КВС в космосе

[Dem]

Разумеется, все извлечь не получится. Часть застрянет в других материалах, которые тоже придется время от времени выводить в отвал, в могильники.

Не в отвал, а в ритеги. А что совсем бесполезно - как рабочее тело движка сбрасываем.

При этом вспоминаем, что в первой ступени выгорела только 0.1 часть ядерного горючего (остальная испарилась). Поэтому при энергетической чистоте 100 000 мы получаем расход ядерного топлива 1/10 000. То что вам нужно. Верно?
Что замечательно?
Собирать испарившееся ядерное (да и термоядерное) топливо после этого уже не надо.

а его, по факту, и нету. Потому как каждая ступень лупцует нейтронами по остатку и от него нихрена не остаётся.

[Андрей Курилов]

На самом деле при разгоне тягя/УИ должны меняться дифференциально. Сначала разгон должен осуществляться с максимальной тягой и минимальным УИ, а затем следует понижать тягу и повышать УИ. Это даст серьёзный выигрыш в экономии энергии/топлива.

Прикинул. Как вам такое? Разгон до С/100 за 32,5 лет всего. Масса меняется с 80 тыс. тонн до 16,5 тыс. тонн с шагом в 2%. Потребляемая двигателями электромощность в начале разгона 200 МВт и падает к концу разгона до 1МВт.

[d.koshelev]

Это экспериментальные данные, а не проектные. Так что, звиняйте.

Насчёт низкого УИ я наврал. Двигатель позволяет менять УИ от 30 до 300 км/с при изменении тяги от 400 до 40 Н при постоянной мощности. Так что VASIMR всяко лучше любого ионника. Думаю и 2000 км/с УИ сможет выжать, поэтому подойдёт и для более лёгкого (тысячи тонн) корабля спящих, требующего сотни лет перелёта вместо тысяч. Тупо экстраполируя получается, что при УИ=2Мм/с тяга будет 6Н. Чтобы за 100 лет разогнать до ~3 Мм/с потребуется ускорение 10-5м/с2. Для ~10 тыс. тонн это потребует тяги ~100Н или всёго 16 таких двигателей или всего 160 МВт. Вот такой тупой рассчёт показывает, что двигатель в общем-то годится.

На самом деле при разгоне тягя/УИ должны меняться дифференциально. Сначала разгон должен осуществляться с максимальной тягой и минимальным УИ, а затем следует понижать тягу и повышать УИ. Это даст серьёзный выигрыш в экономии энергии/топлива.

Охотно звиняю, тем более что в Вами приведенном материале отсутствуют экспериментальные данные по кпд от затраченной (первичной) энергии. КПД верзус скорость истечения струи - зависимость скорости роста телеграфного столба от интенсивности лунного света 
Кстати, далее авторы доказывают полный абсурд, полагая что полет Земля-Марс эффективнее через Луну  . Нафига, выбравшись из гравитационного колодца Земли - залезать в новый колодец Луны???

[d.koshelev]

Чем больше скорость истечения в ионнике, тем проще его построить (и тем выше его кпд, кстати).

Мда.....Вы вероятно имеете представление об инжиниринге не более чем балерина об авиации.

[Андрей Курилов]

Охотно звиняю, тем более что в Вами приведенном материале отсутствуют экспериментальные данные по кпд от затраченной (первичной) энергии.

Там указан КПД от электрической энергии - 60%. Вам что требуется? Сколько дров надо, чтобы ионник запитать что ли?

ПД верзус скорость истечения струи - зависимость скорости роста телеграфного столба от интенсивности лунного света 

А енто к чему вы вообще?

[d.koshelev]

Там указан КПД от электрической энергии - 60%. Вам что требуется? Сколько дров надо, чтобы ионник запитать что ли?

Именно дров, то есть зависимость УИ от израсходованной энергии.

[Андрей Курилов]

Именно дров, то есть зависимость УИ от израсходованной энергии.

А как же тяга?

[d.koshelev]

А как же тяга?

А никак! Это и есть тот самый "телеграфный столб"! Тяга, как таковая, вообще ничего не значит.

[Андрей Курилов]

А никак! Это и есть тот самый "телеграфный столб"! Тяга, как таковая, вообще ничего не значит.

УИ отдельно от тяги тоже ничего не значит. Можно послать один фотон - и вот, пожалуйста УИ, равное скорости света уже есть.

[alex_semenov]

Не в отвал, а в ритеги. А что совсем бесполезно - как рабочее тело движка сбрасываем.

Ну типа того.

а его, по факту, и нету. Потому как каждая ступень лупцует нейтронами по остатку и от него нихрена не остаётся.

Гм… интересное замечание. Да, возможно и так. Но, кстати, недогоревший дейтерий все же можно наверное и собирать. Уж слишком много его там будет, если сгорает 50% из заряженного.

[d.koshelev]

УИ отдельно от тяги тоже ничего не значит. Можно послать один фотон - и вот, пожалуйста УИ, равное скорости света уже есть.

Ошибаетесь, при чем дважды:
1. УИ -хар-ка связывающая приращенное кол-во движения к потере массы рабочего тела. Из нее автоматически можно вывести эффективность реактивного двигателя.
2. Что-то мне припоминается, что масса фотона где-то около нуля (прописью - НУЛЬ). Его излучение нифига кол-вы движения не приростит.

[alex_semenov]

Чем больше скорость истечения в ионнике, тем проще его построить (и тем выше его кпд, кстати).

Мда.....Вы вероятно имеете представление об инжиниринге не более чем балерина об авиации.

Может. И тем не менее.
Имеется два факта.  Первый. Практический.


http://wsyachina.narod.ru/technology/rocket_3.html

В 1960-х первые ионные двигатели созданные и у нас и за рубежом давали именно 100 км/с (и кпд 90-95%) истечения и только уже в 80-х мы гордились двигателями дающими 50-70 км/с (и кпд 80-75%). То есть ПОНИЗИТЬ скорость истечения в ионнике (сохранив тягу) - задача еще та.
И ясно почему. Это второй факт. Уже из школьного учебника физики для балерин.



Сила (или тяга) это (в данном случае без потери строгости) импульс за секунду, то есть масса (отбрасываемой материи) умноженная на скорость этой материи деленное на время.
Или секундный расход материи между электродами ионника умноженная на скорость истечения этих ионов.

Если у вас раньше была скорость истечения 50 км/с а теперь вы решили сделать 500 км/с, вы увеличили скорость в 10 раза, значит в 10 раза можете УМЕНЬШИТЬ секундный расход рабочей массы при сохранении той же тяги. А что значит десятикратное уменьшение секундного расхода рабочей массы? Это в четыре десять раза меньший ОБЪЕМНЫЙ ЗАРЯД, который и не пущает инженеров получить заметную тягу с сечения двигателя и создает еще массу всяких проблем в простых ионниках (что и заставляет придумывать двигатели на эффекте холла и т.д.)

Разумеется, эта лафа не бесконечна. За большую скорость истечения придется расплачиваться другими траблами. Например, нужен больший потенциал  на электродах (со всеми прелестями из этого), хотя частиц через двигатель пролетает меньше, они имеют большую (квадратично!) энергию и сильней происходит эрозия электродов.
Разумеется ионник на 5000 км/с сделать уже сложней чем на 500 км/с. И тем не менее, я не вижу больших проблем для компактного, легкого ионника на 500-1000 км/с. Классического без всяких извратов.

Об КПД. Заметную часть энергии, потерянной в ионном двигателе - энергия ИОНИЗАЦИИ рабочего тела. Она, кстати, у выбранного рабочего тела (скажем цезия или водорода) постоянная. Поэтому если у вас каждый ион улетает в 10 раз быстрей (вместо 50 км/с 500 км/с) вы в каждый ион в двигателе вложили в 100 раз больше полезной электрической энергии (квадратично) при тех же затратах на ионизацию. Или  доля бросовых затрат на ионизацию в общем расходе на ион упала в 100 раз. Вот вам и повышение КПД высокоимпульсного ионника по сравнению с низкоипульсным.

Только не надо мне рассказывать прописную истину, что высокий уи (скорость истечения) энергетически не выгоден для  двигателей. Это - уже ДРУГОЙ ВОПРОС.
Для межпланетных перелетов это так и есть.
Но в нашем  случае как раз высокий уи и нужен. И в ионных технологиях перейти к нему будет легче чем добиться снижения скорости истечения.

А вообще говоря, ну что это за привычка вечно сводить всякий разговор к любимым блохам?
Еще и еще раз. Ионный двигатель в данной концепции - вторая задача. Первая - источник энегии. О нем тут и речь.

[d.koshelev]

Может. И тем не менее.
Имеется два факта.

И Вы путаете два совершенно разных понятия: тягу и УИ, поймите - это разные вещи. Ну допустим двигло разгоняет реактивную струю до бОльшей скорости, расход рт (при прочих равных) стал меньше, и чего с того? Одной бочкой ксенона стало меньше? Сильно полегчало?
На сколько лет нужен источник энергии? Год? Век? Тысяча лет?

[alex_semenov]

Сколько можно спорить на этот счет?

1. УИ -хар-ка связывающая приращенное кол-во движения к потере массы рабочего тела. Из нее автоматически можно вывести эффективность реактивного двигателя.

Да, и если совсем просто, то энергетическая эффективность ракеты максимальна, если скорость истечения (примерно) равна дельта-вэ- суммарному приращению скорости в процессе работы двигателя.
Это при постоянной скорости истечения. При переменной - свои "чудеса на виражах".

2. Что-то мне припоминается, что масса фотона где-то около нуля (прописью - НУЛЬ). Его излучение нифига кол-вы движения не приростит.

Но есть импуьс, который вычисляется из знаменитой формулы Эйнштейна:



А считать идеи вокруг  КВС реакторов никто не так и не взялся?

[alex_semenov]

И Вы путаете два совершенно разных понятия: тягу и УИ, поймите - это разные вещи.

Я ничего не путаю.
Тяга и уи - разные вещи.
Тяга это сила, уи это фактически скорость истечения (часто ее и записывают не в секундах, а именно в метрах в секунду).
На самом деле в реальных двигателях нет некой общей скорости истечения рабочей массы (которую надо подставлять в формулу Эдуарда Константиновича) поэтому и говорят об удельном импульсе. Но на практике это все равно идиализировання скорость истечения.

[d.koshelev]

Да, и если совсем просто, то энергетическая эффективность ракеты максимальна, если скорость истечения (примерно) равна дельта-вэ- суммарному приращению скорости в процессе работы двигателя.
Это при постоянной скорости истечения. При переменной - свои "чудеса на виражах".
Вы формулу Циолковского хоть раз своими глазами видели? Эффективность РД  определятся исключительно УИ и ни чем иным. При чем тут какая-то "дельта Вээээ".


Но есть импуьс, который вычисляется из знаменитой формулы Эйнштейна:

Где в этой формуле УИ? Это форума ядерных преобразования.

[d.koshelev]

Я ничего не путаю.
Тяга и уи - разные вещи.
Тяга это сила, уи это фактически скорость истечения (часто ее и записывают не в секундах, а именно в метрах в секунду).
На самом деле в реальных двигателях нет некой общей скорости истечения рабочей массы (которую надо подставлять в формулу Эдуарда Константиновича) поэтому и говорят об удельном импульсе. Но на практике это все равно идиализировання скорость истечения

 
В бронзу и могильную плиту, вы вообще хоть школьную физику проходили?

[Прохожий]

И Вы путаете два совершенно разных понятия: тягу и УИ, поймите - это разные вещи.

Я ничего не путаю.
Тяга и уи - разные вещи.
Тяга это сила, уи это фактически скорость истечения (часто ее и записывают не в секундах, а именно в метрах в секунду).
На самом деле в реальных двигателях нет некой общей скорости истечения рабочей массы (которую надо подставлять в формулу Эдуарда Константиновича) поэтому и говорят об удельном импульсе. Но на практике это все равно идиализировання скорость истечения.

КЭЦ = Константин Эдуардович Циолковский == Космическая Эволюция Цивилизации

[alex_semenov]

В бронзу и могильную плиту, вы вообще хоть школьную физику проходили?

Кошелев, у вас "банан в ухе"!
То что вы самый тут умный все давно тут уже знают!
"Уважаемый редактор, может лучьше про реактор?" (с)

[d.koshelev]

Кошелев, у вас "банан в ухе"!
То что вы самый тут умный все давно тут уже знают!

Семенов, принцип "сам дурак" не работает, написали глупость - исправьте её не валите с больной головы на здоровую.