Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Взлёт с Земли на ЯЭДУ  (Прочитано 9506 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
Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« : 16 Апр 2018 [00:41:29] »
Возможен ли?

ЯЭДУ - ядерная энергодвигательная установка (мини-АЭС + ионные/плазменные двигатели). Например, https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_энергодвигательная_установка_мегаваттного_класса Так же наз. ЯЭРДУ (ядерная электроракетная двигательная установка).

Максимальная измеренная удельная тяга ионного двигателя (ионный ветер):
Цитата
Now researchers at MIT have run their own experiments and found that ionic thrusters may be a far more efficient source of propulsion than conventional jet engines. In their experiments, they found that ionic wind produces 110 newtons of thrust per kilowatt, compared with a jet engine’s 2 newtons per kilowatt. The team has published its results in the Proceedings of the Royal Society.
http://news.mit.edu/2013/ionic-thrusters-0403

Пример легкого реактора с высокой удельной мощностью - 170 т, 30 МВт (для полета на Марс, расчетные): https://www.energia.ru/ktt/archive/2016/04-2016/04-08.pdf

Плазменный двигатель потенциально неограниченной мощности (проект):

https://www.roscosmos.ru/22261/

http://www.jiht.ru/science/dissert-council/diss_texts/Novikov.pdf (в главе "5.4 Применения ТНЭ в магнитных системах перспективных межорбитальных плазменных двигателей мощностью 1-200 МВт", стр. 134).

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #1 : 16 Апр 2018 [01:55:46] »
    Now researchers at MIT have run their own experiments and found that ionic thrusters may be a far more efficient source of propulsion than conventional jet engines. In their experiments, they found that ionic wind produces 110 newtons of thrust per kilowatt, compared with a jet engine’s 2 newtons per kilowatt. The team has published its results in the Proceedings of the Royal Society.

http://news.mit.edu/2013/ionic-thrusters-0403
Скорость истечения при этом менее 200 м/с. Насколько я понял из статьи, подобный двигатель предлагается для самолетов. То есть фактически это прямоточный ионник. Для ракет это лишено смысла - надо разгоняться до совершенно других скоростей и, понятное дело, вне атмосферы.

Цитата
Возможен ли?
Нет.

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 #2 : 16 Апр 2018 [02:06:30] »
Скорость истечения при этом менее 200 м/с. Насколько я понял из статьи, подобный двигатель предлагается для самолетов. То есть фактически это прямоточный ионник. Для ракет это лишено смысла - надо разгоняться до совершенно других скоростей и, понятное дело, вне атмосферы.
Ну это не предложение использовать этот тип двигателя, а в качестве примера потенциальных возможностей ионной тяги.
Цитировать
    Возможен ли?

Нет.
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.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #3 : 16 Апр 2018 [02:39:09] »
Ну это не предложение использовать этот тип двигателя, а в качестве примера потенциальных возможностей ионной тяги.
Тут дело в том что тяга, мощность и удельный импульс ракетного двигателя жестко связаны между собой формулой, которая выводится из ЗСЭ и ЗСИ:

F = 2W/I.

То есть при известной мощности установки, поднять тягу вы можете только снизив УИ. И наоборот, за высокий УИ придется расплачиваться низкой тягой.
Вы сами можете посмотреть какая тяга у проектируемого "Транспортно-энергетического модуля". Она низкая не потому что недоиспользуют какие-то возможности ионной тяги, а как раз в качестве расплаты за УИ.

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.
Поднять поднимет, но вот о достижении орбитальных скоростей можно не мечтать даже.

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 #4 : 16 Апр 2018 [02:44:59] »
Так у того мощного плазменного двигателя о котором в последних двух ссылках, изменяемый УИ. То есть подниматься можно на низком, а ускоряться на высоком.

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #5 : 16 Апр 2018 [02:50:19] »
Возможен ли?
Конечно нет. Только метановая ракета... Одноступенчатая.

А теперь чуть серьезнее. Да плазменник неограниченной мощности (да еще безэлектродный! да на сверхпроводниках!!!) это замечательно! Но у нас на Украине нет своего "курчатовского института". Но во многих селах еще осталась кузня, предлагаю рассматривать и такой вариант производственных мощностей. :D Ну а теперь точно серьезнее - атомно-ионный агрегат очень перспективен не только в титаническом варианте, но и в более скромных как-раз для ракет неэффективных вариантах. Нужно прорабатывать и такой "путь".

Вопрос к специалистам - перспективен ли реактор типа GCR для такого рода взлетов? Если нет - то какой? А не для взлета? Довольно длительно обсуждалась идея взрыволета с ужасающими требованиями к материалам и оборудованию. Малореально на сегодня. Это мягко говоря... А вот если такой реактор в центре(фокусе) длинного параболического сопла. Дуем на него углекислым газом(охлаждаем) дальше высокотемпературный поток подхватываем электростатическим или каким иным ускорителем(питаемым нашым реактором), и отбрасываем в космос. Ионы можно разогнать до околорелятивистских скоростей. Как долго можем разгоняться, какова масса, кто считал?

Хотя я вообще сторонник взлета по лазерному/СВЧ лучу. Реально уже сегодня. Даже атом ненужен. Реализуемо силами небольшой ГЭС. Очень реальная альтернатива гипотетического "космического лифта". Надежность и потенциальная многоразовость на порядки превосходящая сегодняшние системы. Как по мне, так с Земли безопаснее и экономичнее именно так. Обсудим такой вариант?

P.S.:Энергетика. 2007
Пример легкого реактора с высокой удельной мощностью - 170 т, 30 МВт (для полета на Марс, расчетные):
интересная работа, но автор только просчитывал траектории, двигатель и привод не описаны. Я так понял он брал их из работы
Цитата
Брюханов Н.А., Горшков Л.А., Севастьянов Н.Н., Стойко С.Ф. Концепция экспедиции на Марс // Известия академии наук.
было-бы интересно ознакомиться с первоисточником...

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #6 : 16 Апр 2018 [02:57:37] »
Тут дело в том что тяга, мощность и удельный импульс ракетного двигателя жестко связаны между собой формулой, которая выводится из ЗСЭ и ЗСИ:

F = 2W/I.
Ну и что?

То есть при известной мощности установки, поднять тягу вы можете только снизив УИ.
Ну и что!?  :o :o :o

Цитата
Удельный импульс - характеристика реактивного двигателя, равная отношению создаваемого им импульса (количества движения) к расходу топлива

Какого, ..., топлива? Обогащенного урана? Отбрасываемого воздуха?

sharp, не пишите ерунды... Вам простительно это только в том случае если Вы сами держатель патента на такое двигло и отгоняете конкурентов... ;)

Поднять поднимет, но вот о достижении орбитальных скоростей можно не мечтать даже.
:facepalm: sharpу больше не наливать!!! :-\

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #7 : 16 Апр 2018 [03:04:02] »
Так у того мощного плазменного двигателя о котором в последних двух ссылках, изменяемый УИ. То есть подниматься можно на низком, а ускоряться на высоком.
При таком низком УИ будет крайне велик расход рабочего тела и, соответственно, стартовая масса.

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #8 : 16 Апр 2018 [03:05:56] »
и, соответственно, стартовая масса.
...масса чего? Он (электростат, ионник) забортный воздух черпает как рабочее тело...

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #9 : 16 Апр 2018 [03:08:14] »
Цитата
Ну и что!? 
Вы, товарищ, с формулой Циолковского знакомы? Или в украинских школах теперь не преподают такое? ;)

Цитата
Какого, ..., топлива?
Рабочего тела, конечно.

Цитата
sharpу больше не наливать!!!
Хамить изволите? Ну тогда будьте любезны расчет ракеты, стартующей с Земли на ионнике.

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 #10 : 16 Апр 2018 [03:08:46] »
Хотя я вообще сторонник взлета по лазерному/СВЧ лучу. Реально уже сегодня.
Возможно у этого метода есть какие-то ограничения для дальних перелетов? Потому что при кажущейся простоте и выгоде, такое для них даже не рассматривают, выбирая только между ЖРД, ЯЭДУ, СЭДУ (солнечной):

При таком низком УИ будет крайне велик расход рабочего тела и, соответственно, стартовая масса.
Поскольку подъем будет в атмосфере, можно брать рабочее тело из нее - тот плазменный движок может работать на любых элементах.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 498
  • Благодарностей: 220
    • Сообщения от sharp
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #11 : 16 Апр 2018 [03:12:17] »
Поскольку подъем будет в атмосфере, можно брать рабочее тело из нее - тот плазменный движок может работать на любых элементах.
В атмосфере вы сможете разогнаться только до авиационных скоростей, которые существенно меньше орбитальных. БОльшую часть своей скорости ракета набирает вне атмосферы.

Оффлайн ziggyStardust

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 179
  • Благодарностей: 98
  • Слава Тайтону!…Джедаям слава!
    • Сообщения от ziggyStardust
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #12 : 16 Апр 2018 [03:17:44] »
В атмосфере вы сможете разогнаться только до авиационных скоростей, которые существенно меньше орбитальных. БОльшую часть своей скорости ракета набирает вне атмосферы.
нет-нет-нет - основной разгон можно делать в верхних слоях ионосферы - самолеты там не летают, не на что опереЦЦо, а сопротивление встречного потока пренебрежимо мало. Ионники очень хороши тем что им то не нужна высокая плотность атмосферы вообще. Вы же путаете с ионниками космическими - с твердым катодом/анодом(смотря что отрывается) эмиссирующим рабочее тело.

Вы, товарищ, с формулой Циолковского знакомы? Или в украинских школах теперь не преподают такое?
Формула Циолковского хороша для ракет. Вы ее настырно хотите применить для субмарины...
« Последнее редактирование: 16 Апр 2018 [03:23:41] от ziggyStardust »

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 #13 : 16 Апр 2018 [05:24:58] »
Пример легкого реактора с высокой удельной мощностью - 170 т, 30 МВт (для полета на Марс, расчетные):
интересная работа, но автор только просчитывал траектории, двигатель и привод не описаны. Я так понял он брал их из работы
Цитата
Брюханов Н.А., Горшков Л.А., Севастьянов Н.Н., Стойко С.Ф. Концепция экспедиции на Марс // Известия академии наук.
было-бы интересно ознакомиться с первоисточником...
Есть другое на ту же тематику, вышедшее на год раньше, но в списке авторов есть те же самые фамилии:

Пилотируемая экспедиция  на  Марс./  Под  ред.  А.С. Коротеева.- М.:  Российская академия космонавтики имени К.Э. Циолковского, 2006, 320 с., илл.
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/pil-ex-na-mars/pilot-ex.pdf

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 #14 : 16 Апр 2018 [05:42:05] »
Здесь еще есть про ЯЭРДУ для пилотируемого полета на Марс: http://modern.science.triacon.org/ru/issues/2011/files/papers/2/77-85.pdf

Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #15 : 16 Апр 2018 [07:42:47] »
Если мы уж с атмосферой балуемся, то её для ЯЭДУ всё равно греть придётся: установка-то термоэлектрическая либо всё равно с КПД в первом-втором десятке процентов.
Предлагаю альтернативный концепт "Атомного Скайлона":
1) Взлёт пустым на электротурбинах или даже винтах
2) Разгон с забором/сжижением воздуха в плотных слоях.
3) Переход в режим ЯРД с воздухом в качестве РТ и выход на орбиту.
4) Гашение реактора и спуск в режиме планера

Другое использование: заправщик кислородом. Ныряем в атмосферу, набираем/сжижаем воздуха и обратно на орбиту. Там можно сливать на завод по производству пары гептил-амил. Только ещё с земли углеводородов довозить придётся.
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 #16 : 16 Апр 2018 [07:59:55] »
Если мы уж с атмосферой балуемся, то её для ЯЭДУ всё равно греть придётся
При плазменном двигателе греется то в любом случае, на то и плазма.
установка-то термоэлектрическая
Нет, ЯЭДУ это конечно же не РИТЭГ.
либо всё равно с КПД в первом-втором десятке процентов.
Не знаю как для 30 МВт ЯЭУ, но для 1 МВт КПД 26%.
Переход в режим ЯРД
ЯРД имеет существенные недостатки перед ЯЭДУ, и эта тема не о нем вообще-то. На ЯРД то взлететь можно без проблем на нем одном, это не вопрос для обсуждения.
« Последнее редактирование: 16 Апр 2018 [08:04:56] от Vadims »

Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #17 : 16 Апр 2018 [08:04:27] »
Не знаю как для 30 МВт ЯЭДУ, но для 1 МВт КПД 26%.
И чем собираетесь преобразовывать энергию деления в электричество? Турбина всё равно тепловой двигатель. А вам ещё это тепло куда-то сбрасывать придётся в любом случае. Это отдельная задача. Я это и имел в виду, когда писал про обогревание атмосферы.
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 #18 : 16 Апр 2018 [08:16:50] »
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

Чтоб было понятнее о чем речь, вот так выглядят ЯЭДУ на 1 МВт и на 30 МВт:




Оффлайн noxx77

  • *****
  • Сообщений: 4 969
  • Благодарностей: 154
  • Мне нравится этот форум! ;))
    • Skype - zerghammer1
    • Сообщения от noxx77
    • ВК
Re: Взлёт с Земли на ЯЭДУ
« Ответ #19 : 16 Апр 2018 [08:21:52] »
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.
« Последнее редактирование: 16 Апр 2018 [08:32:16] от noxx77 »
В космосе никто не услышит визга той чуши, которую Вы порете