Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Взлёт с Земли на ЯЭДУ  (Прочитано 9505 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #20 : 16 Апр 2018 [08:40:07] »
Не знаю как для 30 МВт ЯЭДУ, но для 1 МВт КПД 26%.
И чем собираетесь преобразовывать энергию деления в электричество?
ЯЭДУ это мини-АЭС. Подробности можете почитать по ссылкам выше. Например здесь https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_энергодвигательная_установка_мегаваттного_класса
Ещё раз: газовая турбина в данном случае - тепловой двигатель, работающий на градиенте температур. Разница с РИТЭГом не столь принципиальна, как Вы пытаетесь показать. Вообще, для схем с ЯЭДУ на форуме не раз выводились пределы по тяговооруженности. Но долго листать.
Радиаторы - неотъемлемая часть таких установок. Чем выше мощность, тем больше радиаторов Вам потребуется. Поэтому с электричеством Вы будете упираться что удельная мощность электроустановки на массу растёт слабо, если вообще, а вместе с ней растут габариты установки, причём в данноом случае в атмосфере.
Для космических ЯЭДУ радиаторы конечно же предусматриваются. Рекомендую вам всё же сначала ознакомиться со ссылками выше, прежде чем начинать спорить с самим собой.

Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #21 : 16 Апр 2018 [09:54:54] »
Для космических ЯЭДУ радиаторы конечно же предусматриваются. Рекомендую вам всё же сначала ознакомиться со ссылками выше, прежде чем начинать спорить с самим собой.
Я читал о ней, когда это ещё не стало википедией. Хорошо, задам вопросы по-другому:
1) куда Вы собираетесь девать тепло для обеспечения работы установки при атмосферном старте?
2) сколько будет весить система охлаждения, а также её габариты? При ответе на данный вопрос учитывайте, что требования к прочности конструкций в условиях микрогравитации и отсутствия динамического воздействия среды ниже.
Для чистоты этого мысленного эксперимента (ведь мы же говорим о ЯЭДУ!) предлагаю не использовать сбрасываемое тепло для движения. Если Вы ответите на данные вопросы, то убедитесь, что я спорю не с собой, а с Вами. )))))
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #22 : 16 Апр 2018 [10:10:42] »
1) куда Вы собираетесь девать тепло для обеспечения работы установки при атмосферном старте?
Можно использовать тот же самый радиатор, в атмосфере охлаждение будет даже эффективнее за счет теплопроводности и конвекции. Так что он будет работать даже если развернуть только его небольшую часть.
2) сколько будет весить система охлаждения, а также её габариты?
Соответственно, столько же.
При ответе на данный вопрос учитывайте, что требования к прочности конструкций в условиях микрогравитации и отсутствия динамического воздействия среды ниже.
Небольшую часть радиатора можно и укрепить, если понадобится, явно крохи по сравнению с общей массой установки.

Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #23 : 16 Апр 2018 [10:17:26] »
в атмосфере охлаждение будет даже эффективнее за счет теплопроводности и конвекции.
То есть она будет активно взаимодействовать со средой.
Небольшую часть радиатора можно и укрепить, если понадобится, явно крохи по сравнению с общей массой установки.
Всю взаимодействующую со средой часть радиатора придётся укреплять. Не стесняйтесь)
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #24 : 16 Апр 2018 [10:19:19] »
Всю взаимодействующую со средой часть радиатора придётся укреплять. Не стесняйтесь)
Так о том и написал. Укрепить всю эту небольшую часть, которая развернута для атмосферного охлаждения.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 477
  • Благодарностей: 565
    • Сообщения от AlexAV
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #25 : 16 Апр 2018 [10:47:51] »
Возможен ли?

Нет. По двум причинам.

1) Рассматриваемый тип двигателя вообще не может работать при атмосферном давление.
2) При таком соотношение массы к мощности плазменный двигатель не сможет оторвать конструкцию не то что от Земли, но даже от Цереры. Дело в том, что рабочим телом данного типа двигателя является достаточно сильно ионизированная плазма. А чтобы газ превратить в такую плазму нужно, даже без учёта разгона самой плазмы, затратить значительную энергию. В результате просто по закону сохранения энергии тяга такого двигателя не может быть выше:

\[ F< \frac{WV}{I/\mu + V^2/2} \]

F - тяга, W - мощность, I - энергия ионизации рабочего тела, \mu - его молекулярная масса, V - скорость истечения. Отсюда следует, что максимальная возможная тяга:

\[ \frac{F}{W}< \sqrt{\frac{\mu}{2I}} \]

Подставим цифры. Пусть рабочее тело - это аргон. Энергия ионизации 1519,6 кДж/моль, молекулярная масса - 40 г/моль. Соответственно удельная тяга будет никак не выше 1,6 10-4 Н/Вт. При мощности в 30 МВт это даст тягу не более 4687 Н. Очевидно, что старт с поверхности для системы весом 170 тонн в этом случае возможен лишь в том случае, если ускорение свободного падения меньше 0,028 м/с2. Т.е. даже с Цереры и Весты стартовать не получится (там ускорение свободного падения 0,28 м/с2 и 0,22 м/с2 соответственно). :) А о Земле даже говорить нечего.

Плазменный двигатель предназначен для открытого космоса, но никак не для старта с поверхности небесного тела, для этого у него (в связке с источником питания) слишком мала тяга.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #26 : 16 Апр 2018 [10:55:43] »
Подставим цифры. Пусть рабочее тело - это аргон. Энергия ионизации 1519,6 кДж/моль, молекулярная масса - 40 г/моль. Соответственно удельная тяга будет никак не выше 1,6 10-4 Н/Вт.
То есть новость, которая обещает 110 Н/кВт, пусть даже с очень низкой скоростью истечения - это липа?

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #27 : 16 Апр 2018 [10:56:55] »
Возможен ли?

Нет. По двум причинам.

1) Рассматриваемый тип двигателя вообще не может работать при атмосферном давление.
2) При таком соотношение массы к мощности плазменный двигатель не сможет оторвать конструкцию не то что от Земли, но даже от Цереры. Дело в том, что рабочим телом данного типа двигателя является достаточно сильно ионизированная плазма. А чтобы газ превратить в такую плазму нужно, даже без учёта разгона самой плазмы, затратить значительную энергию. В результате просто по закону сохранения энергии тяга такого двигателя не может быть выше:

\[ F< \frac{WV}{I/\mu + V^2/2} \]

F - тяга, W - мощность, I - энергия ионизации рабочего тела, \mu - его молекулярная масса, V - скорость истечения. Отсюда следует, что максимальная возможная тяга:

\[ \frac{F}{W}< \sqrt{\frac{\mu}{2I}} \]

Подставим цифры. Пусть рабочее тело - это аргон. Энергия ионизации 1519,6 кДж/моль, молекулярная масса - 40 г/моль. Соответственно удельная тяга будет никак не выше 1,6 10-4 Н/Вт. При мощности в 30 МВт это даст тягу не более 4687 Н. Очевидно, что старт с поверхности для системы весом 170 тонн в этом случае возможен лишь в том случае, если ускорение свободного падения меньше 0,028 м/с2. Т.е. даже с Цереры и Весты стартовать не получится (там ускорение свободного падения 0,28 м/с2 и 0,22 м/с2 соответственно). :) А о Земле даже говорить нечего.

Плазменный двигатель предназначен для открытого космоса, но никак не для старта с поверхности небесного тела, для этого у него (в связке с источником питания) слишком мала тяга.
Это же расчеты для обычного плазменного двигателя, а надо для того необычного с изменяемым УИ, с его особенностями и характеристиками.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 477
  • Благодарностей: 565
    • Сообщения от AlexAV
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #28 : 16 Апр 2018 [11:13:38] »
Это же расчеты для обычного плазменного двигателя, а надо для того необычного с изменяемым УИ, с его особенностями и характеристиками.

Для любого работающего на полностью ионизированной плазме. Постоянный ли у него УИ или изменяемый тут не важно. Неизменяемое УИ в вышеприведённых выкладках входит через скорость истечения V, которая может быть выбрана любой (и тут легко показать, что будет существовать УИ при которой тяга будет максимальной, т. е. как уменьшение УИ, так и увеличение от этого оптимума тягу будет снижать, вторая оценка именно ему и соответствует).

То есть новость, которая обещает 110 Н/кВт, пусть даже с очень низкой скоростью истечения - это липа?

Не совсем, хотя и к обсуждаемому здесь вопросу и не имеет никакого отношения. Там речь об эффекте ионного ветра, т.е. об ускорение воздуха за счёт электростатических сил действующих на ионы при протекание через него униполярного тока. Т.к. ускоряемый газ в этом случае в основном не ионизован (концентрация ионов в потоке ничтожно мала по сравнению с концентрацией нейтральных молекул), то вышеприведённое рассуждение к этому случаю не относится. Ионный ветер может создавать и большую тягу на единицу мощности.

Вот только к рассматриваемому вопросу это не имеет никакого значения. Эффект ионного ветра работает только в плотной атмосфере (длина свободного пробега иона мала по сравнению с характерными размерами системы) и при не слишком больших скоростях (с ростом скорости эффективность будет быстро падать). Для космического двигателя это использовать невозможно, равно и как для для разгона до скорости достаточной для вывода чего-то на орбиту. Для этого эффект ионного ветра подходит не сильно больше, чем вертолётный винт. :)

Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #29 : 16 Апр 2018 [11:18:54] »
Ну, вроде там автор топика ссылались на что-то  вроде кухОнных ионопланов дендрофекальной конструкции https://www.popmech.ru/diy/10163-na-ionnoy-tyage-samodelnyy-ionolet/
« Последнее редактирование: 16 Апр 2018 [12:33:55] от noxx77 »
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 477
  • Благодарностей: 565
    • Сообщения от AlexAV
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #30 : 16 Апр 2018 [11:31:07] »
Ну, вроде там автор топика ссылались на что-то  вроде кухОнных ионопланов дендрофекальной конструкции https://www.popmech.ru/diy/10163-na-ionnoy-tyage-samodelnyy-ionolet/

Ионолет по ссылке работает за счёт эффекта ионного ветра. Эффект этот будет хорошо работать только в нижних слоях атмосферы и при не слишком больших скоростях. Для такого ионолёта ближе аналогия с вертолётным винтом, чем с реактивным двигателем. :) Винт отталкивается от окружающего воздуха за счёт взаимодействия лопастей с ним, а ионолёт за счёт взаимодействия ионов униполярного тока с электрическим полем аппарата, но в обоих случаях ключевым является наличие этой самой среды воздуха (с вытекающими отсюда ограничениями). В космос ни на том, ни на другом полететь невозможно. :)

Ионолёты к плазменным движкам о которых говорится в https://www.roscosmos.ru/22261/ и http://www.jiht.ru/science/dissert-council/diss_texts/Novikov.pdf не имеют ровном счётом никакого отношения. Там физика абсолютно разная.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #31 : 16 Апр 2018 [11:32:56] »
Вот только к рассматриваемому вопросу это не имеет никакого значения. Эффект ионного ветра работает только в плотной атмосфере (длина свободного пробега иона мала по сравнению с характерными размерами системы) и при не слишком больших скоростях (с ростом скорости эффективность будет быстро падать). Для космического двигателя это использовать невозможно, равно и как для для разгона до скорости достаточной для вывода чего-то на орбиту. Для этого эффект ионного ветра подходит не сильно больше, чем вертолётный винт. :)
В названии темы нет запрета использовать любые двигатели или их сочетания. Например, можно использовать ионный ветер для разгона в плотной атмосфере, затем тот плазменный на низком УИ или ионный прямоточник для набора скорости, а уже в космосе плазменный с высоким УИ. Можно использовать комбинированную установку или отдельные двигатели, давайте рассмотрим все возможные варианты.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #32 : 16 Апр 2018 [11:35:40] »
В названии темы нет запрета использовать любые двигатели или их сочетания. Например, можно использовать ионный ветер для разгона в плотной атмосфере, затем тот плазменный на низком УИ или ионный прямоточник для набора скорости, а уже в космосе плазменный с высоким УИ. Можно использовать комбинированную установку или отдельные двигатели, давайте рассмотрим все возможные варианты.
А чем плох вариант вывести на орбиту на ЖРД, а оттуда уже ионником?

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #33 : 16 Апр 2018 [11:52:24] »
А чем плох вариант вывести на орбиту на ЖРД, а оттуда уже ионником?
Обычным сверхтяжелым ракетам нужны космодромы с огромными стартовыми столами, с большими заводами по производству топлива и/или окислителя и прочей инфраструктурой. Так что при массовой колонизации солнечной системы с большими грузо- и пассажиропотоками это совершенно не подходящий вариант транспорта.

Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #34 : 16 Апр 2018 [12:04:07] »
Обычным сверхтяжелым ракетам нужны космодромы с огромными стартовыми столами, с большими заводами по производству топлива и/или окислителя и прочей инфраструктурой. Так что при массовой колонизации солнечной системы с большими грузо- и пассажиропотоками это совершенно не подходящий вариант транспорта.
А чем Вас тогда не устраивает моя схема? Хотя тоже не айс, если честно: у атомолётов были большие проблемы:
https://masterok.livejournal.com/902924.html
https://masterok.livejournal.com/1292401.html
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #35 : 16 Апр 2018 [12:13:41] »
F - тяга, W - мощность, I - энергия ионизации рабочего тела, \mu - его молекулярная масса, V - скорость истечения.
Кстати, нельзя ли каким-то образом заправить корабль ионизированным газом? Тогда энергия ионизации будет затрачена перед стартом, и для бортовой установки можно считать I=0.
Для взлета это не сильно добавляет смысла, но для межпланетных полетов - вполне.

Обычным сверхтяжелым ракетам нужны космодромы с огромными стартовыми столами, с большими заводами по производству топлива и/или окислителя и прочей инфраструктурой. Так что при массовой колонизации солнечной системы с большими грузо- и пассажиропотоками это совершенно не подходящий вариант транспорта.
Но если электроракетную тягу использовать на крайне низком удельном импульсе, она лишается своего преимущества, связанного с низким расходом рабочего тела. И стартовая масса будет не меньше чем у химического сверхтяжа, а значит потребует такой же стол и прочую инфраструктуру.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #36 : 16 Апр 2018 [12:20:16] »
А чем Вас тогда не устраивает моя схема? Хотя тоже не айс, если честно: у атомолётов были большие проблемы:
https://masterok.livejournal.com/902924.html
https://masterok.livejournal.com/1292401.html
О преимуществах ЯЭДУ перед ЯРД и ЖРД
Но если электроракетную тягу использовать на крайне низком удельном импульсе, она лишается своего преимущества, связанного с низким расходом рабочего тела. И стартовая масса будет не меньше чем у химического сверхтяжа, а значит потребует такой же стол и прочую инфраструктуру.
Так низкий УИ в атмосфере, где рабочее тело можно брать из нее. И кстати можно будет также набрать заодно "на дорожку" на высоте, чем тащить с Земли - так что даже еще и дополнительная выгода от этого метода.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #37 : 16 Апр 2018 [12:30:51] »
Так низкий УИ в атмосфере, где рабочее тело можно брать из нее.
Низкий УИ нужен до самого разгона до 1-й космической (то есть и за атмосферой тоже). Скорость набирать нужно быстро, иначе корабль по суборбитальной траектории прилетит обратно на Землю.

Цитата
И кстати можно будет также набрать заодно "на дорожку" на высоте
Для этого плазменный движок должен уметь работать на обычном воздухе.

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 812
  • Благодарностей: 45
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #38 : 16 Апр 2018 [12:36:31] »
Почему? Марсианская 170-тонная ЯЭДУ например, дает энергию, потенциально достаточную для 336 т тяги. То есть может поднять и себя, и еще столько же (ок. 170 т) груза в придачу - сверхтяж.
Что то я ничего не понял- 30 МВт мощности это всего 60 кН тяги или 6т.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #39 : 16 Апр 2018 [12:37:29] »
Низкий УИ нужен до самого разгона до 1-й космической (то есть и за атмосферой тоже). Скорость набирать нужно быстро, иначе корабль по суборбитальной траектории прилетит обратно на Землю.
Значит надо постараться обеспечить эту быстроту набора скорости по всей траектории полета в атмосфере.
Для этого плазменный движок должен уметь работать на обычном воздухе.
Тот мощный плазменник работает на любых элементах и соединениях.