System napędowy obejmuje pojedynczy silnik główny o ciągu 7500 N, 16 silników o ciągu średnim (150 N), 12 silników o ciągu małym (10 N), dwa zbiorniki paliwa, dwa zbiorniki utleniacza, dwa zbiorniki gazu podnoszącego ciśnienie w systemie (helu) oraz odpowiednie linie paliwa i gazu. Paliwem jest hydrazyna monometylowa (Monomethylhydrazine - MMH, CH3NHNH2). W stosunku do niesymetrycznej hydrazyny dwumetylowej (Unsymmetrical Dimethylhydrazine - UDMH, H2NN(CH3)2) używanej we wcześniejszych chińskich statkach kosmicznych paliwo to charakteryzuje się wyższą gęstością i nieco lepszymi osiągami. Utleniaczem jest mieszanina tlenków azotu (Mixed Oxides of Nitrogen 1 - MON-1), czyli czterotlenek azotu (N2O4) z domieszką N2O3. Całkowita masa paliwa i utleniacza wynosi 2600 kg. System napędowy używa paliwa dwuskładnikowego zarówno podczas manewrów korekty trajektorii jak i podczas kontroli orientacji przestrzennej. Linia doprowadzająca hel do zbiorników jest wyposażona w zawór zamykający, zawór pirotechniczy oraz zawór regulujący przepływ gazu. Paliwo do silników jest doprowadzane przez 4 linie główne wyposażone w osobne zawory oraz 8 linii obsługujących tylko silniki o średnim i małym ciągu.
Masa systemu napędowego sondy bez paliwa nie mogła być większa od 295 kg. W związku z tym zastosowano zbiorniki paliwa których ściany są zbudowane z wewnętrznej warstwy włókien węglowych T700 i zewnętrznej osłony aluminiowej. Dzięki temu ich masa jest mniejsza o 50% w stosunku do tradycyjnych zbiorników złożonych w całości z metalu.
Po obdzieleniu sondy od rakiety nośnej system napędowy jest aktywowany poprzez otwarcie zaworu pirotechnicznego na linii helu oraz otwarcie zaworu zamykającego obsługiwanego elektrycznie. Dzięki temu hel napływa do zbiorników paliwa i utleniacza otwierając ich diafragmy i wywierając ciśnienie na zgromadzone w nich płyny. Gdy ciśnienie w zbiornikach osiąga wartość 0.7 MPa otwiera się diafragma u ich wylotu a płyny napływają do linii transportujących, zatrzymując się na przednim zaworze zamykającym. Zwiększanie ciśnienia w systemie postępuje dalej, do osiągnięcia wartości 1.95 MPa. Następnie jest stabilizowane. Po wypełnieniu linii transportowych możliwe jest dostarczanie płynów do silników poprzez otwieranie ich zaworów zamykających. Dokładność regulowania ciśnienia na zaworze wylotowym silnika głównego była szacowana na 1.85 MPa, a w trakcie misji udało się osiągnąć 1.837 MPa. Dla silników o średnim i małym ciągu dokładność regulacji ciśnienia na zaworze wlotowym była szacowana na 1.96 - 1.98 MPa. Również w tym wypadku udało się uzyskać nieznacznie wyższą dokładność, 1.924 - 1.937 MPa.
Po lądowaniu system napędowy jest dezaktywowany na stałe, co zapobiega cyklicznemu zamarzaniu i odparowywaniu paliwa na skutek dużych różnic temperatur między dniem a nocą. Jak do tej pory nie ma danych na temat wpływu takich zmian na lądownik pracujący na Księżycu przez długi okres czasu, ale możliwe jest, że zagroziłyby one jego stabilności. W związku tym resztki paliwa, utleniacza i helu są usuwane przez silniki o ciągu średnim. Polega to na zsynchronizowanym uruchamianiu czterech silników tego typu aż do osiągnięcia zerowego ciśnienia w układzie paliwowym. Cała procedura została szczegółowo przeanalizowana pod kątem bezpieczeństwa i była w pełni kontrolowana z Ziemi.
Silnik główny o ciągu 7500 N znajduje się w centralnej części lądownika a jego dysza wystaje przez otwór w panelu dolnym. Służy do wykonywania dużych korekt trajektorii, wejścia na orbitę okołoksiężycową oraz manewru zejścia z orbity okołoksiężycowej i lądowania. W trakcie misji zużył około 85% zapasu paliwa. Został on opracowany specjalnie na potrzeby misji. Silnik ten może pracować w dwóch trybach - ciągu stałego i ciągu regulowanego. Jest to pierwszy chiński silnik przeznaczony do użycia w przestrzeni kosmicznej posiadający możliwość regulacji ciągu. W trybie ciągu stałego można używać jego dwóch wartości - 5000 N i 7500 N. W trybie ciągu regulowanego jego wartość może być ustawiane na różne wartości w zakresie 1500 - 7500 N, co wystarcza do lądowania w warunkach niskiego ciążenia na Księżycu, rzędy 1/6 G. Służą do tego silniki krokowe obsługujące zawory paliwowe. Dokładność zmian ciągu jest bardzo wysoka, wynosi 6.25 N na krok. Średnica dyszy wynosi 60 cm. Temperatura silnika jest kontrolowana aktywnie.
Silniki o ciągu średnim i małym są przeznaczone do wykonywania małych korekt trajektorii oraz manewrów zmian orientacji przestrzennej w trakcie lotu transksiężycowego oraz podczas lądowania, w tym podczas procedury autonomicznego wyboru płaskiego miejsca lądowania. W trakcie iż użytkowania wszystkie zbiorniki paliwa i utleniacza pracują w sposób zsynchronizowany, co gwarantuje zachowanie stałych proporcji pomiędzy paliwem i utleniaczem we wszystkich silnikach.
Silniki o ciągu średnim (150 N) są zgrupowane w 4 zestawy po dwie sztuki. Ponadto każdy taki zestaw zawiera jeden silnik o ciągu 10 N. Zestawy te są rozmieszczone po dwa na panelach narożnych. Na każdym panelu jeden z zestawów (dolny) zawiera dwa silniki skierowane w dół (wzdłuż osi -X), a drugi - dwa silniki skierowane na boki w przeciwnych kierunkach (wzdłuż osi +Y+Z i -Y+Z oraz +Y-Z i -Y-Z). 8 silników skierowanych wzdłuż osi -X służy do wykonywania małych korekt trajektorii podczas lotu i lądowania. Podczas manewrów mogą być wykorzystywane łącznie lub w odpowiednich kombinacjach. Pozostałe silniki o średnim ciągu służą przede wszystkim do kontroli orientacji. Ich dość wysoki ciąg umożliwia wykonywanie szybkich manewrów zmian orientacji, używanych głównie podczas lądowania.
Silniki o ciągu małym (10 N) służą do kontroli orientacji sondy, w kombinacji z silnikami 150 N. Są wykorzystywane do zmian orientacji podczas lotu transkiężycowego oraz jej kontroli podczas manewrów silnikowych wykonanych z użyciem pozostałych silników. Znajdują się na panelach narożnych. Są umieszczone pojedynczo, po trzy na każdym panelu. Na każdym panelu dwa z nich (wchodzące w skład zespołów wraz z silnikami 150 N) są skierowane na boki w kierunkach przeciwnych do siebie (wzdłuż osi +Y+Z i -Y+Z). Trzeci silnik 10 N na każdym panelu jest zamontowany niezależnie od pozostałych, nad górnym zestawem silników 150 N. Jest skierowany wprost, wzdłuż osi +Z.
Wątek: Chang'e 3 (kompendium) (Przeczytany 6779 razy)