Ионный двигатель для взлета с луны

[FRIM@N]

Михаил вот вырезка из вики

24 октября 2008 года компания заявила, что генерация плазмы двигателем VX-200 с помощью радиоволн первой ступени или твердотельным высокочастотным излучателем энергии достигла планируемых рабочих показателей. Ключевая технология, твердотельное преобразование энергии постоянного тока в радиоволны, стала крайне эффективной и достигла уровня 98 %. Радиоволновый импульс использует 30 кВт для превращения газа аргон в плазму, оставшиеся 170 кВт расходуются на разгон и разогрев плазмы в задней части двигателя с помощью ион-циклотронного резонансного разогрева.

30 кВт на разогрев газа в плазму. Без этого тоже никак, просто газ через сопло не пустить.
170 кВт на разгон.

[Dem]

Чеж это за КПД то такой?  200кВт - это около 270 л.с.  У меня на дельталёте двигатель РМЗ-640 "Буран" мощностью  35 л. с. Это даёт тягу на винте в 105...125 кг

Скорость воздуха после винта - метры в секунду, а там - десятки км/с
Требуемая же на разгон энергия пропорциональна квадрату скорости

[d.koshelev]

В том то и дело, что чем быстрее мы выбрасываем, тем больше УИ и тяга на единицу потребляемого топлива. Поэтому как подвели энергию к струе для её высокой скорости, так её и полезно забрали в виде бОльшей тяги! Поэтому от скорости струи КПД не зависит.

Вы глубоко ошибаетесь, к примеру КПД "классического" химического реактивного движка весьма сильно зависит от степени дросселирования. Кстати обычный ДВС тоже имеет сильную зависимость КПД от оборотов (см. скорость минимального удельного расхода) 

[d.koshelev]

Скорость воздуха после винта - метры в секунду, а там - десятки км/с
Требуемая же на разгон энергия пропорциональна квадрату скорости

Десятки (изрядные) метров в сек.
Там зависимость гораздо сложней (прогрессирующая степенная функция)

[Грехов Михаил]

Вы глубоко ошибаетесь, к примеру КПД "классического" химического реактивного движка весьма сильно зависит от степени дросселирования.

Зависит как отношение энтальпий продуктов сгорания в камере сгорания и к энтапии газов на выходе из сопла. Только и всего. Но все ЖРД и так уже имеют максимальный КПД определяемый химической энергией топлива, внешним давлением и теплоёмкостью продуктов сгорания. Что-то забирает ТНА и охлаждение.

В случае же ионника какую энергию мы подвели к иону для его разгона (без учёта нагрева и плазмолизации газа и всяких магнитов) - такую и получим в качестве тяги

[d.koshelev]

Зависит как отношение энтальпий продуктов сгорания в камере сгорания и к энтапии газов на выходе из сопла. Только и всего. Но все ЖРД и так уже имеют максимальный КПД определяемый химической энергией топлива.

В случае же ионника какую энергию мы подвели к иону для его разгона (без учёта нагрева и плазмолизации газа и всяких магнитов) - такую и получим в качестве тяги

Про энтальпию - не точно (это для идеального ламинарного Лаваля, которым РД от роду не страдали). Относительно ионника - по вашему у него кпд 100?  (без учёта нагрева и плазмолизации газа и всяких магнитов) Тогда поведайте как вы собираетесь сжать струю в "пучок" нулевого диаметра

[Грехов Михаил]

Это второй вопрос и другое. Я говорю о принципе, что при прочих равных (конструкция двигателя, его размеры, угол раструба струи и т.п. ) но при разных скоростях истечения ионной струи (скажем 20, 40, 60 км/с) КПД Нетто одинаков!   

[d.koshelev]

Это второй вопрос и другое. Я говорю о принципе, что при прочих равных (конструкция двигателя, его размеры, угол раструба струи и т.п. ) но при разных скоростях истечения ионной струи (скажем 20, 40, 60 км/с) КПД Нетто одинаков!   

Да не может быть прочих равных: чтобы разогнать струю до бОльшей скорости - неизбежно придется изменить что-то в конструкции движка.

[Грехов Михаил]

Я рассматриваю гипотетический случай. То есть при равных.

По ВАСИМИРу у меня у друга (который на РКК тихо и мирно занимается Марсианской программой) есть заключение центра Келдыша, которое показывает всю его "закулисы"  и то, что он не так хорош, как его малюют. Надо бы попросить почитать....

[d.koshelev]

Я рассматриваю гипотетический случай. То есть при равных.

По ВАСИМИРу у меня у друга (который на РКК тихо и мирно занимается Марсианской программой) есть заключение центра Келдыша, которое показывает всю его "закулисы"  и то, что он не так хорош, как его малюют. Надо бы попросить почитать....

Гипотетический случай - хорош для фундаментальных наук (особенно гуманитарных), а в прикладных - все просто. Сделал, запустил, если работает - взял приборы и замерил. Вот и все "прочие равные" .
Кстати, что такое  ВАСИМИР и какое отношение лукавость центра Келдыша имеет к ионникам?

[Грехов Михаил]

Тот самый с которого тут весь сыр-бор начался. 200 киловат потребляемой мощности на 500 ньютонов тяги.

А центр Келдыша как раз таки и занимается двигателями такого типа (ионники, электроракетные и другая экзотика) С их сайта:

Центр Келдыша — Федеральное государственное унитарное предприятие «Исследовательский центр имени М.В. Келдыша» (ранее РНИИ, НИИ-1, НИИТП) является ведущей в России организацией в области ракетного двигателестроения и космической энергетики. Он входит в структуру Федерального космического агентства и активно участвует в формировании и реализации Федеральной космической программы. Разрабатывает, производит и испытывает перспективные образцы различных типов ракетных двигателей, космических энергоустановок, генераторов пучков высокой энергии и ускорителей частиц.

так что с уверенностью можно сказать, что там работают профессионалы этого дела, которые на таких двигателях собаку съели.

[d.koshelev]

Тот самый с которого тут весь сыр-бор начался. 200 киловат потребляемой мощности на 500 ньютонов тяги.

А центр Келдыша как раз таки и занимается двигателями такого типа (ионники, электроракетные и другая экзотика) С их сайта:

Центр Келдыша — Федеральное государственное унитарное предприятие «Исследовательский центр имени М.В. Келдыша» (ранее РНИИ, НИИ-1, НИИТП) является ведущей в России организацией в области ракетного двигателестроения и космической энергетики. Он входит в структуру Федерального космического агентства и активно участвует в формировании и реализации Федеральной космической программы. Разрабатывает, производит и испытывает перспективные образцы различных типов ракетных двигателей, космических энергоустановок, генераторов пучков высокой энергии и ускорителей частиц.

так что с уверенностью можно сказать, что там работают профессионалы этого дела, которые на таких двигателях собаку съели.

Понял Вас, только не ясно при чем тут энергоустановки? Их другие фирмы делали....ну да не суть.
А 200 кват на 50 кило "на крюке" - это вне конкурса.

[Dem]

Десятки (изрядные) метров в сек.

Всё равно три порядка по разнице скоростей набегает. Вот и тяга на киловатт на эти три порядка меньше

[d.koshelev]

Всё равно три порядка по разнице скоростей набегает. Вот и тяга на киловатт на эти три порядка меньше

Вероятно Вы смешиваете два совершенно разных понятия: тягу и импульс. То есть тягу (приложенную силу), которая, строго говоря, вообще ни от скорости, ни от массы разгоняемого тела - не зависит и энергетические затраты для приращения скорости.

[Dem]

Нет, не смешиваю. Импульс пропорционален первой степени скорости, затраченная на разгон энергия - второй.
Т.е. при увеличении скорости истечения на порядок при той же затраченной энергии - тяга падает на тот же порядок

[volhw]

вот все думал. А если убрать силовую установку. И питать двигатель лазерным. или СВЧ лучом. Тоже безнадега?

[OLV]

Т. е. заменить ядерный реактор или иной источник энергии на приемник-преобразователь энергии лазерного или СВЧ луча? ИМХО выигрыш в массе получится небольшим.

[zlodeiy]

у меня вопрос дейсвительно ли в ионном двигателе для разгона рабочего тела испульзуют напряжение в пределах 1-10 Квольт ? это же как слону дробинка

[Dem]

А невыгодно быстрее разгонять. Ибо затраченная энергия пропорциональна квадрату скорости.

[zlodeiy]

а почему невыгодно? Ведь чем быстрее разгонишь за промежуток времени тем больший импульс получишь