Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Детонационный космолёт  (Прочитано 10495 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
Детонационный космолёт
« : 18 Апр 2018 [05:05:29] »
Возможно ли создание космолета на детонационных двигателях? В том числе с использованием как ракетного, так и воздушно-реактивного детонационного двигателя, или же их сочетания.

Цитата
О проектах ФПИ «Известиям» рассказал председатель научно-технического совета фонда Виталий Давыдов

 ...

Из реализованных проектов можно назвать, например, успешно проведенные в прошлом году совместно с ведущим предприятием ракетного двигателестроения НПО «Энергомаш» испытания ракетного детонационного двигателя. Параллельно впервые в мире фонд получил устойчивый рабочий режим демонстратора детонационного воздушно-реактивного двигателя. Если первый предназначен для космической техники, то второй — для авиационной. Гиперзвуковые летательные аппараты, использующие такие системы, столкнутся с множеством проблем. Например, с высокими температурами. Фонд нашел решение этих проблем, использовав эффект термоэмиссии — преобразования тепловой энергии в электрическую. Фактически мы получаем электроэнергию для питания систем аппарата и одновременно охлаждаем элементы планера и двигатель.
https://iz.ru/715186/dmitrii-strugovetc/tekhnologiia-zhidkostnogo-dykhaniia-otrabotana

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #1 : 18 Апр 2018 [05:31:47] »
Цитата
Фонд нашел решение этих проблем, использовав эффект термоэмиссии — преобразования тепловой энергии в электрическую. Фактически мы получаем электроэнергию для питания систем аппарата и одновременно охлаждаем элементы планера и двигатель.
Вот это очень интересно. Я сам долго думал как это сделать. Это очень важно как для обычного атома так и для генератора Росси (который тоже есть просто печка). Поскольку я нибельмеса не разбираюсь ни в физике ПП, ни в спинтронике то у меня дальше лазера с тепловой накачкой никаких идей. ???

Оффлайн Ruslan_Sharipov

  • *****
  • Сообщений: 843
  • Благодарностей: 20
    • Сообщения от Ruslan_Sharipov
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #2 : 18 Апр 2018 [06:30:20] »
Поскольку я нибельмеса не разбираюсь ни в физике ПП, ни в спинтронике то у меня дальше лазера с тепловой накачкой никаких идей.
Термоэлектронная эмиссия - это гораздо проще, чем полупроводники и спинтроника. Если металл в вакууме разогреть докрасна, как это было у спиралек радиоэлектронных ламп в давние времена, то из него начинают вылетать электроны. Если рядом находится второй металл, более холодный, то вылетевшие электроны попадут в него и застрянут. Горячий металл зарядится положительно из за дефицита электронов, а холодный отрицательно из-за их избытка. Теперь остаётся соединить два металла проводом, по которому потечёт ток. В цепь можно подключить нагрузку. Скорее всего рабочее напряжение такого источника питания будет порядка работы выхода электронов из металла - это в пределах от 2 до 5 вольт. Максимальный ток можно определить исходя из плотности электронов в металле и их распределению по энергиям (распределение Ферми-Дирака). Максимальный охлаждающий эффект - это максимальная отбираемая мощность. Она равна произведению рабочего напряжения на максимальный ток.

Есть большой вопрос к этой конструкции. Отбираемая мощность будет рассеиваться в виде тепла на потребителях полученного электричества внутри ракеты. Это тепло всё равно надо как-то сбрасывать за борт. Вопрос как?

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #3 : 18 Апр 2018 [06:52:40] »
Есть большой вопрос к этой конструкции.
Т.е. Вы считаете, что эти ребята "переоткрыли" что-то вроде ТГК-3 и спешат об этом рапортовать? :o Там мизерный КПД и огромные габариты для "разнесения" металлов. ???


Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #4 : 18 Апр 2018 [07:16:26] »
Есть большой вопрос к этой конструкции. Отбираемая мощность будет рассеиваться в виде тепла на потребителях полученного электричества внутри ракеты. Это тепло всё равно надо как-то сбрасывать за борт. Вопрос как?
Внутри от работы систем будет выделяться то же самое тепло, просто источник энергии будет "дармовой", заодно также охлаждая поверхность. Фактически общее тепловыделение даже уменьшится (отпадает надобность в дополнительном расходе энергии). Так что дополнительно отводить тепло не нужно, напротив, так получится даже прохладнее, чем без этой технологии.

Оффлайн Ruslan_Sharipov

  • *****
  • Сообщений: 843
  • Благодарностей: 20
    • Сообщения от Ruslan_Sharipov
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #5 : 18 Апр 2018 [19:16:50] »
Т.е. Вы считаете, что эти ребята "переоткрыли" что-то вроде ТГК-3 и спешат об этом рапортовать?
В ТГК-3 используется термо-ЭДС, происходящая из-за контакта двух разных металлов. Здесь контпакта металлов нет вовсе. Термоэмиссионный источник питания можно предсталять себе как конденсатор между пластинами которого вакуум. Одна пластина горячая, другая - холодная. Металл, из которого сделаны пластины может быть один и тот же. Когда будет больше времени, попробую оценить величину ЭДС такого источника питания, его зависимость от температур пластин, а также максимальный ток, который можно от него ожидать. Пока я не берусь ничего говорить о КПД термоэмиссионного источника питания.

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #6 : 18 Апр 2018 [21:05:57] »
Здесь контпакта металлов нет вовсе. Термоэмиссионный источник питания можно предсталять себе как конденсатор между пластинами которого вакуум.
Да, сорри, что не прошел по ссылке... поленилсо и вот результат  :(. Да, скорее не конденсатор а диод. И КПД там возможно даже солидный. Тогда единственная проблема - выгорание(утрата эмиссии).

Цитата
По сравнению с другими методами преобразования тепловой и химической энергии в электрическую термоэмиссионный метод имеет следующие преимущества: самые низкие весовые характеристики на единицу выходной мощности и возможность работы при высокой температуре холодильника (анода), отсутствие в них движущихся частей, высокая надёжность, компактность, возможность эксплуатации без систематического обслуживания.
:o

То что надо! Запасся соответствующей литературой, буду просвещаться :)

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #7 : 18 Апр 2018 [21:35:42] »
Внутри от работы систем будет выделяться то же самое тепло, просто источник энергии будет "дармовой", заодно также охлаждая поверхность. Фактически общее тепловыделение даже уменьшится (отпадает надобность в дополнительном расходе энергии). Так что дополнительно отводить тепло не нужно, напротив, так получится даже прохладнее, чем без этой технологии.
Это не так, конечно же. Термоэмиссионник охлаждает реактор, однако сам при этом греется. И с него нужно отводить тепло. Если этого не делать, он рано или поздно попросту сравняется по температуре с нагревателем и перестанет работать :)

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #8 : 19 Апр 2018 [03:30:23] »
Это не так, конечно же. Термоэмиссионник охлаждает реактор, однако сам при этом греется. И с него нужно отводить тепло. Если этого не делать, он рано или поздно попросту сравняется по температуре с нагревателем и перестанет работать :)
Какой еще реактор? ::) Выходите уже из своих фантазий и возвращайтесь к теме обсуждения. ;D

Тепло от перегревающихся элементов планера и двигателя гиперзвуковика как раз отводится - в виде электрической энергии, которое затем вновь выделяется уже внутри, при запитывании внутренних систем. А они нагреваются уже не так сильно, поскольку тепло распределено по большому объему, поэтому специально их охлаждать не нужно, помимо того что в них предусмотрено штатно для отдельных элементов, процессоров например, где тепловыделение концентрировано настолько, что его нужно отводить для защиты от перегрева.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #9 : 19 Апр 2018 [11:24:20] »
Тепло от перегревающихся элементов планера и двигателя гиперзвуковика как раз отводится - в виде электрической энергии
А КПД какой, неужели близкий к 100%?
Википедия говорит что у термоэмиссионников он 20% максимум. Ну допустим будет 40-50 за счет каких-то прорывных технологий. Все равно оставшиеся 50% - это паразитное тепло.

А они нагреваются уже не так сильно, поскольку тепло распределено по большому объему, поэтому специально их охлаждать не нужно, помимо того что в них предусмотрено штатно для отдельных элементов, процессоров например, где тепловыделение концентрировано настолько, что его нужно отводить для защиты от перегрева.
Да неважно, как именно вы гоняете тепло внутри корабля. Отводить тепловую энергию в конечном счете нужно от самого корабля.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #10 : 19 Апр 2018 [13:13:33] »
А КПД какой, неужели близкий к 100%?
КПД не имеет значения, поскольку энергия дармовая. Главное, что охлаждает. Любое охлаждение лучше, чем ничего.
Да неважно, как именно вы гоняете тепло внутри корабля. Отводить тепловую энергию в конечном счете нужно от самого корабля.
Оно и отводится, за счет избавления лишних трат на электропитание. Причем, отводится в самых нужных местах - от перегреваемых элементов планера и двигателя.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #11 : 19 Апр 2018 [13:22:42] »
Оно и отводится
Так куда отводится-то? Тепловая энергия может покинуть корабль тремя путями - теплообменом со средой (но поскольку вакуум, можно считать что среды нет), сбросом вещества (часть тепла берет на себя рабочее тело, но для ЭРД это не более 20% тепловой энергии) и излучением - то есть через радиаторы.

То есть, если радиаторов нет, тепло никак не может покинуть корабль, и с течением времени произойдет перегрев.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #12 : 19 Апр 2018 [14:03:52] »
То есть, если радиаторов нет, тепло никак не может покинуть корабль, и с течением времени произойдет перегрев.
Как следует из описания, там требуется отводить тепло не от корабля, а от некоторых его частей для защиты их от перегрева. Что и было сделано. Зачем спорите со специалистами не понятно. Уж им наверно виднее как и что нужно охлаждать.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #13 : 19 Апр 2018 [14:09:48] »
Как следует из описания, там требуется отводить тепло не от корабля, а от некоторых его частей для защиты их от перегрева. Что и было сделано. Зачем спорите со специалистами не понятно. Уж им наверно виднее как и что нужно охлаждать.
В статье ничего не сказано о конструкции корабля в целом. При реализации в железе, радиаторы в любом случае будут, потому что специалисты в курсе термодинамики и ЗСЭ. А вот некоторые форумчане забыли (или никогда не знали) фундаментальную физику, с ними и приходится спорить.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #14 : 20 Апр 2018 [08:26:14] »
При реализации в железе, радиаторы в любом случае будут
Там не должно быть никаких специальных радиаторов. В качестве примера можно привести солнечную батарею. Одна поглощает свет, и отводит ток по проводу дальнему потребителю, выделяя тепло уже там. Другая же, поглощает свет в той же степени, но не отводит никуда ток. Понятно что вторая нагреется гораздо сильнее. Первая же будет прохладнее за счет того, что часть поглощенной энергии отводится в виде тока. То есть она охлаждается безо всякого радиатора.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #15 : 20 Апр 2018 [12:19:15] »
Там не должно быть никаких специальных радиаторов. В качестве примера можно привести солнечную батарею. Одна поглощает свет, и отводит ток по проводу дальнему потребителю, выделяя тепло уже там. Другая же, поглощает свет в той же степени, но не отводит никуда ток. Понятно что вторая нагреется гораздо сильнее. Первая же будет прохладнее за счет того, что часть поглощенной энергии отводится в виде тока. То есть она охлаждается безо всякого радиатора.
Она охлаждается, передавая тепло другим системам корабля. А из корабля эта энергия, в свою очередь, переизлучается в космос, по закону Стефана-Больцмана.
Дополнительных радиаторов в этом случае как правило не нужно, потому что вырабатываемая мощность, как правило, невелика по отношению к массе корабля.
А вот источник энергии внутри корабля - источник проблем. Если он достаточно мощный, то для сброса тепловой энергии без радиаторов не обойтись.

Если не верите мне, посмотрите повнимательнее на проект космического буксира на ЯЭДУ, который вы так любите :) Поинтересуйтесь, почему они ставят радиаторы, несмотря на то, что несомненно в курсе существования термоэмиссионников.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #16 : 20 Апр 2018 [12:43:45] »
Дополнительных радиаторов в этом случае как правило не нужно, потому что вырабатываемая мощность, как правило, невелика по отношению к массе корабля.
Ну наконец то. ::)
А вот источник энергии внутри корабля - источник проблем. Если он достаточно мощный, то для сброса тепловой энергии без радиаторов не обойтись.

Если не верите мне, посмотрите повнимательнее на проект космического буксира на ЯЭДУ, который вы так любите :) Поинтересуйтесь, почему они ставят радиаторы, несмотря на то, что несомненно в курсе существования термоэмиссионников.
Это уже для других систем охлаждения требуется радиатор, о них речи не было.

Что по теме никому нечего сказать? :)

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #17 : 20 Апр 2018 [13:06:12] »
Ну наконец то.
КО какбэ намекает, что внутренний источник энергии как правило ставят, чтобы дать кораблю энергию значительно бОльшую, чем он мог бы получить от солнечных панелей. А значит и мощность сброса тепловой энергии должна быть существенно бОльшей.

Это уже для других систем охлаждения требуется радиатор, о них речи не было.
Чтобы понять суть процесса, лучше говорить не "охлаждение", а "отвод тепловой энергии". И не забывать, что закон сохранения энергии неукоснительно соблюдается.

Что по теме никому нечего сказать?
По теме можно сказать, что решение для атмосферного летательного аппарата вряд ли подойдет для космоса: в атмосфере охлаждение происходит потоком набегающего воздуха... Посредством термоэмиссионника просто увеличивается площадь охлаждаемой поверхности.
В космосе такой роскоши нет.

Оффлайн VadimsАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 655
  • Благодарностей: 25
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Vadims
    • Japanese & Korean Girl Groups
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #18 : 20 Апр 2018 [13:49:29] »
КО какбэ намекает, что внутренний источник энергии как правило ставят, чтобы дать кораблю энергию значительно бОльшую, чем он мог бы получить от солнечных панелей. А значит и мощность сброса тепловой энергии должна быть существенно бОльшей.
Вовсе не обязательно. Каждый градус понижения температуры уменьшает требования к теплозащите.
Чтобы понять суть процесса, лучше говорить не "охлаждение", а "отвод тепловой энергии". И не забывать, что закон сохранения энергии неукоснительно соблюдается.
Наконец-то вы поняли, о чем был разговор. ЗСЭ там нигде не нарушается.
По теме можно сказать, что решение для атмосферного летательного аппарата вряд ли подойдет для космоса: в атмосфере охлаждение происходит потоком набегающего воздуха... Посредством термоэмиссионника просто увеличивается площадь охлаждаемой поверхности.
В космосе такой роскоши нет.
Для космоса это решение и не требуется - там нет проблемы трения и сопротивления воздуха на гиперзвуковой скорости, остальное проблемы не более чем для обычных космических ракет.
« Последнее редактирование: 20 Апр 2018 [14:26:53] от Vadims »

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Детонационный космолёт
« Ответ #19 : 20 Апр 2018 [14:03:13] »
Наконец-то вы поняли, о чем был разговор.
Я с самого начала веду разговор именно об этом. А вот вы, судя по вашему посту, так и не поняли, что сам термоэмиссионник в свою очередь нуждается в охлаждении.
Потрогайте заднюю стенку работающего холодильника и убедитесь, что она теплая. После этого, возможно, дойдет что-то :)

остальное проблемы не более чем для обычных космических ракет.
Видимо, вы по-прежнему не поняли, что вакуум - это термос.
В обычных космических ракетах двигатели проектируются так, что все тепло уходит двумя путями - с реактивной струей и в виде излучения собственной конструкции, разогретой до высоких температур. Охлаждая еще дополнительно термоэмиссионником, вы будете греть конструкцию ракеты и создадите потребность в дополнительном тепловом сливе.