14/20/27 3/6/12
Удельный импульс, с 2400/3200/3800 1000/1200/3500
Рабочее тело Ксенон Ксенон
Ресурс, ч > 20 000 > 20 000
Масса, кг 1.2 0.7
Основные конкурентные преимущества:
 Высокий удельный импульс
 Высокая энергоэффективность
 Стабильность характеристик и высокий ресурс
 Низкая стоимость
2/7
ГЕЛИКОННЫЙ СЕТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

3. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Низкоорбитальные спутниковые группировки
(разведение по плоскостям, фазирование,
коррекция орбиты, увод)
Геостационарные
космические аппараты
(довыведение, коррекция орбиты, увод)
Научные и исследовательские
космические аппараты
(дальние космические миссии)
ВЧ ИД
GT-100
СПД
ЖРД
40
60
80
100
120
140
0 0,05 0,1 0,15 0,2
t_разведения,сутки
m_топлива/m_ка
Разведение по плоскостям*
ЭРД
2
1
ЖРД
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 100 200 300 400 500
m_пн/m_0
t_довыведения, сутки
Довыведение на ГСО**
Особые требования к двигательной установке
(ДУ) для дальних космических миссий:
 Высокий удельный импульс
 Длительный ресурс
 Стабильность характеристик
 Низкая цена тяги
Разрабатываемый двигатель удовлетворяет всем
указанным требованиям и может быть
использован в рамках реализации дальних
космических миссий.
*Рассматривается схема разведения, при которой долгота восходящего узла орбиты изменяется за счет наличия небольшой разницы наклонений (в данном случае – 4°), которая обеспечивается при помощи ДУ. В качестве примера рассмотрено разведение на 22°
по долготе (на таком угловом расстоянии будут орбиты в случае, если группировка состоит из 9 орбитальных плоскостей).
**Рассмотрена комбинированная схема выведения, когда часть затрат на довыведение ложится на химический РД (ЖРД), а часть - на электрический РД (ЭРД). Приведена зависимость относительной массы гипотетической геостационарной платформы, которая
остается на орбите после выведения (остальная часть - затраченное топливо), от времени выведения. Предполагается, что выведение осуществляется на высокую круговую орбиту – это позволяет оптимизировать довыведение с помощью ЭРД.
1 - Масса топлива ЖРД составляет 50% от начальной массы платформы
2 - Масса топлива ЖРД составляет 30% от начальной массы платформы 3/7
Высокий удельный импульс и низкая цена тяги GT
(по сравнению с классическим ВЧ ИД) позволяют
расширить перспективы применения ИД в составе
малых космических аппаратов (КА).
Минимизация стоимости запуска КА на ГСО
подразумевает применение комбинированной
схемы выведения КА с использованием электро-
ракетных двигателей с высоким удельным
импульсом.

4. 1 преимущество – улучшение энерговклада
В индуктивном ВЧ разряде только часть мощности ВЧ
генератора поглощается плазмой, значительная часть
мощности может рассеиваться во внешней цепи.
Наложение на разряд внешнего магнитного поля,
индукция которого соответствует условиям резонансного
возбуждения волн в плазме, позволяет существенно
улучшить показатель энергоэффективности.
2 преимущество – увеличение ионного тока
Наличие внешнего магнитного поля, направленного вдоль
оси ионного двигателя, позволяет замедлить уход
электронов на стенки ГРК, что приводит к увеличению
плотности плазмы и извлекаемого ионного тока.
Аналоги Стадия Мощность, Вт Тяга, мН
Удельный
импульс, с
1. GT – 100
В стадии
разработки
360/520/700 14/20/27 2400/3200/3800
2. GT – 50
В стадии
разработки
70/130/300 3/6/12 1000/1200/3500
3. RIT 10 EVO
Представлен на
рынке
145/435/760 5/15/25 1900/3000/3200
4. 13-cm XIPS
Представлен на
рынке
450 18 2350
5. BIT-7
В стадии
разработки
460 11 3300
6. СПД-50М
В стадии
разработки
316 14 900
7. АИПД-155М
В стадии
разработки
70 - 140 1.4 - 2.8 1320
8. КМ-45
Представлен на
рынке
200-450 10-28 1250-1500
АНАЛИЗ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ
4/7

5.  Получен грант от фонда Сколково (на срок с 14.02.2017 до 14.02.2018)
 Сформирована команда разработчиков (5 научных сотрудников, 5 инженеров, 4
административных работника)
 Проведены расчеты характеристик двигателей GT-50 и GT-100 на основании
физических положений и специально созданных программ
 Проведен баллистический анализ и маркетинговое исследование, на основании
которых выбраны режимы работы двигателя
 Отработаны технологии изготовления основных конструктивных элементов
 Выбраны режимы и получены экспериментальные характеристики для модели
двигателя GT-100
ТЕКУЩИЙ СТАТУС ПРОЕКТА
Экспериментальные исследования проводятся в лаборатории
«Физика плазмы» МГУ им. М. В. Ломоносова
на кафедре «Физическая электроника»
Оссовский Антон Владимирович
Генеральный директор
Учредитель и генеральный директор
компании – одного из лидеров по
поставкам электронных компонентов
для предприятий космической
отрасли.
Принимал участие в создании
спутника DX-1 «Dauria Aerospace».
Кралькина Елена Александровна
Научный руководитель
Доктор физико-математических наук.
Имеет многолетний опыт по
разработкам и созданию
высокочастотных сеточных источников
ионов, исследованию энерговклада в
пространственно ограниченные ВЧ
индуктивные источники плазмы
низкого давления.
КЛЮЧЕВЫЕ ЧЛЕНЫ КОМАНДЫ
5/7

6. Год Название этапа Задачи этапа
2017 Создание лабораторной модели
Выбор конфигурации двигателя, проработка технологических решений
Поиск предприятий-партнеров для создания инженерной модели
Проведение поверочных испытаний
Составление технических заданий на разработку подсистем ДУ (источника питания и управления,
системы хранения и подачи рабочего тела и т. д.)
2018 Создание инженерной модели
Разработка бортового источника питания и управления
Разработка системы хранения и подачи рабочего тела
Разработка поворотной платформы ДУ
Проведение квалификационных испытаний инженерной модели ДУ
2019
2020
Создание прототипа двигателя
Летные испытания
Наладка производственных процессов согласно международным нормам
Доработка конструктивных решений с учетом условий спутниковой миссии
Прохождение полного цикла предполетных испытаний
Запуск ДУ в составе КА
ПЛАН РАЗВИТИЯ ПРОЕКТА
На текущем этапе проект требует привлечения дополнительных инвестиций, усиления команды разработчиков и заключения предварительных
договоренностей с компаниями-производителями КА.
6/7

7. Контактное лицо: Харлан Яна
E-mail: kharlan@avantspace.com
Тел.: +7 926 529 21 34