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.

читать полностью

Источник: http://tvroscosmos.ru
  • 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.
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,