Ионный двигатель для взлета с луны

[zlodeiy]

Глеб что-то с формулой явно не так, сам посуди :

1. Ионы разгоняются постоянным электрическим полем

2. На создание постоянного электрического поля много энергии не надо независимо от количества материи проходящего через него

3. Почти вся энергия ионника уходит именно на ИОНИЗАЦИЮ ГАЗА, то-есть отбор электронов у атомов

В итоге что мы получаем :  снижение скорости истечения никакой разницы в потребляемой мощности не даст, а вот увеличение количества материи значительно увеличит потребляемую мощность так как потребуется в более больших количествах переносить электроны от атомов

Тоесть намного проще увеличить скорость истечения простым увеличением времени воздействия такойже силой, чем увеличение ионизируемой материи.

[SY]

1. Ионы разгоняются постоянным электрическим полем
2. На создание постоянного электрического поля много энергии не надо независимо от количества материи проходящего через него
3. Почти вся энергия ионника уходит именно на ИОНИЗАЦИЮ ГАЗА, то-есть отбор электронов у атомов

2а. Есть еще паразитный ток между катодом и анодом. Чем выше разность потенциалов, тем больше мощности этот ток "съест".

[Dem]

На создание постоянного электрического поля много энергии не надо независимо от количества материи проходящего через него

Проблема в том, что бесплатного сыра не бывает, заряд со второго электрода приходится тоже сбрасывать в пространство - чтобы заряд КА не увеличивался. А то КА начнёт притягивать улетающие ионы назад вплоть до полного их возврата.
Ну и заряд электрода приходится восполнять...

[Gleb1964]

Глеб что-то с формулой явно не так, сам посуди :

1. Ионы разгоняются постоянным электрическим полем

2. На создание постоянного электрического поля много энергии не надо независимо от количества материи проходящего через него

3. Почти вся энергия ионника уходит именно на ИОНИЗАЦИЮ ГАЗА, то-есть отбор электронов у атомов

В итоге что мы получаем :  снижение скорости истечения никакой разницы в потребляемой мощности не даст, а вот увеличение количества материи значительно увеличит потребляемую мощность так как потребуется в более больших количествах переносить электроны от атомов

Тоесть намного проще увеличить скорость истечения простым увеличением времени воздействия такойже силой, чем увеличение ионизируемой материи.

это вы говорите как про кондесатор в статике, приложили заряд между электродами и он держится.
а когда поток ионов потечет, то придется качать ток на всю потребленную мощность и сбрасывать струю электронов для нейтрализации заряда ионной струи

[zlodeiy]

Глеб формулу которую ты предоставил больше подходит для трансформаторного принципа разгона. Сейчас используют принцип взаимодействия зарядов.

При перемещении одинаково заряженных частиц относительно друг друга их заряд не изменяется, именно по этому на поддержание электрического поля требуются крохи энергии.

При переносе электронов и имеется ввиду что они в последствии выбрасываются за установкой

[Gleb1964]

Глеб формулу которую ты предоставил больше подходит для трансформаторного принципа разгона. Сейчас используют принцип взаимодействия зарядов.

При перемещении одинаково заряженных частиц относительно друг друга их заряд не изменяется, именно по этому на поддержание электрического поля требуются крохи энергии.

При переносе электронов и имеется ввиду что они в последствии выбрасываются за установкой

а законы сохранения энергии?
сама причина, по которой ионы приходят в движение - достичь катода и ликвидировать его отрицательный заряд. Как только ионы придут в движение, заряд, потенциал катода сразу начнет уменьшаться. И чтобы держать напряжение, потребуется качать ток, иначе был бы вечный двигатель
Кроме того, приведенные формулы вообще не завязаны на принцип разгона рабочего тела. Там всего лишь принципы сохранения импульса и расчет энергии. А уж что там за способ разгона РТ - хоть ядра как барон Мюнхаузен руками отбрасывайте - принцип реактивного движеия будет тот же.

[Dem]

сама причина, по которой ионы приходят в движение - достичь катода и ликвидировать его отрицательный заряд. Как только ионы придут в движение, заряд, потенциал катода сразу начнет уменьшаться. И чтобы держать напряжение, потребуется качать ток, иначе был бы вечный двигатель

Не совсем так. Ион промахивается мимо катода, улетает и потенциал возвращается на место. Но от этого возрастает заряд окружающего пространства. И вот уже его нейтрализуют сбросом электронов.

[Gleb1964]

сама причина, по которой ионы приходят в движение - достичь катода и ликвидировать его отрицательный заряд. Как только ионы придут в движение, заряд, потенциал катода сразу начнет уменьшаться. И чтобы держать напряжение, потребуется качать ток, иначе был бы вечный двигатель

Не совсем так. Ион промахивается мимо катода, улетает и потенциал возвращается на место. Но от этого возрастает заряд окружающего пространства. И вот уже его нейтрализуют сбросом электронов.

после ионизации рабочего тела (РТ), ионы и оторванные электроны летают в одном объеме и никуда не увлекаются - смесь нейтральна, заряд скомпенсирован. Но за счет теплового движения часть частиц смеси попадает к аноду, а здесь происходит отъем из смеси электронов. Оставшиеся ионы имеют нескомпенсированный заряд и разгоняются к катоду, где большинство, промахиваясь мимо сетки катода, пролетает дальше. Далее к ним подмешивают срую электронов для нейтрализации заряда, чтобы они не затормозились и не вернулись назад.
Собственно, перетекание электронов из смеси на анод вызывает уменьшение потенциала между анодом-катодом. Чтобы держать этот потенциал, нужно "откачивать" электроны, т.е. приложить ток той самой мощности, которая нужна для разгона рабочего тела. Ведь если из смеси удалить электроны, там останется нескомпенсированный положительный заряд ионов, который потянет эти электроны назад. Здесь нужна энергия, ток. Иначе разность потенциала между анодом-катодом тут же выравняется и разгон ионов прекратиться.

[zlodeiy]

Мне кажется что мы представляем разные варианты ионников и их принципы работы, поэтому и идет спор. Каждый думает о своем и высказывает мнения о нем

[Gleb1964]

Мне кажется что мы представляем разные варианты ионников и их принципы работы, поэтому и идет спор. Каждый думает о своем и высказывает мнения о нем

я с вами говорю о том ионике, работу которого вы описали - с разгоном ионов между двумя электродами (сетками). Возвратимся назад:

Глеб что-то с формулой явно не так, сам посуди :

1. Ионы разгоняются постоянным электрическим полем

никаких возражений

2. На создание постоянного электрического поля много энергии не надо независимо от количества материи проходящего через него

несогласен. беру смелость утверждать, что причина движения заряженной материи в электрическом поле состоит в стремлении устранить разность потенциалов. Повторюсь - сразу после ионизации осталась смесь ионов с электронами, которая в целом имеет нейтральный заряд. Попав в область поля между электродами смесь разделиться - ионы полетят к катоду, электроны к аноду, потенциал между электродами сразу начнет уменьшаться. Чтобы его поддержать потребуется ток, мощность которого будет пропорциональный кинетической энергии истечения рабочего тела (это при идеальном кпд), т.е. массе ионов и квадрату скорости истечения

3. Почти вся энергия ионника уходит именно на ИОНИЗАЦИЮ ГАЗА, то-есть отбор электронов у атомов

да, часть энергии уходит на ионизацию, а вторая часть идет на отбор электронов из ионизированной смеси, тех электронов, что стекают на анод. их надо откачивать с анода для поддержания разности потенциалов, иначе электроны создадут отрицательный заряд, который скомпенсирует поле. эти электроны надо "откачать" током и инжектировать в струю ионов

[zlodeiy]

С ионизацией вы немного напутали. Сначала происходит нагрев газа до состояния плазмы, это когда получается смесь ионов и электронов, после откачка электронов, это и есть ионизация

[zlodeiy]

Вообще собрать ионник меньшей мощности но с гораздо большей тягой не проблема, но это относится только к железу. Блок управления же собрать довольно сложно а с имеющимися в продаже запчастями практически невозможно.

[Gleb1964]

С ионизацией вы немного напутали. Сначала происходит нагрев газа до состояния плазмы, это когда получается смесь ионов и электронов, после откачка электронов, это и есть ионизация

ионизация - это когда электроны оторваны от атомов, даже если они летают рядом в одной смеси. Ионизация бывает 1-го, 2-го, 3-го и так далее порядка - смотря сколько электронов оторвано. Если электроны и пытаются пытаются откачать из смеси - это уже другое, это к ионизации отношения не имеет, это имеет отношение к работе ионника, к тому, как приводиться в движение ионы рабочего тела.
В горячем газе атомы летают с большими скоростями и сталкиваясь, выбивают друг другу электроны. Электроны, конечно, стремяться рекомбинировать, ионизация и рекомбинация идут параллельно. Чем выше температура, тем большая часть газа ионизирована. Можно ионизировать газ пропуская через него ток разряда, такое в ионниках тоже используют.
кстати, отобрать из смеси электроны не так то просто - образуется нескомпенсированный объемный заряд, который тянет электроны назад, тем сильнее, чем больше электронов откачано. Для этого требуется совершить работу

[zlodeiy]

Вопрос, если ион пролетает через кольцевой магнитопровод с изменяющимся магнитным полем, то какая сила будет приложена к иону ?

[Фантазер]

Взлететь с Луны на ионнике проще простого!Нужно построить высокую башню,спустить с нее трос и прикрепить к нему Корабль.Включаем ионник корабль постепенно набирает скорость больше 1-й космической отцепляется и улетает.Сколько кругов он нарежет вокруг башни зависит от мощности двигателей и силовой установки.Можно передавать энергию на корабль с лунной СЭС.Законы физики неумолимы,но оказывается используя другие законы их можно обойти.

[sharp]

А нельзя ли сделать ионник, который будет допускать большой мгновенный расход вещества? В этом случае и тяга, и удельный импульс могут иметь высокие значения.

[druid3]

А нельзя ли сделать ионник, который будет допускать большой мгновенный расход вещества?

Кто Вас заставляет испарять рубидий? Я не знаю видели ли Вы ссылки на старинные статьи из "техники молодежи" которые я оставлял - электролеты-этажерки. Обдувайте такой двигатель сжатым воздухом(азотом) и летите прочь с Луны - важно не количество газа, а импульс переданный ионам.

[sharp]

А нельзя ли сделать ионник, который будет допускать большой мгновенный расход вещества?

Кто Вас заставляет испарять рубидий? Я не знаю видели ли Вы ссылки на старинные статьи из "техники молодежи", что я оставлял - электролеты-этажерки. Обдувайте такой двигатель сжатым воздухом(азотом) и летите прочь с Луны - важно не количество газа а импульс переданный ионам.

Импульс = m*v. Чтобы его повысить, можно либо повысить скорость истечения, либо увеличить расход массы. Повышение скорости выше определенного предела представляется проблематичным, поэтому и я и спрашиваю, почему бы не повысить массу, то есть расход вещества?

[druid3]

Повышение скорости выше определенного предела представляется проблематичным

Скорость истечения в ионниках ограничена релятивизмом...

[sharp]

А так же энергией. Кин.энергия рабочего тела m*v^2/2. Увеличили массу в 10 раз - энергия выросла в 10 раз. Увеличили скорость в 10 раз - энергия выросла в 100 раз. А прирост импульса одинаков. То есть добавить массу - гораздо экономичнее по энергии.