Вопросы про ионный двигатель

[dims]

Не совсем понял. По отношению к заряженным частицам постоянное магнитное поле не может разгонять, а только отклонять вбок, закручивать.

[juseppe]

Не совсем понял. По отношению к заряженным частицам постоянное магнитное поле не может разгонять, а только отклонять вбок, закручивать.

Немного "разогнать" может - если магнитное поле (по отношению к частицам плазмы) имеет конфигурацию, эквивалентную соплу Лаваля...

[juseppe]

А можно ли вычислять до каких скоростей может разогнать ТОЛЬКО магнитное поле (если допустим там будет обычный магнит а не электромагнит) плазму?

Формула скорости для сопла Лаваля:

[Tutohlamon]

да, знаю, некропостинг, но тема достаточно обща, а вопрос не настолько широк чтобы создавать новую

Уважаемые знатоки, подскажите пожалуйста, куда мне идти, чтобы узнать ответы на следующие вопросы: какова температура выхлопа ионного двигателя и имеет ли "температура" вообще смысл, ведь наскока понимаю расход рабочего тела невелик...

собсна история вопроса такова: предположим во время ремонта КК космонавт-ремонтник попал под раздачу выхлоп ионного двигателя.
Каковы его шансы стать "запеченым в мундире скафандре"? Или у него все же есть большая возможность уцелеть?

[Okub62]

Шансов уцелеть, навскидку, ничуть не меньше, чем попав в факел ракетного двигателя.
Моё скромное мнение.

[juseppe]

какова температура выхлопа ионного двигателя и имеет ли "температура" вообще смысл, ведь наскока понимаю расход рабочего тела невелик...

Температура немала - она определяется из скорости ионов (ведь температура - это величина, прямо пропорциональная кинетической энергии молекул), и для тела, погружённого в поток, её, пожалуй, можно так и считать. Но тут какой фокус: в связи с направленностью потока температура "относительна" - для тела, летящего вместе с потоком, с его средней скоростью, энергия частиц будет относительно мала. Как в реактивном двигателе - там "внутренняя" температура газов стремительно падает, за счёт чего и растёт скорость потока, энергия из "броуновской" Е_к переходит в Е_к реактивной струи.

собсна история вопроса такова: предположим во время ремонта КК космонавт-ремонтник попал под раздачу выхлоп ионного двигателя.
Каковы его шансы стать "запеченым в мундире скафандре"? Или у него все же есть большая возможность уцелеть?

надо считать: для этого важна другая характеристика  - поток энергии на единицу площади. Какова бы ни была энергия одиночной частицы, если суммарное поступление на участок поверхности небольшое, то энергия тут же переизлучится, и равновесная температура должна считаться по закону Стефана-Больцмана. К примеру, температура ионосферы на высоте полёта космических кораблей - до 2000К, да ещё поток молекул набегает со скоростью ~8 км/сек., но ведь космонавты в скафандрах не пекутся заживо! Приход энергии на единицу площади мал - и температура не растёт. А при спуске КК - с плотностью атмосферы растёт кол-во частиц, и приход Е_к на единицу площади становится определяющим: всё горит, и лишь теплозащита спасает... Опять же, Земля погружена в солнечную корону, а температура короны - несколько миллионов К! А Земля не горит, океаны не кипят, - поступление энергии от корональных частиц ничтожно...

Вот что может в любом случае составить опасность - это радиация: ведь энергия ионов составляет десятки (если не сотни) кэВ - это уже проникающая радиация. Тут всё от свойств материала скафандра зависит, но, думаю, рентген нахвататься можно, и быстро... (для сравнения - энергию набегающих на космонавта атомов атмосферных газов можно считать равной ~5 эВ).

[Tutohlamon]

juseppe

спасибо

[cryon]

Я правильно понимаю что если взять напряжение в 40 КВольт то по соотношению удельного заряда на массу пары протон нейтрон (около 1/50 миллионом кулон на кг), по формулам F=m*a= QU/d, где Q заряд,  m - масса, а -ускорение, U напряжение в 50 КВольт, d -  расстояние между сетками ионного двигателя равное 8 см, получим скорость истечения в 2000 км в сек, так как ускорение будет 50 000 000* 40 000/0.08 =2.5 * 10 в тринадцатой степени и расстояние равное 0.5 скорости(2000 км в сек)* время(0.08*10^-6 полученное как 2000 000 м/c /2.5*10^13 м/c*c) в 8 см между сетками.
годный расчет ионника?
Удельную массу в 3 квт на кг с него можно будет снять?

[Алексей Николаевич.]

Здравствуйте!))
Ионный для межпланетного полёта годен,и неплохо,что малая тяга,зато постоянная...
Полезно для минимальной,но всё же гравитации в космолёте,что гораздо удобнее невесомости,(между разгонами химического двигателя)...
А если есть ядерный реактор мощный,или термоядерный(неплохо бы!) на борту, то взлёт и начало разгона проще и эффективнее делать на прямом выбросе,(через форсированный временно реактор пропущенного), того же рабочего тела,(ксенона либо другого сжиженного газа),что и для ионного потом применяется...
Получим тягу и мощь,необходимую для взлёта и посадки, и длительную работу для собственно полёта...
И рабочее тело,которое можно подобрать на спутниках планетных,то есть пополнить запас...))
Вроде не нарушен принцип научного, (а не фантазийного) подхода?))

[LV46]

И рабочее тело,которое можно подобрать на спутниках планетных,то есть пополнить запас...))

Это лишнее, надо за ионным двигателем устанавливать ловушку и потом, пойманный ксенон перекачивать обратно в аппарат. Profit ))

[AlAn 3/4+]

Это лишнее, надо за ионным двигателем устанавливать ловушку и потом, пойманный ксенон перекачивать обратно в аппарат. Profit ))

LV46, у Вас физика не от сэра Исаака Ньютона, а от Карла Фридриха Иеронима барона  фон Мюнхгаузена. 

[xd]

И рабочее тело,которое можно подобрать на спутниках планетных,то есть пополнить запас...))

В процессе подбора надо бы разогнать топливо до скорости самой повозки. Ну и продраться сквозь тормозящую атмосферу.

[cryon]

Я предполагаю что на ядерных реакторах при условии стартового веса 100 тысяч тонн. и небольшого веса конечного оборудования "марсохода" и радиостанции на 11 световых лет дальности связи на большую орбитальную радиотарелку получим скорость полета около 2200 км в сек, что не плохо, по крайней мере до 3000 года исследование звезд центавра и до 4000 года нашей эры исследование еще 15 звезд в 11-12 световых лет от нас.

[LV46]

при условии стартового веса 100 тысяч тонн

)) На 20 тонн лоханки строят по 10 лет. А это будут строить до второго пришествия.

[библиограф]

Это лишнее, надо за ионным двигателем устанавливать ловушку и потом, пойманный ксенон перекачивать обратно в аппарат. Profit ))

Бедуины, кочующие в Сахаре, подвешивают к верблюдам сзади особые мешочки для сбора навоза,
высушенный навоз - практически единственное доступное топливо в пустыне.

[cryon]

при условии стартового веса 100 тысяч тонн

)) На 20 тонн лоханки строят по 10 лет. А это будут строить до второго пришествия.

Длительность полета на вероятные 11 световых лет даже с таким весом пока предполагаю до 4000 года нашей эры, массу корабля можно сильно варьировать но тогда уже дело пахнет обнаружением землеподобной планеты только к 5000 году, так далеко я не загадывал и рассчитывал на понимание властями большой значимости миссии. Аппаратов надо 12 штук где то один можно постепенно собирать в космосе по 20 лет, не торопимся и но немного надо поспешить.

[Алексей Николаевич.]

На ядерном реакторе и с ионным маршевым двигателем,я бы всё же к звёздам не летел бы...
Долго,да и не потянет Земля такие махины...
Вес уж много слишком,100000 тонн,это ж дредноут из "Звёздных войн"...
Вот тонн на 500-1000,для внутрисистемных перелётов достаточно...))
Рабочее тело пополнять,я имел в виду,просто и примитивно,сесть на спутнике газового гиганта и просто залить цистерны углеводородами жидкими,(чуть ли не вёдрами их из озёр черпая)...
Для старта-посадки их гнать через реактор,как простой ядерный двигатель,а для маршевого - ионный,как экономный и надёжный...))
А планетки осваивать,нормально будет...))

[Алексей Николаевич.]

А с 11 световых лет,это ж надо с планету зеркало,чтобы сигнал поймали тут,да и энергии,как бомбу ядерную бахнуть надо...
А промажет,и капец связи...

[juseppe]

при условии стартового веса 100 тысяч тонн

)) На 20 тонн лоханки строят по 10 лет. А это будут строить до второго пришествия.

Скорее, такую махину проще будет выпилить из подходящих размеров железо-никелевого астероида, причём с помощью самореплицирующихся (хотя бы частично - "железо", корпус и эффекторы; процессоры можно и подвезти оптом, вместе со стартовой партией) роботов. Есть подозрение, что такими темпами за годик управиться можно, а то и быстрее. Далее - пустяки: примантачить реактор, заправиться лёгкими газами с подходящей кометы или мелкого койпероида, подлетев прямо к ним на малой скорости, и в путь...

[xd]

Комментарий модератора

Господа, фантастика на другом этаже. В смысле в другом разделе