Двигатель для межзвёздных перелётов

[sharp]

Я же говорю, что ионник здесь уже и не нужен. Надо только заменить набегающий поток запасом рабочего тела. Это для обычных космических применений.

Да вы что, вам никакого рабочего тела не хватит Двигатель ракеты, скорее всего, дает скорость истечения не более 1 км/с.

[Иван Моисеев]

Я же говорю, что ионник здесь уже и не нужен. Надо только заменить набегающий поток запасом рабочего тела. Это для обычных космических применений.

Да вы что, вам никакого рабочего тела не хватит Двигатель ракеты, скорее всего, дает скорость истечения не более 1 км/с.

Не так много рабочего тела надо. На режиме крылатой ракеты она не много воздуха захватывает, легко оценить. А скорость истечения для такого случая - больше 4 км/с, можно и больше, это уже давно отработано.

[sharp]

Не так много рабочего тела надо. На режиме крылатой ракеты она не много воздуха захватывает, легко оценить. А скорость истечения для такого случая - больше 4 км/с, можно и больше, это уже давно отработано.

Видать не так хорошо отработано, если до сих пор никем не эксплуатируется. Большая проблема долговечность двигателя. Возможно она и решаема, но это требует значительных вложений. Ракета-то долетела и все - бабах, а буксир должен хотя бы разок туда-обратно слетать.

[Иван Моисеев]

Не так много рабочего тела надо. На режиме крылатой ракеты она не много воздуха захватывает, легко оценить. А скорость истечения для такого случая - больше 4 км/с, можно и больше, это уже давно отработано.

Видать не так хорошо отработано, если до сих пор никем не эксплуатируется. Большая проблема долговечность двигателя. Возможно она и решаема, но это требует значительных вложений. Ракета-то долетела и все - бабах, а буксир должен хотя бы разок туда-обратно слетать.

В свое время делали так - реактор для двигателя отрабатывали в Джезказгане, а сам двигатель - в Загорске. Потом предполагалось их где-то объединить, что не удалось, но соответствующие характеристики ЯРД известны.

Соответственно, сейчас мы имеем летающий ЯРД. Не точно такой, как делали, но в тех же масс-габаритах и со много-много лучшими характеристиками.
Применительно к нашим баранам, такой ЯРД позволяет пересмотреть подходы и к двигателям для межзвёздных перелётов. Если их много-много собрать? Тем более, что военное производство крылатых ракет - это большая серийность.

[sharp]

Применительно к нашим баранам, такой ЯРД позволяет пересмотреть подходы и к двигателям для межзвёздных перелётов.

Не позволяет, даже самые оптимистичные проекты ЯРД дают УИ не более 10 км/с. Для межпланетки это очень хорошо, а вот к межзвездному перелету никаким боком.

[Иван Моисеев]

Применительно к нашим баранам, такой ЯРД позволяет пересмотреть подходы и к двигателям для межзвёздных перелётов.

Не позволяет, даже самые оптимистичные проекты ЯРД дают УИ не более 10 км/с. Для межпланетки это очень хорошо, а вот к межзвездному перелету никаким боком.

ЯРД позволяют развести источник энергии и рабочее тело. То есть - тягу и скорость истечения. Уменьшайте тягу - увеличивайте скорость истечения.

[sharp]

ЯРД позволяют развести источник энергии и рабочее тело. То есть - тягу и скорость истечения. Уменьшайте тягу - увеличивайте скорость истечения.

Чем больше вам нужна скорость истечения, тем сильнее нужно греть, причем температура должна расти квадратично по отношению к УИ. А сильно выше 3000К не погреешь, материалов таких нет - все расплавится.
Поэтому для более высоких УИ - плазменные либо ионные двигатели. ЭРД, если в общем.

[bob]

ЯРД позволяют развести источник энергии и рабочее тело. То есть - тягу и скорость истечения. Уменьшайте тягу - увеличивайте скорость истечения.

Чем больше вам нужна скорость истечения, тем сильнее нужно греть, причем температура должна расти квадратично по отношению к УИ. А сильно выше 3000К не погреешь, материалов таких нет - все расплавится.
Поэтому для более высоких УИ - плазменные либо ионные двигатели. ЭРД, если в общем.

Да, да, и ещё раз да. Только ЭРД. Темп теплоотвода от любого мыслимого реактора слишком мал, чтобы обеспечить УИ, сопоставимый с ЖРД. Насчёт ядерной ракеты, о которой писали выше, которую презентовал Путин: он всё чётко обозначил - это крылатая ракета для горизонтального полёта на воздушно-реактивном атомном двигле. Для этого ни большой тяги не надо, ни высокого УИ. Она сильна только одним - может лететь и маневрировать практически неограниченно долго. Поэтому в ситуации вроде Карибского кризиса их запускают в патрулирование и ждут, пока кризис не исчерпается так или иначе. В качестве дамоклова меча, висящего над нервами противника. Они хуже нейтрализуемы, чем даже подлодки, стоящие наготове у берегов. Загадкой в этой ракете является только изотопный состав столь производительного изотопника и детали её конструкции (у американцев в шестидесятые такая штука весила как линкор, а тут всё легко и компактно).

[Иван Моисеев]

А сильно выше 3000К не погреешь, материалов таких нет - все расплавится.

По поводу материалов в послании Президента сказано:
"Использование новых композитных материалов позволило решить проблему длительного управляемого полёта планирующего крылатого блока практически в условиях плазмообразования. Он идёт к цели как метеорит, как горящий шар, как огненный шар. Температура на поверхности изделия достигает 1600–2000 градусов по Цельсию, крылатый блок при этом надёжно управляется." и еще много другого.
А вообще, температура в КС современных ЖРД сильно выше температуры плавления тех материалов, из которых эти КС сделаны.
Опять же никто не запрещает использовать реактор ЯРД Путина и для ЭРД. Что сильно улучшит их характеристики по сравнению с ныне рассматриваемым вариантами.

[Иван Моисеев]

Она сильна только одним - может лететь и маневрировать практически неограниченно долго. Поэтому в ситуации вроде Карибского кризиса их запускают в патрулирование и ждут, пока кризис не исчерпается так или иначе. В качестве дамоклова меча, висящего над нервами противника.

Здесь есть одна проблема - крылатая ракета легко обнаруживается и сбивается. И чем дольше она летает и маневрирует - тем легче ее сбить, например, обычными корабельными средствами ПВО.
В 60-х годах предлагали запускать ядерные боеголовки по траектории Земля-Луна-Земля. За несколько суток полета супостат должен одуматься и тогда взрыватель выключат. Может быть и ядерную крылатую ракету так запускать? Разгонник усилить - и вперед!

[sharp]

Загадкой в этой ракете является только изотопный состав столь производительного изотопника

А есть инфа что это изотопник, а не реактор?

[bob]

Здесь есть одна проблема - крылатая ракета легко обнаруживается и сбивается. И чем дольше она летает и маневрирует - тем легче ее сбить, например, обычными корабельными средствами ПВО.
Разгонник усилить - и вперед!

Разгонник явно не усилить. Как этого-то добились, не особо ясно. К вертикальному взлёту эта штука не может быть способна. Запускают наверняка химическим ускорителем. Сбить её сложно. Её задача как раз держаться на безопасном удалении от зон активности ПВО. И не забывайте, что она "идёт к цели как горящий шар" - то есть в плазмоиде с самыми разными целями (скоростными, газодинамическими), в том числе и с целью, чтобы чёткой метки на радаре не получалось, поэтому зенитные ракеты, наводимые РЛС - бесполезны. Её можно поразить только при визуальном наблюдении оператором, а как Вы этого добьётесь, когда она идёт быстрее самолётов? Будете ждать, когда она сама случайно выйдет в лоб прямо на сторожевой корабль? Это не серьёзно. Впрочем мы отклонились от темы.

[Кремальера]

По поводу материалов в послании Президента сказано:

Вы черпаете информацию о технологиях из послания президента?

[bob]

А есть инфа что это изотопник, а не реактор?

Я не верно выразился. Там явно не может быть ни термоэлектрических преобразователей как у ритэга, ни теплоносителя с замедлителем и радиатором как у классического реактора на твэлах (как было у США в аналогичном по функционалу "Плутоне", и из-за чего он был на порядки тяжелее и габаритнее). А как назвать активную зону высокой температуры в кожухе радиационной защиты с охлаждением встречным воздушным потоком, которым она одновременно и разгоняется - сложно сказать. (В голове крутится что-то вроде фразы "прямоточный субкритический атомный реакторный двигатель с воздушным охлаждением проточной средой".) В общем, если кто-то ожидает, что на этом можно стартовать вертикально с Земли, тот явно ошибается.

[sharp]

Я не верно выразился. Там явно не может быть ни термоэлектрических преобразователей как у ритэга, ни теплоносителя с замедлителем и радиатором как у классического реактора на твэлах. А как назвать активную зону высокой температуры в кожухе радиационной защиты с охлаждением встречным воздушным потоком, которым она одновременно и разгоняется - сложно сказать.

Если такое реально существует, это в любом случае можно назвать чудом техники.

[Иван Моисеев]

зенитные ракеты, наводимые РЛС - бесполезны. Её можно поразить только при визуальном наблюдении оператором, а как Вы этого добьётесь, когда она идёт быстрее самолётов?

Визуальное наблюдение оператором вообще в ПВО/ПРО не используется, а РЛС используется для наведения в район цели, а дальше противоракета - уже сама, визуально в разных диапазонах. Томагавки выигрывают за счет быстроты и маневра, поэтому их сбить трудно, хотя тоже случается - сбивают. А если ракета летит долго - можно не только стационарные ПРО использовать, но и мобильные подтянуть.

[Иван Моисеев]

По поводу материалов в послании Президента сказано:

Вы черпаете информацию о технологиях из послания президента?

Из разных источников, в основном из памяти. Но у других память другая, поэтому им и источники другие.

[bob]

их сбить трудно, хотя тоже случается - сбивают.

Такое со всеми случается. Вопрос только в том, насколько часто и легко. Томагавк он да, маневренный (и далеко не все его версии, большинство старые тупые, без огибания рельефа), но в остальном в сущности обычный дозвуковой реактивный самолёт странной формы. А здесь штучка-то посуровее будет (маловысотный сверхзвук (говорят, что даже гиперзвук), плазменное облако, автономность, маневренность, неограниченный ресурс полёта). Ладно, я предлагаю завязать с оффтопом. В общем, движок этой ракеты, какой он ни рекордный, для космоса не годится.

[alex_semenov]

Я эта.. Про "моего Васю"(с)...



При всем уважении к людям, ставившим на термические и элетроракетные ЯРД как на  следующий шаг в космонавтике - НА МОЙ ВЗГЛЯД эта затея не стоила на самом деле свеч.
И США и СССР далеко продвинулись в этих направлениях. По-сути дело оставалось за малым - полноценным летным испытаниям. Но как раз до них дело и не дошло. Просто ПРОПАЛИ задачи для подобной тяги (и пропали в одночасье, хотя это совсем другая детективная история).
К середине 70-х пилотируемый космос твердо стал на медицинско-испытательную орбиту  (где до сих пор и обитает) для которой достаточно было и созданных в 60-х ракет, а межпланетные станции даже сейчас обходятся без ядерной тяги. Автоматы оказались на удивление живучими (терпимыми к десятилетиям полета) и следующая после химии подходящая им "тяга" - гравитационный маневр. И только сейчас (буквально 10 лет назад) у автоматов появилась третья тяговая сила - электроракеты, но опять таки, куцая, от солнечных батарей. Только половина от связки реактор+электроракета.
Атом тоже используется на половину и очень со скрипом (пресловутый Pu238) в виде ритегов. В общем недосистемы что там, что там. Никто вперед не вырывается. Высасывают максимум из имеющегося с начала 60-х (электроракеты это тоже оттуда).

Я лично считаю, что возиться с ЯРД нет смысла. Такой двигатель - принципиально новый уровень сложности и опасности по сравнению с ЖРД. Это ракеты на ЖРД можно было "пускать за бугор" пачками в 1950-х, отрабатывая систему методом проб и ошибок. С ЯРД такие штучки уже не проходя ну никак. НАСА оказались первыми, кто понял пагубность подобного подхода для их имиджа (устраивать катастрофы в прямом эфире).  И успех "Аполлона" - это результат освоения технологии "пуска с первого раза" (то есть когда стендовые испытания стоят больше чем само изготовление изделия). Мы такую технологию освоили (как и все остальное за ними) спустя только 20 лет. При запуске "Энергии" и "Бурана". Как раз к самоликвидации СССР.
То есть эксплуатация ЯРД - это совсем иной уровень сложности и ответственности который в США появлся только к концу 1960-х. По сути дела, пущенный высокотемпературный реактор ЯРД - это граната с выдернутой чекой, если оценить количество ватт выделяющихся в нем на метр кубический. Граната или бомба, которая не взрывается только потому, что ее очень интенсивно охлаждают. ЖРД это тоже по-сути управляемый взрыв (посчитайте в тоннах ТНТ секундное выделение энергии при старте "Сатурн-5" например. Будете приятно удивлены. Тактический ядерный взрыв каждую секунду). Но остановить в ЖРД  "контролируемый взрыв" - естественно и просто.  Дать отсечку компонентов. В ЯРД же, как раз отсечка теплоносителя - гарантированный взрыв двигателя. Все наоборот. Остановка там двигателя - отельная тонка процедура. Об ядовитости компонентов - вообще нет разговора. Если у нас огромные сомнения по целесообразности летать на  гептиле, то взрыв ЯРД - Чернобыл на голову.
В общем, ЯРД  - очень напряженная, опасная технология. И даже если отказаться от запуска такой ракеты в атмосфере, то соединение этого с людьми...
А выгоды?
А они невелики. Удельный импульс всего в 2 раза выше, чем у ЖРД. Только за счет того что ракетная масса  или рабочее тело - водород (а не вода и не углекислый газ). Вещество с минимальной молярной массой. Весь выигрышь - за счет молярной массы. Температуры же в обоих типах ТЕРМИЧЕСКИХ двигателей (что в ЖРД что в ЯРД) одного порядка из-за температурных ограничений материалов двигателя с НЕПРЕРЫВНЫМ циклом работы.

То есть.
Имеющийся и отработанный тип ЯРД что у нас что в США - тупиковые технологии. Да, запустить можно хоть завтра. Но у них нет потенциала развития. В этом, я думаю, основная причина, почему везде их забросили и никогда они не полетят. Овчинка не стоит выделки.

Газофазные ЯРД? По ним есть только теоретические прикидки. В СССР под крылом Келдыша многие годы над этим работал Иевлев (и есть подозрения что успех "Авангардов"  - побочный эффект этого в цело провального направления). Надо отдать должное, наши академики  понимали, что без прорыва в газофазных ЯРД бессмысленно делать твердофазный. Понимали еще в середине 1950-х!  Все понимали и знали что идея на дальнюю перспективу. Поэтому, думаю, Королев  и начал готовить экспедицию на Марс без ядерной тяги.
Иевлев брался за дело основательно. По сути 30 лет занимался стендовыми экспериментами только с ИДЕЯМИ. Не с живой установкой. В газофазном ЯРД в самых радужных проектах обещали скорость истечения в  20-25 км/с. Но эти схемы изначально очень грязные (чистенькая "ядерная лампа" мало отличается по реализуемости от фотонной ракеты, поэтому Иевлев сразу и не ставил на нее, поставил на магнитное удержание тяжелой плазмы). То есть даже пущенные на орбите Земли они будут загрязнять осколками деления магнитосферу Земли так же (если не хуже, учитывая успехи в "чистых" термоядерных устройствах) как атомный взрыволет. А напряженность по культуре использования (дабы не взорвался) у них еще хуже чем у твердофазных ЯРД. Запуск, регулирование, остановка такого движка - индийские танцы ансамбля  Сухишвилли.
И еще. Удельная мощность (ватт на кг пустой ракеты) даже у твердотельных  ЯРД, не говоря о газофазных, явно ниже, чем у  ЖРД. То есть возможность "поднять себя" в поле тяжести земли у них есть, но куда хуже чем у ЖРД... В общем, получается по сумме всех возражений, пускать их можно только на орбите или с последних ступеней тяжелой жрд-ракеты. А значит сами по себе без ЖРД эти движки - полумера. Такая же (ну чуть лучше) как электроракета с ядерным реактором.
Для старта же с Земли  у ЖРД альтернатив в области КОВНЕНЦИОНАЛЬНЫХ ЯРД нет.
ЖРД пока что остаются самыми энерго-вооруженными (Ватт/кг) системами тяги человечества. Это единственная настоящая, состоявшаяся космическая технология. И у них есть только один потенциальный конкурент - атомный взрыволет.
Такой взрыволет  - ПОТЕНЦИАЛЬНО межзвездная тяга. Можно спорить насколько взрыволет годится для звезд, но на межпланетных трассах эта систем может творить настоящие чудеса. Это - бесспорно. Самое интересное. Взрыволеты, разумеется, нельзя отрабатывать пуская за бугор как P-7. То есть мечтать что проект "Орион" мог состоятся к середине 1960-х - это чересчур. Но скажем к концу 1970-х у США  он мог бы вполне. Им нужна новая технологическая культура. Но надежность взрыволета по сравнению с ЯРД все же куда выше и вполне позволяет посадить на него большую команду людей. Если у ЯРД есть шанс в нештатной ситуации взорваться, то у взрыволета нештатная ситуация - отсутствие очередного взрыва. В этом парадоксальная красота идеи. Взрыв здесь не авария, а штатный режим работы. Ситуация "осечки", отсутствия взрыва (если это не на первых  взрывах при отрыве от земли) - куда мягче и, в общем-то поправима (несколько неприятных секунд для команды, зависание и холостой ход маятника). То есть если на ЯРД садить людей -безумие, то на взрыволет куда безопасней чем на ЖРД.
А учитывая на порядки больший импульс у взрыволета (50-200 км/с - гарантированы) и при этом же на порядки большую, просто  чудовищную его тягу (1000 тонн - минимальное значение, максимальное по граничным оценкам 8 000 000 тонн), то ясно что сопоставимой альтернативы атомному взрыволету в пилотируемой космонавтике просто нет и быть не может. Взрыволет - это качественно новый шаг. Овчинка, которая явно стоит выделки.

Глупо надеятся найти для   космонавтики некие НОВЫЕ, пропущенные основателями тероетического космоса технологии. Даже все эти новомодные лифты, маятники, катапульты -если и окупятся, то только после того как взрыволеты выведут нас из колыбели (обеспечат сопостовимый поток масс)... Надо четко понимать, что все по-настоящему новые реальные технологии давно предложены. Можно находить их версии. И все. Это как в случае биологической эволюции. Все будущие идеи многоклеточных организмов ИДЕЙНО родились в одночасье, буквально за миг (по меркам истории Земли) - во время кембрийского взрыва. Все последующие сотни миллионов лет - проявление под сложившиеся обстоятельства этих идей-закладок-потенциалов, вариации, доработка, реализация. И ясно, что самые козырные (имеющие удивительный потенциал развития) идеи не выходят на историческую сцену биосферы Земли сразу. Они подолгу остаются в тени как курьезы. Позвоночные дождались когда "закончится мел". Млекопитающие  появились вместе с динозаврами, но оставались в их тени как "курьез" (приобретая нужные свойства, например плацентарность - ключ к большой голове) еще сотню миллионов лет ожидая своего часа. Думаю с атомным взрыволетом в космонавтике будет то же самое.
Музыкальная пауза (слушать до конца!):

Мой Вася! 1956 год.

[gans2]

только после того как взрыволеты выведут нас из колыбели

"Я признаю только Д-принцип"(с)