Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[SONY]

излучают трубки, мощность газового ХИ 1/6 от общей, сбрасываемая делта 50К.

И как это отвечает на

газ будет лишь теплоносителем, причём малоэффективным из-за очень низкой (по сравнению с жидкостями) объёмной теплоёмкостью

?..
И да, кстати, схема https://disk.yandex.ru/i/mNeWV2nfHR3LqQ просто невозможна: если на входе в "ТО" температура жидкости ">450K", то температура газа на выходе из него тем более ">450K", а отсюда и "сбрасываемая делта" отнюдь не 50 К, а существенно более.

[AlexandrU]

...
И да, кстати, схема https://disk.yandex.ru/i/mNeWV2nfHR3LqQ просто невозможна: если на входе в "ТО" температура жидкости ">450K", то температура газа на выходе из него тем более ">450K", а отсюда и "сбрасываемая делта" отнюдь не 50 К, а существенно более.

Температура жидкости на входе в ТО менее 450К, температура газа на входе в его ХИ 450К, на выходе 400К, термодинамику нигде не обманываем, всё ок.

[Дмитрий Инфан]

Ну, то есть, аппарат в сборе будет на 16 % легче, как минимум.

И не только её...

Двигатель будет не легче, а тяжелее, и не на 16%, а эдак на 160%. Если вообще в принципе возможен.

Двигатель в ядерно-энергетической установке составляет лишь малую часть по массе и габаритам, в сравнении с реактором и радиаторами. Поэтому рост массы ЭРД на 160 % не отразится существенно на итоговой массе аппарата в целом, в отличие снижения мощности реактора на те же 16 % и массы его радиаторов.

[Stak]

....
Это невозможно.

Ток не только толкает капли, но и расталкивает струны. Причём сила, которая расталкивает струны, на много порядков больше силы, которая толкает каплю (если расстояние между струнами 0,3 мм, диаметр струн 0,03 мм, а длина - 30 м, то разница доходит до четырёх порядков). В результате струны расходятся, капля рвётся, ток разрывается.
Даже если каким-то неведомым образом создать абсолютно твёрдые струны, чтобы создать сколько-нибудь значимую силу потребуется большой ток. Для получения силы 1 мН при расстоянии между центрами рельс в 0,3 мм и диаметре проволочек 0,03 мм нужно будет 33 А. Кажется мало, но при диаметре 0,03 мм максимальный допустимый ток через медный проводник составляет... 0,007 А. Увеличение сечения при неизменном токе приведёт к снижению силы. Да, при больших размерах провода и очень большом токе всё "сойдётся", но весить это будет безумно и электричества жрать будет немеряно, работая не холодильником, а нагревателем.

А нужна ли для транспорта капель сила в 1 мН? Возможно, для компенсации потерь на внутреннее трение хватит и на пару порядков меньшей величины. А при малых токах и нагрев будет меньше, и силы, расталкивающие струны уменьшатся, возможно, для их компенсации хватит предварительного натяжения струн (например - углеволокно, покрытое напылением, смачиваемым используемым теплоносителем).
Кроме того, и сами струны будут работать как излучающая поверхность.
Ещё один момент - при движении с ускорением, капли будут двигаться в сторону кормовой части самостоятельно, т.е. расхода энергии на ходовом режиме на работу радиатора не будет (или будет существенно ниже).

[Stak]

Нахер электродинамику, есть попроще идея:

Цитата slavae от 14.06.2022 14:33:20Вообще, можно попробовать ) крутить это всё. Получатся такие крутящиеся барабаны из радиальных провлок. Интересно было бы попробовать эффективность.

Или в виде усеченного конуса, от коллектора меньшего радиуса к коллектору на больший.
Хотя, пожалуй, в виде рёбер по образующей этого конуса будет эффективнее.
В качестве высокотемпературного рабочего тела тут (http://interstellar-flight.ru/03/kr1.pdf) рекомендуют олово.

[Владимир Добров]

А если струны не две, а четыре, они заряжены отрицательно и отрицательно заряженные капли теплоносителя "вплевываются" между ними?

[Старый]

А если струны не две, а четыре, они заряжены отрицательно и отрицательно заряженные капли теплоносителя "вплевываются" между ними?

То они выплюнутся вовне и улетят в мировое пространство.

[Stak]

Неужели до этого в самом деле никто раньше не додумался? Элементарно же, и реализуемо без каких-либо проблем (на первый взгляд, по крайней мере):
Вы не можете просматривать это вложение.
Массогабаритные характеристики не такие шикарные как у капельного, но лучше, чем у трубчато-панельного, и вполне доступно на текущем уровне техники.
Устойчивость к микрометеоритам - также обеспечивается, контур ,как и у капельного холодильника, изначально открытый, т.е. разгерметизация не грозит, а оборванную в результате прямого попадания струну можно обрезать посредством сервисного манипулятора (с незначительной потерей характеристик).
Единственное условие - струны должны смачиваться теплоносителем, что бы капли не отрывались.
В качестве высокотемпературного теплоносителя, слабоиспаряющегося в вакуум, тут (http://interstellar-flight.ru/03/kr1.pdf) рекомендуют олово, максимальная и минимальная температуры 932 и 532°К, соответственно. Т.е. вроде бы можно применить струны из углеволокна с медным напылением (емнип, расплавленное олово медь смачивает).
А ещё олово можно качать индукционным насосом, т.е. без движущихся частей.

[SONY]

Температура жидкости на входе в ТО менее 450К, температура газа на входе в его ХИ 450К, на выходе 400К, термодинамику нигде не обманываем, всё ок.

У вас на схеме чётко написано, что температура жидкости на входе более 450 К. А значит и газ более 450 К.

Если температура газа на выходе 400 К, то температура радиатора в самой холодной точке менее 400 К, а у вас всё это якобы чтобы "температура ХИ не уходит ниже 400К".

Двигатель в ядерно-энергетической установке составляет лишь малую часть по массе и габаритам, в сравнении с реактором и радиаторами. Поэтому рост массы ЭРД на 160 % не отразится существенно на итоговой массе аппарата в целом, в отличие снижения мощности реактора на те же 16 % и массы его радиаторов.

Здесь речь про ЭРД, который неразрывно встроен в реактор, а не находится отдельно.

А нужна ли для транспорта капель сила в 1 мН? Возможно, для компенсации потерь на внутреннее трение хватит и на пару порядков меньшей величины.

Вот возьмите и посчитайте.

Раз вы это предлагаете, значит вы и обязаны провести все расчёты, доказать, что это возможно, что будет работать.

Ещё один момент - при движении с ускорением, капли будут двигаться в сторону кормовой части самостоятельно, т.е. расхода энергии на ходовом режиме на работу радиатора не будет (или будет существенно ниже).

С какой стати?.. У нас тут речь об абсолютно ничтожном ускорении, которое без высокочувствительных приборов не зафиксировать. Оно вообще никак на каплю, которая касается струны, влиять не будет.

Неужели до этого в самом деле никто раньше не додумался?

До чего "до этого"?..

Т.е. вроде бы можно применить струны из углеволокна с медным напылением (емнип, расплавленное олово медь смачивает).

Олово медь не только смачивает, но и растворяет. Именно поэтому медные жала паяльников регулярно нужно перезатачивать, а время от времени - менять. Тут же речь не о прутке меди, а от тончайшем напылении...

[Антикосмит]

Металлы в качестве жидкости или конструкционного материала радиатора без специальных покрытий непригодны - слишком низкий коэффициент черноты.

[AlexandrU]

У вас на схеме чётко написано, что температура жидкости на входе более 450 К...

Так чётче?

Если температура газа на выходе 400 К, то температура радиатора в самой холодной точке менее 400 К, ...

Речь идёт о долях градуса, что не принципиально.

[SONY]

Так чётче?

Так вообще никакой конкретики.

Речь идёт о долях градуса, что не принципиально.

С какой стати о долях градуса?.. У нас тут теплообменник и вообще все теплопроводящие элементы из жидкого гелия-2 с его околобесконечной теплопроводностью?..

[AlexandrU]

Так вообще никакой конкретики.

С какой стати о долях градуса?...

В t можно подставить любые цифры согласно условия равенств, а температура внешней стенки ХИ почти не отличается от температуры внутренней.

Я считал такой вариант:
t1=700K
t2=450K
t3=400K
t4=400K
t5=650K
Окружающее пространство представлялось как бесконечная поверхность с t=150К, а его взаимодействие с ХИ, как теплообмен между двумя параллельными, бесконечными поверхностями.

[SONY]

температура внешней стенки ХИ почти не отличается от температуры внутренней.

Температура стенки - да, почти не отличается. А вот температура теплоносителя может быть сколь угодно выше.


И вы так нигде никак не показали, на кой чёрт нужен контур с газом, когда газ - это отвратительный теплоноситель и отводить всё тепло жидкостью - это радикально эффективнее.

[AlexandrU]

...А вот температура теплоносителя может быть сколь угодно выше.

Может, но очень не продолжительное время. В рабочем режиме там тоже доли градуса.

И вы так нигде никак не показали, на кой чёрт нужен контур с газом...

Размеры ТО и температура жидкого контура определяются вторым началом, а размеры ХИ - законом Стефана-Больцмана. Поэтому в двухконтурной системе всегда будет выгодно скидывать часть низкопотенциального тепла непосредственно из 1ого контура и вопрос тут лишь в пропорциях.

[Stak]

Металлы в качестве жидкости или конструкционного материала радиатора без специальных покрытий непригодны - слишком низкий коэффициент черноты.

Капельный холодильник то на расплаве олова предлагали, ссылку на статью я давал выше в теме.

Если ещё немного покумекать над конструкцией, наибольшую циркуляцию теплоносителя можно обеспечить, если расположить струны в радиальном направлении, подавая теплоноситель между ними (три "крыла" под 120 градусов между ними), и раскрутить всю конструкцию вокруг продольной оси для подачи теплоносителя центробежной силой, а на внешних концах "крыльев" - организовать сборные коллекторы, с откачкой электромагнитный насосом. 

Осталось только подобрать материал, который оловом смачивается, но растворяется не слишком активно:)


В общем, в чистом виде идея камрада  slavae с форума glav.su

[Гусев_А]

Вы не можете просматривать это вложение.
С капельным холодильником на самом деле не все так просто.
Могу предложить идею ниточного холодильника. Устанавливается вращающаяся мачта. Нити в форме кольца разной длины прокатываются вдоль нагретой мачты, забирая тепло. Затем под воздействием центробежной силы, образуют петлю, и снова возвращаются к мачте. Нитей может быть сколько угодно много, а благодаря, что они все разной длины, то и удаление от мачты будет разное. В итоге они займут огромное пространство вокруг мачты, что позволить им излучать много тепла. Толщина нитей должна быть минимальна, для облегчения веса. Нити могут быть пропитаны веществом, которое от нагрева плавится, а при охлаждении твердеет, тем самым возможно вынести больше тепла с их помощью, и рассеять при меньшей скорости протяжки. Для них надеюсь вполне можно будет подобрать материалы черного цвета.
Правда есть некоторая опасность, что при нештатной ситуации все эти нити спутаются в комок, но при желании ее можно минимизировать.

[algol5720]

С капельным холодильником на самом деле не все так просто.

Скорее всего это тупиковое направление, остается идти на компромисс искать термоустойчивые,пористые,легкие холодильники излучатели...

[Гусев_А]

Вы не можете просматривать это вложение.

Могу предложить идею ниточного холодильника.

Можно вместо движущихся ниток к вращающейся мачте закрепить тонкие трубки-капилляры.

[algol5720]

Вы не можете просматривать это вложение.

Могу предложить идею ниточного холодильника.

Можно вместо движущихся ниток к вращающейся мачте закрепить тонкие трубки-капилляры.

А как же микрометеориты?Необходимо еще чтобы материал был не только пористый,но и быстросамозатягивающийся плюс эластичный и с запоминанием формы желательно