ЯРД на РВС

[Agent]

Один примерзнет, остальные не должны. Кто с одним клапаном летает то?

Один примерзнет - остальные потекут :mrgreen:

С таким подходом (закладываться на пять к четырем) никто никуда никогда не долетит.

[frost_ii]

...Кстати, вопрос остаётся открытым - сколько нужно ЖВ для марсианской экспедиции длительностью 340 суток при массе модуля 180т?

Нужно столько, сколько надо :mrgreen:
Суть-то в том, что на основе "Нервоподобного" атомного двигателя и большой ракеты (Вулкан) реально организовать марсианскую экспедицию
Технологии - перечислены
И в основах, по крайней мере, даже опробованы
В отличие от вашего ЭРД на крупной охотничьей дроби :mrgreen:

Нет, товарищ, нереально. Я просто предлагаю Вам самостоятельно в этом убедиться, а то моим цифрам Вы можете не поверить.

А вот когда Вы увидите, сколько этого водорода на орбите нужно, и если Вы будете продолжать настаивать в осуществимости такой миссии, я буду задавать прочие каверзные вопросы - а как Вы собираетесь его туда доставить? А хранить? А перекачивать? и пр.

А ЭРД "на крупной охотничьей дроби"  - это только как контраргумент, кстати никем не опровергнутый.

Насчёт опробованности. На сайте www.buran.ru (http://www.buran.ru/htm/gud%2026.htm) приведено описание КА "Плазма". Так он так и летал ЯЭУ+ЭРД. И ЭРД на цезии, а не на ксеноне... А где Нерва летала?

[Зомби. Просто Зомби]

...Нет, товарищ, нереально. Я просто предлагаю Вам самостоятельно в этом убедиться, а то моим цифрам Вы можете не поверить...

Ну прям так сразу - и не поверить? :mrgreen:
В чём соль-то?
Большое время разгона?
Ну, не знаю...

РД-410 заявлялся, во всяком случае, только как минимальный по параметрам прототип, тем не менее тяга у него 3-4 тонны где-то...
На какую цифру закладываться-то?
Пардон, не специалист...

В любом случае, конкретно "для Луны" сошел бы и РД-410 конкретно

[VovaKur]

И увеличить срок хранения?
Возможно...
Но не до года же?
Не, ну ево на фиг, он заразный :mrgreen:

А в чём проблема? Сколько нужно, столько и будет храниться, хоть год, хоть десять лет. Вон SIRTF заправлен гелием, и хранить его планируется 2,5-5 лет, а там всего 50 кг гелия. Если говорить о водороде как топливе, то его теплота испарения гораздо больше гелия, плюс масштабный фактор. Так что ничто не мешает хранить водород любой разумный срок пилотируемой экспедиции.

[VovaKur]

Например, если масса комплекса - 400 тонн, тяга ЯРД как двигателя - 500 Кг, то на набор 4 км/с для отлета уйдет всего-то 37 дней работы двигателя. Это уже не полгодя для ионника - траектория будет похожа, но покруче. Плюс - можно дополнительно доразгонять выхлоп ЯРД например МГД-движителем - энергии-то на борту много...

Так не получится! Траектория будет спиральная, соответственно большая потеря скорости, и вместо 4 км/с для отлётной траектории придётся потратить раза в 2 больше скорости, соответственно  эффективный УИ будет в 2 раза меньше, и в таком варианте мы ничего не выиграем по сравнению с обычным водородным двигателем. Если говорить об отлётной к Марсу траектории, то потери на неоптимальную баллистику начнут существенно сказываться при конечном ускорении порядка 1 м/сс.

[Fakir]

Джентльмены, а что это вы так уперлись именно в ЖВ? Это ведь только для ТФЯРД необходимо применять ЖВ и только ЖВ, а если вспомнить о ГФЯРД - то ЖВ оптимален в смысле УИ, но и с применением, скажем, аммиака, УИ может быть очень и очень приличным. Тут напрашивается вариант: для старта от Земли - ЖВ, для максимального УИ, а для торможения у цели и обратного разгона - уже тот же аммиак, чтобы не заморачиваться с криогенностью.  Кстати, может оказаться выгодным все же тащить с собой некоторое количество ЖВ - в качестве защиты от радиации.

[Fakir]

Андрей Суворов

Фундаментальные ограничения на объёмную плотность заряда.

Это точно.

Электростатические силы создают давление, разрывающее двигатель, причём оно в миллионы раз больше давления газа в двигателе.

Сильно сформулировано :shock: Ну при чем же здесь давления, разрывающее двигатель? Обычное ограничение по плотности тока в ленгмюровском диоде - и давления здесь не при чем. Давление это самое электростатическое все равно несерьезное.

СПД и ДАС позволяют отодвинуть это ограничение, но не очень далеко.

В принципе - неограниченно далеко. В движках СПД-шной идеологии проблема пространственного заряда снимается полностью. В подобных системах каких-либо совсем  фундаментальных ограничений (типа ленгмюровского тока, альфвеновского тока) нет.

Нейтральные частицы можно ускорять только температурой, а заряженные отталкиваются из-за кулоновских сил.

Если они живут сами по себе, а не в плазме. Поэтому все прогрессивные движковые системы оперируют именно плазмой, а уж тут способов ускорения - завались. А ЭРД "кинескопного" типа - дремучий XX век

Т.е. двигатель удерживают вместе ван-дер-ваальсовские силы, а разрывают кулоновские.

Какие силы разрывают СПД или VASIMR?! :shock:  

Зомби. Просто Зомби

4) этот самый, как его - ксенон (?), - которого мало и который дорогой

,

Да хватит уже грустить по поводу ксенона Криптон не сильно хуже, а в чем-то и получше будет

Андрей Суворов

Есть ещё, я все сходу не вспомню. Замена на криптон уменьшает тяговый КПД в полтора раза, но одновременно увеличивает УИ.

Вовсе не в полтора раза, а процентов на 15. Но примерно на столько же растут и УИ, и тяга.

[Fakir]

Аполлогет

2. Насчет перспективного термояда на гелии-3 я уже злобно изливался на данном форуме.
Я в него не верю в ближайшие сто лет.

Мы не в церкви, так что при чем здесь "верю - не верю"? :wink:
"Не надо спорить, давайте считать!" (с)

Повторю свои аргументы:

Нук-с...

Температура, потребная для эффективного протекания данной реакции в режиме самоподдержания - 2 млрд. К. то есть на порядок больше, чем Дейтерий+тритий. Энергия ионов при этом больше на два порядка.

Да. Ну и что вас так сильно смущает? Да, температура выше на порядок. Да, критерий Лоусона больше на порядок. Т.о. "обобщенный показатель сложности реакции", тройное произведение nTt выше в два раза, чем для дейтерия-трития. Дейтерий-тритиевое уже достигнуто. А как показывает полувековая история термоядерных исследований, тройное произведение растет на порядок в среднем за 10 лет. Так что без излишнего оптимизма можно проэкстраполировать - 20 лет, и реакция D-He3 выходит на Q=1. Если, конечно, программы термоядерных реакций не урежут по самое не могу, но это уже совсем другая история...

При этом эксперименты, произведенные на JETe, показали, что даже при энергии, которую имеют ионы плазмы дейтерий+тритий, крайне сложно защитить элементы конструкции реактора, которые "по должности" контактируют с плазмой (имеются ввиду элементы, доступ к которым для ионов облегчен), от распыления.

Ну и что? Для того он и построен - выявить проблемы и выработать  способы борьбы с ними. Неустойчивость большого срыва поборют, никуда не денутся. Оптимальные профили давления, при которых плотность на периферии минимальна, тоже определятся в конечном итоге. И т.д. Тем более, для движка все эти проблемы далеко не так существенны.

Использовалась плазма дейтерий+дейтерий, так как при использовании трития ожидалась значительная радиационная активация конструкции. Никакой радиационной защиты в этом экспериментальном токамаке, разумеется, не имелось.

Разумеется. И почему вы этим попрекаете JET? Если б там еще и с радиационной защитой заморачивались, и с энергопреобразователями по полной программе - он бы стоил раз в 10 больше, и в строй бы, наверное, только сейчас вступил. Кстати, у ядерного реактора, который в Чикаго под трибуной стадиона собирали, защиты не было никакой вообще. Задачи у JETа совершенно другие, а защита и т.д. - это все на ИТЭРе должно отрабатываться. Еще раз: JET - это не энергетическая установка, даже не прототип, это физический прибор.

Причины, по которым время протекания рекции оказалось ограниченным, - заражение плазмы тяжелыми ионами, распыляемыми внутрь рабочей зоны элементами конструкции.

Одна из.

Первоначально использовался дивертор из графита, с напылением бериллия. За 1,1 сек плазма содрала бериллиевое напыление и началось поступление ионов углерода в плазму с ее быстрым охлаждением.
Позднее была произведена замена дивертора на массивный бериллиевый (сплошной); результаты стали лучше, но - и только.

Далее, мне неизвестен материал, который более бы для этого подходил, помимо бериллия.

Не упирайтесь так именно в материалы, это решение лобовое, легко доступное, и даже не половинчатое. Тут гораздо важнее понимание сложнейших недиффузионных транспортных процессов в самой плазме - всех этих транспортных барьеров, стримеров, и т.д. и т.п. Тут полного понимания пока нет, оно только пробивается - сложно все это очень, особенно в токамачной геометрии. Но процесс идет. Разберутся со всем этим - и с примесями станет гораздо легче.  А в космосе примеси и так не создают большой проблемы.

Вывод, который я сделал для себя - дейтерий+тритий возможны, при колоссальных затратах, без гарантии безусловного успеха, и в срок до 2050 года. Дейтерий+гелий-3 - возможно, но в следующем веке.

Крайне пессимистично. К тому же движковый термояд гораздо менее требователен.
Вы тут JET поминали - но на JETе в частности и на токамаках вообще термояд клином не сошелся. Просто так уж исторически сложилось,
 что токамаки набрали наибольший разбег. Однако есть направления не хуже (а для реакций типа D-He3 - даже гораздо лучше) - стеллараторы типа "Дракона", открытые ловушки и т.д.

[Sevlagor]

Зомби. Просто Зомби

4) этот самый, как его - ксенон (?), - которого мало и который дорогой

,

Да хватит уже грустить по поводу ксенона Криптон не сильно хуже, а в чем-то и получше будет

Андрей Суворов

Есть ещё, я все сходу не вспомню. Замена на криптон уменьшает тяговый КПД в полтора раза, но одновременно увеличивает УИ.

Вовсе не в полтора раза, а процентов на 15. Но примерно на столько же растут и УИ, и тяга.

А как насчёт калия? Можете чтонибудь сказать?

[frost_ii]

...Нет, товарищ, нереально. Я просто предлагаю Вам самостоятельно в этом убедиться, а то моим цифрам Вы можете не поверить...

Ну прям так сразу - и не поверить? :mrgreen:
В чём соль-то?
Большое время разгона?
Ну, не знаю...

РД-410 заявлялся, во всяком случае, только как минимальный по параметрам прототип, тем не менее тяга у него 3-4 тонны где-то...
На какую цифру закладываться-то?
Пардон, не специалист...

Дело не в тяге, а в приращении скорости. Чем быстрее хотим долететь и вернуться, тем больше скорость. А для Марсианской экспедиции нужно разогнаться, затормозить, опять разогнаться, опять затормозить. А расход рабочего тела растёт по экспоненте.

Даже если забыть про потери водорода... (краем уха слышал оценку: ~30% можно сохранить через 1 год, то есть как минимум две трети за год испаряется. Бак высокого давления на ~500т водорода, как в вышеприведённом примере про гелий, прошу не предлагать)
Вобщем цифры получаются ААГРомные.

Хорошо, если так хочется, я скажу, где может найти применение ЯРД - в стартовой ступени посадочного модуля. В качестве РТ - сжиженая атмосфера планеты. Плевать, что УИ низкий, зато не таскаем РТ за 300 млн км. Но для этого нужнго сначала построить постоянную  марсианскую базу. А это уже другой топик...

[X]

я скажу, где может найти применение ЯРД - в стартовой ступени посадочного модуля. В качестве РТ - сжиженая атмосфера планеты. Плевать, что УИ низкий, зато не таскаем РТ за 300 млн км. Но для этого нужнго сначала построить постоянную  марсианскую базу. А это уже другой топик...

Не согласен. От радиации cпасаются выносом реактора на несколько десятков-сотню метров. А на взлетной ступени это проблематично. Да и какую-никакую биозащиту ташить с планеты тожe негоже.
ИМХО лучше реактором на поверхности Марса разлагать CO2 на О2 и CO, cижать и летать на них по в окресtности Марса и на Землю.

[X]

Конечно, идеальный вариант - найти воду и получать H2+О2.

[frost_ii]

Тоже вариант. В конце-концов "может" не значит "должен".

[Fakir]

Waldi

Не согласен. От радиации cпасаются выносом реактора на несколько десятков-сотню метров. А на взлетной ступени это проблематично.

Для каждой конкретной ситуации - свой конкретный рецепт спасения. В открытом космосе можно позволить себе вынести реактор на сотню метров - значит, применяем этот метод, экономя на массе защиты. На марсианской или лунной взлетной ступени этого сделать нельзя, зато потребная ХС мала - значит, можем позволить себе массивный экран, все равно окупится.  

ИМХО лучше реактором на поверхности Марса разлагать CO2 на О2 и CO, cижать и летать на них по в окресtности Марса и на Землю.

Брр... В марсианских экспедициях цепляться за "химию" - явный анахронизм.

frost_ii

Чем быстрее хотим долететь и вернуться, тем больше скорость. А для Марсианской экспедиции нужно разогнаться, затормозить, опять разогнаться, опять затормозить. А расход рабочего тела растёт по экспоненте.

Поэтому разгоняемся на водороде, а тормозим, разгоняемся и опять тормозим на аммиаке.

[frost_ii]

Не согласен. От радиации cпасаются выносом реактора на несколько десятков-сотню метров. А на взлетной ступени это проблематично.

Для каждой конкретной ситуации - свой конкретный рецепт спасения. В открытом космосе можно позволить себе вынести реактор на сотню метров - значит, применяем этот метод, экономя на массе защиты. На марсианской или лунной взлетной ступени этого сделать нельзя, зато потребная ХС мала - значит, можем позволить себе массивный экран, все равно окупится.

Да и ферму можем сделать, и бак подлиньше... Атмосфера (у марса) хилая, g низкое, первая космическая - маленькая. Очень большая тяга не нужна...  Здесь задача оптимизации ставиться иначе. Считается масса не там (на Марсе) а здесь, на LEO. Тут, конечно, считать надо... Когда будут данные по подходящим ЯРД, тогда и посчитаем...

ИМХО лучше реактором на поверхности Марса разлагать CO2 на О2 и CO, cижать и летать на них по в окресtности Марса и на Землю.

Брр... В марсианских экспедициях цепляться за "химию" - явный анахронизм.

"Цепляемся" не "за химию" а за оптимальное решение.

Чем быстрее хотим долететь и вернуться, тем больше скорость. А для Марсианской экспедиции нужно разогнаться, затормозить, опять разогнаться, опять затормозить. А расход рабочего тела растёт по экспоненте.

Поэтому разгоняемся на водороде, а тормозим, разгоняемся и опять тормозим на аммиаке.

Аммиак - это путь снижения начальной массы?

[Fakir]

frost_ii

Да и ферму можем сделать, и бак подлиньше... Атмосфера (у марса) хилая, g низкое, первая космическая - маленькая. Очень большая тяга не нужна...

Ну, сделаем ферму подлиньше - и как будем все это сажать, как будем рулить на взлете? Моменты инерции-то у этой гантели получатся ого-го! И что будем делать в случае пылевой бури - устойчивость-то у такой конструкции  - тьфу?

Аммиак - это путь снижения начальной массы?

Аммиак - это путь избавления от головной боли с долговременным хранением ЖВ. И если в конечном итоге даст экономию по массе за счет отпадания необходимости в холодильниках, больших баках с теплоизоляцией и т.д. - то и путь снижения начальной массы, но тут уж смотреть надо.

[Зомби. Просто Зомби]

Тяга у РД-410 всё же 3,5 тонны, а не 500 кГ
И это, опять-таки, заявлено как "минимальная" конфигурация

Если допустить возможность, скажем, 30 тонн тяги, то для комплекс массой 500 тонн разгон будет занимать где-то час

К тому же есть "запас по конфигурации" миссии - если срок хранения ЖВ около недели
То есть, пока "восходящая ветвь" (пардон :oops: ) у эллипса ( :wink:  :lol: ) короткая - включаем двигатель только в перигее

Да ну вас :mrgreen:

Самое "то" - применение ЯРД для "выныривания из гравитационного колодца"

А в "самом корабле" (что лунном, что марсианском) - гидразин

Сие, как кажется, можно сделать намного быстрее, чем ЭРД+АР

И, может, "так оно и останется", надолго

[X]

Зомби. Просто Зомби

Тяга у РД-410 всё же 3,5 тонны, а не 500 кГ
И это, опять-таки, заявлено как "минимальная" конфигурация

Если допустить возможность, скажем, 30 тонн тяги

Да вполне. По проекту, "Нерва-2" должна была иметь 90-110 тонн тяги при УИ 910 с и массе 13,6 тонн. Кому-то мало? :wink:

[hcube]

Да не... просто большой реактор много весит ;-) Да и конструкции для передачи 100 тонн тяги раз в 10 больше весят чем таковые для 10 тонн ;-)

[Fakir]

Последний Гость - это я был.

hcube
 

Да не... просто большой реактор много весит  

14 тонн для 100, ну пусть 90 тонн тяги - это много?! "Вы слишком много кушаете!"  (с)