Расчет тяги ЭРД и определение его электрической мощности. Определим скорость КА на заданной орбите по формуле: (км/с); где k – гравитационный параметр Земли; R - средний радиус Земли 6371 км; h - высота орбиты 400 км. Движение космического аппарата зависит от возмущающих сил, кото-рые постепенно изменяют элементы орбиты.
В первую очередь на орбиту влияют несферичность орбиты Земли и неравномерность распределения масс на ее поверхности и в недрах.
Возмущения орбиты возникают также из-за сопротивления земной атмосферы, притяжения других небесных тел, давле-ние солнечного света.
Главные возмущения спутниковых орбит вызваны не-сферичностью Земли и сопротивлением атмосферы.
Включение бортовой двигательной установки на базе ЭРД позволяет компенсировать эти возмущения.
При определении тяги ЭРД можно предпо-ложить, что для поддержания КА на заданной круговой орбите ЭРД должен компенсировать потерю скорости аппарата, вызванную только сопротивле-нием, оказываемым атмосферой на заданной орбите: (1.1) Sэфф — площадь поперечного сечения аппарата; Сx=1 2 — коэффициент аэродинамического сопротивления; ρb=1,57•10-11 — плотность атмосферы на орбите h=400км. Для начального расчета эффективную площадь можно определить из следующего выражения: (1.2) Для выполнения своей задачи ЭРД включается периодически и время его работы составляет 10% от времени функционирования КА на орбите.
Тя-га ЭРД должна быть увеличена во столько раз, сколько уменьшено время ра-боты двигателя.
РЭРД= Удельный импульс определим из выражения: (1.3) =0.7 - КПД электроракетного двигателя; Вычисляем потребную электрическую мощность ЭРД: (1.4) По полученному значению удельного импульса определяем тип ЭРД. Принимаем в качестве электрореактивного движителя ПИД. Для обеспечения работы ПИД в течение необходимого времени ЭРДУ должна включать в себя запас рабочего тела. Для того чтобы определить этот запас, необходимо знать расход рабочего тела через движитель.
Частично от-вет на этот вопрос может дать величина ионного тока. Однако не весь расход, превращаясь в ионы, покидает движитель в виде ионной струи. Часть ней-тральных атомов рабочего тела не ионизируется в ГРК и проходит через электроды ИОС. Величиной, характеризующей степень совершенства ис-пользования рабочего тела, является м, или коэффициент использования ра-бочего тела. Реально достигнутый диапазон м лежит в пределах 0,80,9. Вы-брав оптимальную величину м, определим реальный секундный расход ра-бочего тела. Для этого сделаем пересчет скорости истечения рабочего веще-ства из ПИДа: м/с (1.5) (1.6) m•эд  реальный секундный расход рабочего тела. Зная ресурс работы ЭРДУ, найдем общий запас рабочего тела: (1.6) где kрт  коэффициент, учитывающий потерю рабочего тела при хране-нии (kрт~1,01÷1,05), принимаем равным 1,03. Расчеты проведены по методическому пособию [1]. 2