Лого Сделано у нас
76

В России создается принципиально новая энергодвигательная установка для космических миссий

Буксир в невесомость 
В России создается принципиально новая энергодвигательная установка для космических миссий.
Опытный образец ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса, предназначенной для межпланетных миссий, появится в России в 2017 году. 
Работы по использованию ядерной энергии в космосе были начаты и активно велись у нас и в США в 1960-70-е годы.
Первоначально была поставлена задача создать ракетные двигатели, которые вместо химической энергии сгорания горючего и окислителя использовали бы нагрев водорода до температуры около 3000 градусов. Но оказалось, что такой прямой путь все-таки неэффективен. Мы на короткое время получаем большие тяги, но при этом выбрасываем струю, которая в случае нештатной работы реактора может оказаться радиоактивно зараженной.
В силу этих и некоторых других причин работы у нас и в США были прекращены или приостановлены. Был предложен совершенно иной подход. От старого он отличается тем же, чем отличается гибридный автомобиль от обычного. В обычном авто двигатель крутит колеса, а в гибридных - от двигателя вырабатывается электроэнергия, и уже это электричество крутит колеса. То есть создается некая промежуточная электростанция.
Была предложена схема, в которой космический реактор не нагревает струю, выбрасываемую из него, а вырабатывает электричество. Горячий газ от реактора крутит турбину, турбина крутит электрогенератор и компрессор, который обеспечивает циркуляцию рабочего тела по замкнутому контуру. Генератор же вырабатывает электричество для плазменного двигателя с удельной тягой в 20 раз выше, чем у химических аналогов.

Источник: http://tvroscosmos.ru
  • 0
    Green-world Green-world
    20.02.1313:24:44
    Кто знает что такое двигатели "Топаз" отпишитесь
    • 0
      Нет аватара AHTOH
      20.02.1313:32:36
      Лучше воспользуйтесь поиском. Всё, что мне известно, это миниатюрный ядерный реактор для питания спутников-разведчиков и системы определения координат. Особенность в том, что спутник, выработав свой ресурс, отстыковывался от двигательной установки, чтобы освободить место для нового.
      Отредактировано: AHTOH~13:32 20.02.13
    • 0
      Павел Буцев Павел Буцев
      20.02.1313:44:03
      "Топаз" - это не двигатель, а реактор. http://platka.r...nyy-reaktor.htm
    • 0
      Zveruga Zveruga
      20.02.1322:37:13
      Какие подробности вам нужны про Термоэмиссионный Опытный Преобразователь в Активной Зоне?
      Отредактировано: Zveruga~01:28 21.02.13
  • 0
    Павел Буцев Павел Буцев
    20.02.1313:43:31
    Практически мой дипломный проект. 20 лет назад. Только защитного экрана у реактора что-то не вижу. Прямоточный ЯРД на рисунке не понятно зачем присутствует.
    • 0
      Cosmonaut Cosmonaut
      20.02.1314:29:11
      Для наглядности, от чего отказались.
    • 0
      Zveruga Zveruga
      20.02.1322:38:22
      Защитный экран в виде диска есть.
  • 0
    Нет аватара KPVT
    20.02.1314:51:15
    Странная картинка. С такой фигней на орбиту выходить можно, но не садиться на поверхность (и уж тем более не взлетать с нее). Нужны еще картинки.
    • 0
      Нет аватара SergePerovsky
      20.02.1314:57:49
      Эта новость тут уже обсуждалась. Это двигатель для межорбитального буксировщика и дальнего космоса. После запуска реактора, его нельзя ронять на Землю - там будут накапливаться радиоактивные отходы. Такая штука будет выводить космические аппараты с низких орбит на высокие, в том числе на геостационарную. После израсходования большей части ресурса, примет на орбите межпланетную станцию и уйдет от Земли.
      • 0
        Нет аватара KPVT
        20.02.1315:53:46
        Опытный образец ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса, предназначенной для межпланетных миссий, появится в России в 2017 году.
        Это как понять?
        • 0
          Нет аватара AHTOH
          20.02.1316:37:03
          Доставляет объект от одной планеты к другой. Уж не думаете Вы, что вот это всё будет запускаться с Земли единым целым? Так с чего вдруг оно должно садиться всё вместе?
          • 0
            Нет аватара KPVT
            21.02.1310:57:07
            Межпланетная миссия предполагает посадку и взлет с поверхности, нет? Если этого нет, то зачем доставлять объект от одной планеты к другой? Или проще говоря, на каком двигателе взлетать с Марса будем?
            Отредактировано: KPVT~10:59 21.02.13
            • 0
              Zveruga Zveruga
              22.02.1308:24:58
              Космический буксир лишь доставит на орбиту марса все не обходимые агрегаты для посадки на Марс. Предполагается, что к марсу повезут орбитальную станцию, марсианскую поверхностную станцию (язык не поворачивается сказать земную), и посдочный модуль. И орбитальная и поверхностная станции представляют из себя цилиндры. На поверхность Марса этот цилиндр сядет на своих двигателях. Посадочный модуль будет с обычными химическими ракетными двигателями. 1.Прилетели на орбиту Марса. 2. Примарсианились на поверхность с поверхностной станцией и посадочным модулем. На орбите остался тягач, орбитальная станция и обитаемые отсеки для межпланетного полета. 3. Отсоединили посадочный модуль от станции на поверхности. 4. Взлетели на посадочном модуле и пристыковались к орбитальной станции. 5. Отстыковали орбитальную станцию с посадочным модулем от тягача. 6. Полетели домой. Вот, где-то так это должно выглядеть. Если мощности тягоча не хватит на все оборудование сразу, то придется лететь в два этапа. В первом притащить орбитальную станцию с посадочным модулем и запасом топлива для следующей экспедиции, во втором привезти поверхностную станцию и осуществить высадку на Марс. Но начнется все не с Марса, а с Луны. Первый тягач будет возить на орбиту Луны.
              Отредактировано: Zveruga~08:26 22.02.13
    • Комментарий удален
      • 0
        d-tatarinov.livejournal.com d-tatarinov
        20.02.1315:00:35
        По этой картинке китайцы ничего не поняли    
        • Комментарий удален
        • 0
          Нет аватара AHTOH
          20.02.1316:39:01
          Причём тут китайцы... Будто Вы бы сам были против красивых изображений.     Не, я тоже шутки люблю, но шутка, повторённая десять тысяч раз...
    • 0
      Павел Буцев Павел Буцев
      20.02.1316:56:18
      Это межорбитальный аппарат. Для подъёма с поверхности и посадки на неё не предназначен.
    • 0
      Zveruga Zveruga
      20.02.1322:43:33
      Космический тягач.

       © savepic.org

      Эта картинка уже давным давно висит на сайте Центра Келдыша. Когда была статья о разработке ядерной установки не стал публиковать это изображение из-за сомнений. Реактор

       © nikiet.ru

      Реактор с генератором электроэнергии.

       © savepic.org

      Командир корабля С. Залетин производит съемку оборудования (справа - модель капельного холодильника)

       © kerc.msk.ru

      Этот холодильник тестировали на станции Мир. Поток капель на установке Пелена-2.

       © kerc.msk.ru

      На данный момент самой мощный в России серийный ионный двигатель СПД 290.

       © users.gazinter.net

      Ионник имеет тягу 1,5 Н при мощности 30 кВт. Масса 23 кг. Если взять мощность проектируемого ядерного реактора - 1 МВт и поделить на мощность ионника - 30 кВт, то получим 33 ионника общей массой 759 кг и тягой 49,5 Н = 5 кгс. Слабовато будет. Центр Келдыша утверждает, что разрабатывает ионный двигатель удельным импульсом 3500 - 3700 с.

       © dasr.mipt.ru

      Но есть критическая статья от специалистов НПО Энергомаш, которые утверждают, что их магнитоплазменный двигатель лучше. По поводу испарения капель металла в открытом космосе. К примеру, скорость испарения ртути в 10000 раз медленнее воды. Капли металла в холодильнике находятся не в кипящем состоянии.

      Отредактировано: Zveruga~00:31 21.02.13
      • 0
        Нет аватара argr
        21.02.1302:40:44
        Центр Келдыша утверждает, что разрабатывает ионный двигатель удельным импульсом 3500 - 3700 с.
        В ТЗ на сабж написано, что у двигателя будет удельный импульс 7000 секунд. При этом полная тяга не 5 кгс, как ты посчитал, а в 2 раза меньше.
        • 0
          Zveruga Zveruga
          21.02.1307:40:34
          Если бы cosmonaut приложил ссылку на первоисточник, а это Российская Газета, то ясности было бы больше. В оригинальной статье написано, что электрореактивный двигатель будет разрабатывать НПО Энергия. Это замечательно! Прототип их магнито-плазменного двигателя уже испытывался на ракетах Метеор. Там действительно удельный импульс 7000 с. А Центр Келдыша разрабатывает двигатель с удельным импульсом 3700 с. Прояснились и другие детали. Газовое рабочее тело в реакторе скорее всего будет отдавать тепло жидкометаллическому. Генератор действительно турбинный. Это настораживает. Механика в космосе это ненадежно. Наверное термоэмиссия с термоэлектричество, как в Буках, Топазах, Енисее и перспективной ЭЯУ Эльбрус не потянули вырабатываемую электромощность. Газовое рабочее тело скорее всего будет передавать тепло жидкометаллическому теплоносителя, который будет охлаждаться капельным способом в открытом космосе. С учетом всего вышеизложенного и судя по количеству вопросов и неверных толкований в комментариях, которые уже дважды появляются в связи с двумя статьями о проекте космического тягача, нужно написать статью с картинками и описанием. п.с. Как вы посчитали тягу в кгс? Я просто разделил ньютоны на 9,8.
          • 0
            Нет аватара argr
            21.02.1318:27:29
            Там действительно удельный импульс 7000 с.
            Кстати, а не 70 000 с? Я потом посмотрел - вроде в требованиях написано 70тыс секунд. Для ЭРД импульс не должен быть проблемой - можно хоть ускоритель релятивистских частиц поставить - было бы электричество.
            С учетом всего вышеизложенного и судя по количеству вопросов и неверных толкований в комментариях, которые уже дважды появляются в связи с двумя статьями о проекте космического тягача, нужно написать статью с картинками и описанием.
            Дык, уже: http://argr.liv....com/10416.html http://argr.liv....com/10643.html http://argr.liv....com/10966.html
            п.с. Как вы посчитали тягу в кгс? Я просто разделил ньютоны на 9,8.
            Процитирую себя: А можно ли увеличить тягу электрических движков? Скажем, поставить не 1 двигатель, а 10, 100? К сожалению, нет, и вот почему. Сила тяги определяется формулой F=m*I – она пропорциональна расходу рабочего тела m и скорости истечения I. А мощность, необходимая для выброса рабочего тела, задается формулой P=m*I^2/2 – тот же расход, только умноженный на квадрат скорости истечения (и поделенный на два, но это не сильно спасает). Предположим, у нас есть химический двигатель, обладающий скоростью истечения 3 километра в секунду и расходом 1 килограмм в секунду. Тяга при таких параметрах получится 3 тысячи ньютонов (примерно 300 килограмм-силы), а мощность – 4.5 мегаватта. Энергия берется из сгорания компонентов топлива. Теперь представим, что мы перешли на электрическую тягу, и скорость истечения увеличилась в 10 раз, достигнув 30 км/сек. Но мы хотим сохранить тягу на том же уровне. Для этого надо уменьшить расход также в 10 раз – не 1 килограмм, а 100 грамм в секунду. Отлично, значит нам надо в десять раз меньше горючего. Сколько же мощности требуется при этих параметрах? Целых сорок пять мегаватт! И мегаватты эти должны не просто воспламениться в камере сгорания, они должны быть честно преобразованы в электроэнергию, чтобы быть поданными на клеммы электрореактивного двигателя. А что будет, если мы увеличим скорость истечения еще в 10 раз – до 300 км/с? Чтобы сохранить тягу на том же уровне, нам потребуется всего 10 грамм испускаемого рабочего тела в секунду, и аж 450 мегаватт мощности. В общем, для быстрых и экономичных полетов нужна энергия, много энергии!
            • 0
              Zveruga Zveruga
              22.02.1308:44:26
              Вот только в моем примере тяга останется 5 кгс.     Энергия это да. Нужны сверхпроводники работающие при высоких температурах и у человечества будет энергия.
  • 0
    Synapse Synapse
    20.02.1315:15:38
    Рабочее тело водород. Хорошо, а где резервуары? Капельное охлаждение - хорошо, а жидкость в космос не испарится? Струя может стать радиоактивной при нештатной работе. А не побоку ли нам, в космосе-то? А солнечные панели зачем? Реактор резервировать? При наличии ЯР выглядят, как балласт. Это типа паровоз, а вагон с углем и пассажирами не показан что ли? Ну, мож.быть.
    • 0
      Cosmonaut Cosmonaut
      20.02.1315:55:27
      В космических реакторах типа Топаз охладителем является жидкий метал. В космосе никакое дублирующее оборудование не может быть балластом. Так как "шиномонтажек" по маршруту на ближайшие 50-100 лет не предусмотрено.   
      Отредактировано: Cosmonaut~15:55 20.02.13
    • 0
      Павел Буцев Павел Буцев
      20.02.1316:55:11
      Водород - предпочтительное рабочее тело для ЯРД, неуместно пририсованый на картинке. Для ЭРД рабочее тело может быть любым газом, предпочтительнне нейтральные - например ксенон. Струя ЭРД не радиоактивна по определению. Солнечные панели нужны например для запуска или перезапуска систем. Вас же не удивляет наличие аккумулятора в автомобиле? Охлаждающая жидкость именно что должна испаряться в космос и этим уносить тепло.
      • 0
        Doc Doc
        20.02.1318:28:58
        Где взять жидкость? Возить с собой? Сколько ее надо? Если она все равно будет расходоваться, почему ее не испарять в сторону, противоположную движению, добавляя реактивный момент? Понятно, что конвекции нет. На простом излучении сильно не охладиться. Возможно - жидкость. Но ее надо столько, что ой-ой...
        • 0
          Павел Буцев Павел Буцев
          20.02.1318:49:00
          Да, с собой. Надо в зависимости от задачи. Испарение тяги не добавит - нет возможности ориентировтаь направление отрыва каждой конкретной молекулы (атома).
          • 0
            Doc Doc
            20.02.1319:13:47
            ионизировать     Да, клубок проблем по охлаждению - явно самый крупный.
            Отредактировано: Doc~19:15 20.02.13
      • 0
        Нет аватара demon-nn
        20.02.1318:42:59
        Озвученная тут капельная система охлаждения - это скорее всего та, что упоминалась ранее: Безкорпусная капельная система охлаждения. Согласно доводам конструкторов, выбранная ими ОЖ не испаряется в вакууме и имеет очень хорошую излучающую способность. Разбрызгивание в виде капель требуется для значительного увеличения площади излучающей поверхности. Отсутствие корпуса дает сильный бонус по массе. Фактически от системы охлаждения остается насос, жидкость и немножко трубок с форсункой.
      • 0
        Synapse Synapse
        20.02.1319:15:51
        А почему не может быть легкоплавким металлом? Натрием, например. Или литием. Если избыток тепла все равно выбрасывать, так плавили бы литий и ускоряли бы на ЭРД расплав. Температура плавления мала, металлические конструкции этот расплав не перегреет, зато часть тепла утилизуем, да и хранить рабочее тело можно не в стойких к давлению тяжелых баллонах, а в виде куска металла, т.е. без дополнительных балластных конструкций.
        • 0
          Нет аватара vitas
          20.02.1323:22:12
          Из курса физики оконченной 24 года назад школы: M1V1=M2V2 (закон сохр. импульса), т.е. чем больше скорость истечения реактивной струи, тем выше скорость полёта корабля при той же массе рабочего тела; E=MV2/2 т.е. при той же енергии (температуре) чем легче рабочее тело - тем выше скорость корабля. Для прямоточника идеальное р.т. - водород, для электроракетного дв. - протоны, т.е. ионизированный водород
          • 0
            Zveruga Zveruga
            21.02.1300:10:43
            Не очевидный пример. Из формулы с энергией следует, что легкие атомы при той же температуре, что и тяжелые летят быстрее. Но в законе сохранения импульса при использовании легкого рабочего тела М2 придется использовать его более быстрое истечение. В законе энергии скорость стоит под квадратом, это значит, что при уменьшении массы рабочего тела в двое скорость увеличится лишь в корень из двух раз. Т. е. использование более тяжелого материала предпочтительнее. Я сам задумывался об использовании никелевых сплавов в качестве охладителя. Такой сплав можно будет и охлаждать в капельном холодильнике и генерировать с помощью его циркуляции электроэнергию без применения механических частей.
            Отредактировано: Zveruga~01:04 21.02.13
            • 0
              Нет аватара argr
              21.02.1302:43:39
              Рабочее тело будет не водород, а ксенон. Почитайте про конструкцию ионных двигателей. Что будет в качестве охладителя - общественность пока не знает, но видимо масло. Тут планируется эксперимент на МКС "Пелена-2" для отработки такого охладителя. Я не представляю, чтобы такой эксперимент провели с расплавленным металлом. Значит будет масло, значит и на финальной конструкции будет масло.
              • 0
                Zveruga Zveruga
                21.02.1308:04:18
                Установка Пелена-2 уже проходила тестирование на станции Мир. Она закрытого типа.
                Отредактировано: Zveruga~08:04 21.02.13
              • 0
                Synapse Synapse
                21.02.1317:03:40
                Я думаю, ксенон выбирают из физико-химических соображений, а не механических. Может быть, он просто технологически удобнее, а работа с расплавами затруднительна из-за более сложной и тяжелой технологии хранения и подачи. Было бы очень интересно послушать компетентных, причастных к разработке и выбору рабочего вещества специалистов. В любом случае, чем больше ксенона по отношению к массе корабля возьмем на борт, тем больший итоговый импульс корабля будет получен. Другое дело, что зависимость очевидно не линейная и, начиная с некоторого процента от общей массы корабля, добавление в баки всё большего кол-ва ксенона будет давать всё меньшее приращение эффективности.
                • 0
                  Нет аватара argr
                  21.02.1318:33:18
                  Я думаю, ксенон выбирают из физико-химических соображений, а не механических.
                  На сколько я слышал, там играет роль энергия ионизации. Кроме ксенона, были эксперименты со ртутью.
                  Было бы очень интересно послушать компетентных, причастных к разработке и выбору рабочего вещества специалистов.
                  ЭРД сейчас - суровые будни. В интернете полно по ним информации.
                  В любом случае, чем больше ксенона по отношению к массе корабля возьмем на борт, тем больший итоговый импульс корабля будет получен. Другое дело, что зависимость очевидно не линейная и, начиная с некоторого процента от общей массы корабля, добавление в баки всё большего кол-ва ксенона будет давать всё меньшее приращение эффективности.
                  Ну вообще это справедливо для любого рабочего тела   
            • 0
              Нет аватара vitas
              21.02.1311:52:04
              Всё верно, но вы забыли один момент - конечность рабочего тела    Собственно ограничений 2: количество энергии и масса рабочего тела. Благодаря ядерной установке баланс проблем сдвигается в сторону массы р.т. Т.е. при заданной мощности и массе р.т. чем легче атом или молекула р.т.(быстрее истечение) - тем дальше улетим   
              • 0
                Zveruga Zveruga
                21.02.1315:57:47
                Понял. Т. е. благодаря газу, а не металлу в качестве рабочего тела ЯЭУ весь тягач получается легче. И в целом КПД получается выше.
                Отредактировано: Zveruga~16:00 21.02.13
              • 0
                Synapse Synapse
                21.02.1317:23:38
                Что легче - килограмм пуха или килограмм чугуна? Если у нас фиксированный запас энергии и массы рабочего тела, то не всё ли равно, что используется в его качестве - легкий водород или тяжелый свинец? Кроме инженерной, здесь другая проблематика: логистическая, экономическая, политическая. Ясно, что земной старт на ядерной тяге в обозримой перспективе невозможен из соображений экологии и безопасности. Преодолевать "гравитационный колодец" мы обречены на химических двигателях. Это и обуславливает смещение баланса энергия/масса р.т. в сторону энергии, т.к. поднимать на орбиту еще целую ракету с запасом ксенона - это в разы дороже, чем просто плюнуть и потратить больше урана на один и тот же межпланетный перелёт. Мне это видится так. Поэтому мне и кажется, что было бы логичным рассмотреть возможность внеземной заправки рабочим телом. Например, на поверхности Луны, или от попутных астероидов. Может быть, из разреженных слоев земной или марсианской атмосферы. А уж при работе в поясе астероидов между Марсом и Юпитером - сам Бог велел.
          • 0
            Synapse Synapse
            21.02.1316:56:58
            При той же самой энергии для увеличения скорости истечения вдвое вам придется снизить массу вчетверо. Итоговый импульс корабля будет меньше в два раза. Чем легче рабочее тело, тем больше энергии будет уходить в разгон реактивной струи, вместо разгона корабля. Хотя, корректнее говорить не об абсолютной массе рабочего тела и не о его плотности, а об отношении общей массы рабочего тела к массе "пустого" корабля. Чем больше эта величина при фиксированном запасе энергии, тем больше этой энергии уйдет в движение корабля. В предельном случае, когда рабочее тело несопоставимо велико по отношению к кораблю, вся энергия достанется кораблю. Например, когда Вы прыгаете вверх, отталкиваясь от земли, вся энергия прыжка будет Вашей. Если всю ту же энергию Вы вложите в бросок снежка, то Вы практически не сдвинитесь с места. Все силы уйдут в снежок.
  • 0
    Нет аватара AndreyPike
    20.02.1316:34:53
    1) КПД всегда выше у двигателя с прямым преобразованием энергии, чем у имеющего промежуточные ступени. 2) Бояться радиации - в космос не летать, за пределами магнитного поля Земли ее "навалом", спасибо Солнцу. 3)Вариант с преобразователем в виде турбины, генератора, компрессора тяжело реализум, дорог и не надежен (подвижные части, уменьшение габаритов, перегрузки). К тому же это дополнительная забрасываемая масса и габариты на орбиту. К тому же имеющий существенные проблемы с управлением реактором и тягой на пониженной мощности. К тому же... http://www.niki...3&Itemid=50
    Отредактировано: AndreyPike~16:50 20.02.13
    • 0
      igorborisov Борисов igorborisov Борисов
      20.02.1318:06:28
      1) Ой ли? Взять, например, ДВС. КПД у него, разумеется, будет выше даже с учетом КПП, но только в узком диапазоне оборотов. И электрическая трансмиссия - способ совместить максимальный КПД от ДВС, работающего на одном режиме, без переходных неоптимальных, и динамические характеристики электродвигателя, чей КПД зависит от оборотов значительно меньше. 2) Одно дело - солнечная радиация, совершенно другое - радиоактивные вещества. Солнечная радиация успешно отражается магнитным полем Земли, а вот вещества - вполне могут осесть. 3) Всё-таки у меня есть смутное подозрение, что это всё разрабатывали, просчитывали и придумывали люди, которые имеют несколько более широкое представление о том, как это должно и будет работать, чем мы с Вами.
      Отредактировано: igorborisov.livejournal.com~18:07 20.02.13
      • 0
        Synapse Synapse
        20.02.1319:08:02
        Жалко только, что никаких внятных подробностей эти люди не написали. А без этих подробностей картинка тянет на жюльверновские фантазии. Вроде, как-то так должно быть, но возникает больше вопросов, чем ответов. Да хоть бы даже ТТХ привели! Какой груз цепляет? Какова характеристическая скорость снаряженного комплекса? Предельные ускорения? Предполагаемые сроки межпланетных экспедиций? Только раззадорили и оставили в недоумении и надеждах.
        • 0
          igorborisov Борисов igorborisov Борисов
          20.02.1319:13:58
          Наверное, потому, что всё ещё только в стадии разработки и проектов, до реализации, а значит и реальных ТТХ, далековато. Если сказать сейчас предполагаемые/расчетные - то в случае "неукладывания" в них поднимется традиционный вой на тему "ничего не могут сделать нормально", который всегда поднимается в таких случаях, несмотря на то, что ситуация-то вполне обычная - не тассчитали силы, нашлись какие-то неучтенные факторы (в космических технологиях это тем более актуально) и так далее. Ну и тем более - те люди, котроые написали эту статью и те, которые разрабатывают - совершенно разные люди с разным образованием, так что в процессе передачи информации всегда могут быть искажения, причем не злонамеренные, а просто из-за недопонимания.
          Отредактировано: igorborisov.livejournal.com~19:53 20.02.13
        • 0
          Нет аватара argr
          21.02.1302:46:17
          ТТХ лежат в открытом доступе: Открываем ссылку http://www.fede...p?id=15&did=979 Внизу страницы ссылка на документ Конкурсная документация (309Kb) Открываем, идем на страницу 29. Ниже некоторая выдержка из документа, которая меня заинтересовала (с моими примечаниями в скобках) Создание маршевых двигательных установок на основе электроракетных двигателей с удельным импульсом тяги не менее 70000м/с. (это достаточно много, я думал, будет меньше. Хорошо!) • технологий создания высокотемпературных (до 1500К) турбин; (1200 цельсиев однако) • технологий создания высокотемпературных (до 1200К) компактных теплообменных аппаратов; • технологий создания высокоэффективных электроракетных двигателей большой мощности (более 50 кВт); (до сих пор на спутниках не было столько энергии, поэтому такие мощные движки не делались. На обсуждаемом буксире будет, вероятно, много маломощных двигателей, но понятно, что лучше не брать имеющиеся совсем маломощные, а сделать что-то помощнее) • технологий создания высокотемпературного (до 1600К) компактного газоохлаждаемого реактора на быстрых нейтронах (интересно, почему он на 100 градусов горячее, чем турбина?) • технологий создания высокооборотных (30000…60000 об/мин) электрогенераторов • технологий создания высокотемпературных (до 1500 К) жаропрочных конструкционных материалов с ресурсом до 100000 часов; • технологий создания бескаркасных холодильников-излучателей; (так и запишем: холодильник будет без каркаса) • технологий развертывания крупногабаритных конструкций в космосе. • выходная электрическая мощность на основном режиме 800…1000 кВт; (вот это хорошо, значит будет честный мегаватт электричества, а не 200-300 киловатт, как я думал) • суммарное время работы на основном режиме – не менее 50000 часов; (больше 2000 суток или 5.7 лет - неслабо так) • суммарное время работы на дежурном режиме – не менее 40000 часов; • время работы при одном включении на основном режиме – не менее 10000 часов; (416 дней... на Марс летим?) • допустимые дозы излучений в плоскости радиационной безопасности: • по поглощенной дозе гамма-излучения – не более 1,0*10^6 рад (1,0*10^4 Гр); • по флюенсу быстрых нейтронов с Е>0,1 МЭВ – не более 1,0*10^12 1/см2. (не спрашивайте меня, много это или мало...) Рабочее тело ЭРДУ в базовом варианте – ксенон высокой чистоты ГОСТ 10 219-77. (где-то слышал, будто ксенона мало и на такие прожорливые проекты не напасешься...) Назначенный срок службы ТЭМ – не менее 12 лет. Стартовая масса и габариты ТЭМ должны позволять его выведение ракетой-носителем среднего класса повышенной грузоподъемности “Русь-М” с космодрома “Восточный” или ракетой-носителем “Ангара-А5” с космодрома “Плесецк” и довыведение на круговую орбиту высотой не менее 800 км и наклонением i=51,8 для космодрома “Восточный” и i=63 для космодрома “Плесецк”. (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D1%83%D1%81%D1%8C-%D0%9C Русь-М: стартовая масса от 233 до 1900 тонн, до 53 тонн на низкую орбиту. Значит на 800 км она закинет тонн 30-40. Хотя эпитетом "среднего класса повышенной грузоподъёмности" обозначена ракета Русь-МП, 23 тонны на НОО. Интересно, а чем им Протон не понравился? Было бы проще с массой... Хотя чем меньше масса буксира, тем меньше потерь.) Научно-техническая продукция, создаваемая в рамках настоящей ОКР, относится к сведениям, составляющим служебную тайну (гриф “Для служебного пользования”).
          • 0
            Doc Doc
            21.02.1304:50:48
            • технологий создания бескаркасных холодильников-излучателей; (так и запишем: холодильник будет без каркаса)
            Так и запишем. Холодильник-излучатель. А не испаритель.
            • 0
              Нет аватара argr
              21.02.1307:10:49
              "Испаритель" - это что? Градирня около АЭС что-ли? https://www.goo...iw=1127&bih=664
              • 0
                Doc Doc
                21.02.1317:10:52
                Это мой вброс ТерраПевту. Он, к сожалению, не увидел.
                Охлаждающая жидкость именно что должна испаряться в космос и этим уносить тепло.
                Боюсь, что дипломную работу он защитил с трудом. Но защитил же     Я так думаю.
          • 0
            Synapse Synapse
            21.02.1318:02:44
            Ну да, уже что-то. Правильно ли я понимаю, что удельный испульс - это, по сути, скорость истечения? Т.е., если запас рабочего тела составит 50% от общей массы корабля, то характеристическая скорость будет 70 км/сек? Ну что ж, это вполне себе Марс. Вопрос только в том, хватит ли энергетического запаса реактора на такое количество рабочего тела. Про дефицит ксенона - огорчен. Заявленными сроками эксплуатации удовлетворен. Ждем в металле     Сходил по ссылке и нашел справа раздел "Блоги". Общение с космонавтами. Шикарная подборка фотографий! http://www.federalspace.ru/main.php?id=181
            Отредактировано: Synapse~18:32 21.02.13
            • 0
              Нет аватара argr
              21.02.1318:40:24
              Правильно ли я понимаю, что удельный испульс - это, по сути, скорость истечения? Т.е., если запас рабочего тела составит 50% от общей массы корабля, то характеристическая скорость будет 70 км/сек?
              Ну да, как-то так.
              Ну что ж, это вполне себе Марс.
              Во-первых, Марс. Во-вторых, уборка мусора на околоземных орбитах (а кто не заплатить за уборку мусора, то темной ночью над Сибирью в вас может влететь какой-нибудь обломок). В-третьих, челночный транспорт низкая орбита Земли - низкая орбита Луны. Улавливаешь?   
              Вопрос только в том, хватит ли энергетического запаса реактора на такое количество рабочего тела.
              Реактор будет давать какой-то сраный мегаватт электричества. На подлодках стоят реакторы на десятки мегаватт, работают десятилетиями. На АЭС стоят реакторы на гигаватт, топливо меняют раз в несколько месяцев. Короче, урана хватит - главное, чтобы конструкция выдержала.
              • 0
                Synapse Synapse
                22.02.1311:58:35
                Чё-то я всё-таки не вкурю никак... Располагаемая мощность 1000000Вт. Скорость истечения 7х10^4 м/с. Связь мощности и расхода топлива: N = mV^2/2t, m/t - это расход, обозначим Q. V - скорость истечения. Получаем: Q = 2N/V^2 = 2х10^6/(0,49x10^10) ~= 4x10^-4 кг/с. И что - тяга? P = mV; F = P/t = mV/t = QV = 4x10^-4x7^10^4 = 28Н ~= 2,8 кгс??? Обуенная тяга! Марс адназначна! Если масса экспедиционного комплекса хотя бы 20 тонн, то: a = F/M = 28/20000 = 0,0014 м/с^2, и ускоряться мы будем для достижения второй космической скорости вот столько времени: t = dV/a = (11200-7900)/0,0014 = 2360000 сек или 27 дней... и столько же тормозить... Огорчен. Необходимо тратить больше ксенона.
                • 0
                  Zveruga Zveruga
                  23.02.1314:02:15
                  В формуле мощности на 2 зачем поделили? N=F*v F=m*v/t N=m*v*v/t=m*v^2/t Тогда, согласно вашим расчетам тяга будет всего 15 Н, что не может быть верным, т. к. двигатель СПД-290 при 30 кВт достигает тяги 1,5 Н. 10 таких двигателей будут потреблять 300 кВт для достижения тяги в 15 Н, а 33 двигателя разовьют тягу 50 Н. Новый двигатель в 2,1 раза экономичнее СПД 290, т. е. тяга в 10 кгс на 1 МВт должна быть. А если взять и сделать "тяни-толкай", пристыковав два тягача с переди и с зади комплекса, то тягу можно увеличить в двое, что позволит разгоняться до второй космической за 4 дня.
                  Отредактировано: Zveruga~14:12 23.02.13
                  • 0
                    Synapse Synapse
                    25.02.1315:31:36
                    N=F*v - это когда машина по дороге едет. Реактивный двигатель ежесекундно ускоряет порцию рабочего тела до скорости истечения, а стало быть, сообщает ей кинетическую энергию mV^2/2. Переход к мощности производится заменой порции на расход, Q=m/t, т.е. N=QV^2/2 - такая энергия ежесекундно сообщается потоку рабочего тела в двигателе. Можете убедить, что это не так? Причем здесь СПД-290? Что имеется в виду, когда говорится про экономичность? Меньше расходуется рабочего тела в расчете на итоговый кг*м/с? А что при этом с тягой? А затраты времени? Тяга в 10 кгс на 1 МВт вполне может быть. Достигается это только значительным снижением скорости истечения и повышением расхода рабочего тела. У упомянутого Вами СПД 290 она не 70000, а 30000 км/сек. Оттолкнувшись ногами от земли, я вообще могу на миг развить тягу в 100 кгс, при этом моя мощность максимум ватт 300. 10 двигателей могут потреблять свои честные 300кВт. А сколько они при этом будут потреблять ксенона? Для СПД290. Q=2N/V^2=2*30000/30000^2=6,7*10^-5 кг/с F=P/t=mV/t=QV=(6,7*10^-5)*30000=2Н - похоже на то, что Вы описали. Почему мой расчет неверен? Ну и про тяни-толкай - это удар ниже пояса. 2 тягача. А почему не десять? Тогда ж ещё быстрее полетим!
                    • 0
                      Нет аватара argr
                      27.02.1308:47:36
                      Ты все правильно понимаешь. Тут размен: нам надо разогнаться до определенной скорости. Есть 2 возможности: 1) разогнаться быстро, с малой затратой энергии, зато с большой затратой массы. 2) разгоняться долго и печально, с большой затратой энергии, зато с малой затратой рабочего тела. При старте с Земли нужна большая тяга (больше веса ракеты на земле), поэтому тут хочешь-не хочешь - первый вариант, т.е. химия. В космосе мы можем толкаться хоть с силой 0.0001 грамм - если есть достаточно времени. Зато можно обойтись меньшим запасом горючего. Вот как это работает: http://argr.liv....com/10643.html Наглядная демонстрация данного принципа – зонд SMART-1, который Европейское Космическое Агентство запустило к Луне в 2003-м году. Этот аппарат был выведен ракетой-носителем на геопереходную орбиту. Напомню, это вытянутая эллиптическая орбита, верхняя точка которой находится на высоте около 35 тысяч километров, а нижняя – несколько сот километров от поверхности Земли. Зонд включил электрореактивные двигатели и добрался до Луны за 14 месяцев. При движении он совершил много-много оборотов вокруг Земли, каждый виток удаляясь чуть дальше. Достигнув области, где притяжение Луны пересиливает земное, зонд совершил замысловатый маневр и вышел на лунную орбиту. После этого ему оставалось только затормозить, чтобы уменьшить высоту над поверхностью естественного спутника Земли.

                       © ipic.su

                       © ipic.su

                      На все про все ушло 74 килограмма ксенона, которые позволили изменить скорость зонда суммарно на три с половиной километра в секунду. Правда, сам зонд – не такой уж большой, вместе с топливом 367 кг. На полет до Луны ушло всего 16% массы аппарата. Химическому двигателю для такого же маневра потребуется истратить гораздо больше топлива – 65% от массы. Если мы хотим еще и вернуться – химическое топливо должно составлять примерно 88% от массы. Используя электро-реактивные движки, можно слетать к Луне и назад, используя массу рабочего тела, составляющую всего 30% от массы ракеты.

                      • 0
                        Synapse Synapse
                        27.02.1313:14:15
                        Всё так. Но в плане Марса это означает - прощай пилотируемый полёт. Слишком долгий срок. Системы жизнеобеспечения, психологические и физиологические риски, радиация...
                        • 0
                          Нет аватара argr
                          27.02.1316:27:07
                          Наоборот, на ядерном реакторе полет до Марса проходит в несколько раз быстрее. Разгон занимает определенное время, зато достигается скорость больше, чем на химии. Плюс масса корабля получается в несколько раз меньше. При пилотируемом полете на сабжевом реакторе - другие проблемы. 1) Долгое время прохождения радиационных поясов. 2) Радиация от самого реактора. Сходу нашел вот такой текст на сайте Энергии. Этот проект - не на сабжевом реакторе, а на больших-больших солнечных батареях. На реакторе должно получаться еще лучше. http://www.ener...rs/concept.html Главное решение, от которого зависит и облик комплекса, и все последующие решения - это выбор двигательной установки для межпланетного перелета. Могут быть разные пути: например, использование жидкостно-реактивных двигателей, наиболее широко используемых и отработанных в космической технике. Но комплекс с этими двигателями из-за их низкой эффективности будет иметь огромную массу, как следствие этого, будет весьма дорогим, а, главное, несмотря на высокую отработанность жидкостно-реактивных двигателей, не будет обеспечена необходимая надежность и безопасность экспедиции. Более выгодным решением с точки зрения начальной массы корабля было бы использование ядерного двигателя, где энергия ядерных реакций разогревает газ, создавая необходимую тягу. Оказывается, и этот двигатель не обеспечивает необходимых требований по безопасности экипажа и стоимости. Значительными будут затраты на наземные средства отработки двигательной установки. Наиболее эффективными двигателями для использования на марсианском корабле из существующих являются электрореактивные. Эти двигатели имеют высокую надежность, низкую стоимость. Комплекс с использованием этих двигателей имеет минимальную массу. Его проще, чем какой-либо другой собрать на околоземной орбите.
                          • 0
                            Synapse Synapse
                            27.02.1319:51:39
                            Прикинем расходы на ксеноне, 1МВт - полезная мощность на контактах ЭРД. Скорость истечения 70 км/с. Из формулы, приведенной выше, расход ксенона: Q = 2N/V^2 = 2х10^6/(0,49x10^10) ~= 4x10^-4 кг/с. Там же, для общей массы комплекса 20тн, время разгона составит 2360000 сек. Общая масса рабочего тела только на разгон с 1й до 2й космической (грубо): M = Q*t = 4x10^-4 * 2360000 = 944 кг. Но мы хотим лететь быстрее. Кстати, какая должна быть набрана скорость? В общем, тонны две только на разгон. Сопоставимое количество на торможение. Либо долго, либо много ксенона. Больше половины стартовой массы. В общем, материальное обеспечение можно потихонечку запускать, чтобы оно до места года три добиралось в экономичном режиме. А вот на людей ксенона придется очень много потратить. Обсуждение предлагаю продолжить на ресурсе Aftershock.su, там перепостили Ваши статьи и подбирается народ для экспедиции. Надеюсь, сюда вернёмся обсуждать готовую, летающую железяку.
      • 0
        Нет аватара AndreyPike
        20.02.1320:04:31
        1) Аналогия ни куда не годная из-за существенных различий в режимах работы и принципах работы. 2) Этот двигатель предназначен для работы за пределами магнитного поля Земли, и уровень радиационого излучения от Солнца существенен. Так же на всем периоде разработок вопросам изоляции топлива от рабочего тела уделялось очень много внимания и основательные успехи были достигнуты. В случае аварий вариант с турбиной не менее опасен из-за наличия теплоносителя и более сложной конструкции. 3) В начале 2000-х я работал в НИКИЭТ, через стол от человека занимавшегося ЯРД. Режимы работы подобных турбин знаю, как они относятся к биениям, вибрациям, осевым нагрузкам и температурным перепадам представляю. Как такую бандуру "с всей обвязкой" заслать на орбиту я не представляю.За то доводилось видеть, что происходит с турбиной и машзалом на маленькой ТЭС при проблемах с подшипниками и автоматикой.
        Отредактировано: AndreyPike~20:05 20.02.13
        • 0
          igorborisov Борисов igorborisov Борисов
          21.02.1304:17:54
          1) Ваши слова "КПД ВСЕГДА выше у двигателя с прямым преобразованием энергии, чем у имеющего промежуточные ступени.". Я привел пример, когда в комплексе это не так. Вполне возможно, и даже скорее всего, тут тоже есть дополнительные факторы, неизвестные ни мне, ни Вам. 2) Этот двигатель (точнее, корабль им оснащенный) предназначен для работы в первую очередь как буксир с опорной орбиты на основную. Насчет Марса и прочей Луны - это еще только прикидки, изначальное предназначение разрабатываемой конструкции - орбитальный буксир. То есть всё-таки работать он будет внутри магнитного поля. 3) Я за Вас рад, честно. Но какое отношение это имеет к тому, что я сказал?
          Отредактировано: igorborisov.livejournal.com~04:22 21.02.13
  • Комментарий удален
  • 0
    Нет аватара WriteThrough
    20.02.1319:58:02
    Эхх - когда же человечество преодолеет гравитационный колодец, под названием Земля?
  • 0
    Нет аватара BeeRssERKER
    20.02.1321:55:28
    Стапе пацанчики! А откуда семки, на столь некислый проЖект?    Нет денег-нет проЖекта. А всё что нарисовано... Ну для развития фантазии наверно )))
    Отредактировано: BeeRssERKER~22:04 20.02.13
  • 0
    Нет аватара An-Swer
    20.02.1322:20:45
    Незачем вводить народ в заблуждение. Ядерной будет только ЭУ (энергетическая установка), сам двигатель ядерным не будет. Двигатели будут ионными. Вот такими примерно, только получше и помощнее: http://users.ga...kel/spd290.html
  • 0
    Нет аватара argr
    21.02.1302:50:30
    Об этой работе известно с 2009 года, но подробностей никаких нет, никто ничего не пишет (посмотрите хотя бы на комментарии тут - большинство вообще не в кассу). Я пару лет назад заинтересовался этим проектом, собрал информацию, какую смог, написал несколько статей. Хотел на СУН опубликовать, но не стал, т.к. это из раздела "будет сделано у нас". Статьи лежат тут: http://argr.liv....com/10416.html http://argr.liv....com/10643.html http://argr.liv....com/10966.html http://argr.liv....com/12431.html http://argr.liv....com/13009.html
    • 0
      Doc Doc
      21.02.1304:53:47
      Вы можете сейчас это смело публиковать в личном блоге на СУН.
  • 0
    Нет аватара Megard
    21.02.1307:40:05
    Поживем увидим... шансы конечно мизерные, но вдруг чудо случится?!
    Отредактировано: Megard~07:41 21.02.13
  • 0
    Нет аватара lihirapo
    21.02.1309:14:59
    Сайт превратился в обзор научной фантастики? Даю наводку, можно еще разместить статью "В России началось проектирование фотонного двигателя", over 100500 одобрямсов поймаете. Или так "В России вот-вот сделают термоядерный синтез, практически готово все".
  • 0
    58_2010 58_2010
    21.02.1312:07:27
    Тот редкий случай, когда ставлю "зачОт!" событию, ещё не произошедшему (сделанному), а только на стадии разарботки. Ибо читал про серьёзные работы над таким двигателем в СССР (ещё был обогнавший своё время проект "атомного" самолёта) и, если они продолжаются (конечно, не группкой энтузиастов "на честном слове"), то вероятность успеха очень большая. Надо будет и коменты почитать. Вроде сведущие люди пишут, может быть интересно и познавательно. Тоже редкий случай    
  • Комментарий удален
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,