Повторяю вопрос : не проще ли моя схема с источником тепла 2500 К и термофотоэлектрическим преобразователем чем городить огород из турбин компрессора и рекуператора:
https://vk.com/topic-157925094_47172151?offset=20Не могу не изложить вопрос:
Почему Центр Келдыша использует эту схему- Реактор Нуклон Зевс.
А не мою - Разгонный блок.
Ведь моя схема проще - в центре источник тепла -вокруг фотоэлементы-от них запитан ионник толкающий газ.
Облучая торий 232 нейтронами и получаем 6 тонн урана 232.
20 сантиметровая сфера из радиоизотопного источника урана 232(вначале излучает 5 ватт на кг) покрытая слоем в 8 мм из урана 238 для поглощения гамма лучей, до уровня поглощенной термофотоэлектрическим преобразователем дозы в 10^9 рад, весом 117 кг и тепловой мощностью в начале 336 киловатт, в конце 50 летнего разгона в 200 киловатт, общая сухая масса с ионником и фотоэлементом в 150 кг для одного участка цилиндра.
Тут замечание, я хотел делать сферы но поток при разгоне от 1 до 40 КЕВ протонов межзвездной среды слишком высок для фотоэлементов. Так что делаем не сферы а длинный, около 2 километров для первой ступени цилиндр вытянутый по пути движения, с размешенными в нем источниками урана 232.
Общая масса ступени 500 кг при 100 кг полезной нагрузки. Скорость за 1-ую ступень в 750 км в сек. Всего 500 таких источников с 4-мя торчащими штангами по 3 метра длиной объединяются в плоскость размером 250 метров. Сверху над ней вторая ступень, где удельная мощность уже ниже за счет периода полураспада урана 232 в 70 лет. И скорость за вторую ступень из 100 источников - 720 км в сек. 3-я ступень -20 источников - 630 км в сек разгона. 4-ая ступень -4 источника - 500 км в сек разгона. Итоговая скорость 2750 км в сек и 500 кг полезного груза при стартовой массе в 312 тонн.
При подлете в альфа центавра в пролетной мимо миссии есть 3 дня на фотки планеты. Торможение электирическим или магнитным парусом не возможно, возможно торможение для малой части груза солнечным парусом с ии в зонде просчитывающим линейно траекторию пути об звезду цель.
Далее такой же цилиндр а с другим изотопом и гораздо меньшей мощностью америций 241 - 432 года полураспад, начальная мощность 0.12 ватт на грамм, по прошествии полета 0.05 ватт на грамм. Питает вассимир двигатель и тормозит до орбитальной скорости планеты с 250 км в сек. Заходим на орбиту фоткаем планету. Используем 1 киловаттный лазер для передачи снимков на землю со станции расположенной в стороне от блеска звезды.
200 лет - разгон с преодолением 0.9 светового года. 370 лет полет. 10 лет торможение электрическим парусом. 20 лет торможение вассимир двигателем с радиоизотопным источником и фотоэлементом.
600 лет в итоге.
Но если все таки изобретут наноантены фотоэлементы с кпд 80-85% то время полета сократится до 400 лет.
Так же мною было показано что сферы из бериллия диаметром 55 см и внутренним диаметром 36 см под активную зону реактора на 300 киловатт могут генерировать схожее с ураном 232 количество энергии при отсутствии движущихся частей кроме управляющих стержней реактора.
- Я начал с того что термофотоэлектрические преобразователи добились эффективности 44% при концентраторе в 100 солнц, фотоэлектрические преобразователи при температуре не 1600-2000 К как у меня а солнца т.е. 5250 градусов добились кпд 40% без концентратора, и 48% с концентратором. Т.е. около 38% кпд получается у меня. И где меньше?
Или по массе: 50 кг урана 232 - 250 киловатт тепловой мощности. 95 киловатт на движителе.
Броня из 10 миллиметров урана 238 для блокировки гамма квантов - 20 кг.
62% потерь - по 580 ватт на квадратный метр батарей, при 317 К, т.е. 265 квадратных метров батарей. Для них достижимо при толщине активного слоя в 80 микрометров - 400 грамм на квадратный метр. Вес каркаса практически нулевой так как ускорение в полете низкое, так что 110 кг.
Вес ионника/VASIMIR при том что VASIMIR добился 2.3 кватт на кг - 50 кг а схема с большей скоростью истечения проще по конструкции и легче.
Итого 230 кг, 160 полезная нагрузка, 10 кг бак топлива, 800 полный вес ступени. 400 кг вес газа.
Итого 95 киловатт на движителе т.е. 75-80 киловатт в струе на 800 кг, и 60% от импульса в конечной скорости ступени за 50 лет к примеру, или более скоротечная по времени но большая по тяги миссия к планетам(хотя что они тут внутри солнечной системы на планетах будут искать не знаю)
Сфера из урана диаметром 19 см и излучением в 250 киловатт - 0.11 квадратного метра - 5.67*(14.5)^4*100/100=250 киловатт при 1450 К.
А с порядками все в порядке?
0,11*5.67e-8*1450^4=2,84E+04 если Excel мне не врет...
Извиняюсь. Исправил 2520 К, но Оксид урана выдерживает такую температуру и к спектру солнца еще ближе.
Оксид-то выдержит, а как насчет замедлителя и элементов управления? А какая температура будет у фотоэлементов? Такая же или опять радиаторы нужны?
Фактически я придумал эту схему по аналогии с тем как земля использует на расстоянии от солнца его энергию т.е. как сфера Дайсона. Так что все выдерживает:
Первые ступени межзвездной миссии или она вся может состоять просто из делящегося 6 раз альфа распадом урана 232 дающего 5 ватт на квадратный метр мощности с периодом полураспада 70 лет . А в случае использования реактора, если не подходит уран 232, например для торможения у целевой звезды - радиус больше - 55 см для сферы из отражателя нейтронов из расплавленного бериллия в вольфрамовом корпусе , для той же мощности в 250 киловатт; внутри которой, сферы, сфера диаметром 36 см из самой конструкции реактора, она нагрета уже не более чем до 2000 К и все выдерживает. Элементы управления нужны видимо из молибденового сплава который разработан Центром Келдыша и в их реакторе уже допущены температуры в 1600 К. У фотоэлементов площадь в 265 квадратных метров на 250 киловатт тепловой мощности, т.е. они работают на излучении в 940 ватт на квадратный метр из которых поглощают 38% и отражают в космос оставшиеся 62% наружной стороной так что их температура получается 317 К, так что тоже выдерживают.
Довольно-таки фантастично все это выглядит, ну ладно. И какую тягу вы получите и сколько времени лететь эта штуковина будет до Альфы Центавра?
Во первых кпд солнечных панелей растет, и прибавка в 30% кпд даст прибавку в скорости в 21% так как сокращается и все панелей и растет мощность.
А по ка при текущем кпд получаем 80 киловатт в струе с 400 кг массы топлива, за время полета 1 ступени в 50 лет т.е. 1.6*10^9 секунд т.е. скорость истечения 800 км в сек и 60% от этой цифры в приросте скорости за ступень т.е. 480 км в сек и 1920 км в сек всего за 4 ступени(если последняя ступень на реакторе уже так как за 175 лет уран 232 сильно выгорит) за 200 лет разгона т.е.
650 лет полета.
Так что если будет со временем изобретен фотоэлемент с кпд 70% тополучим уже 440 лет полета.
Из всех обсуждаемых здесь (реалистичных уже сейчас)вариантов только солнечный парусник имеет схожую скорость, но меньший вес полезной нагрузки, что усложняет передачу сигнала на землю.
За все надо платить. В данном случае - массой двигателя.
Не надо...в случае ионника просто повышается напряжение между электродами, и мощность по сути растет на единицу массы. При этом ресурс сетки(электрода подвергающегося эрозии) растет.
Так что сам двигатель тут ограничением вообще не является.
За все надо платить. В данном случае - массой двигателя.
Не надо...в случае ионника просто повышается напряжение между электродами, и мощность по сути растет на единицу массы. При этом ресурс сетки(электрода подвергающегося эрозии) растет.
Так что сам двигатель тут ограничением вообще не является.
Чего тогда народ мучается с десятками км/с. Ставил бы прямо на спутники двигатели с сотнями тысяч км/с. Спутники тогда на геостационар пчелками бы летали.
Энергия квадратична по скорости а импульс по первой степени и слишком высокий импульс затратен по энергии следовательно, по этому есть известная формула о том что обычно конечная скорость полета и скорость истечения примерно соизмеримы. Так у меня скорость истечения 800 км в сек а скорость полета 1900 км в сек т.е. соизмеримые числа. По той же причине лазерные парусники имеют низкий кпд по энергии.
