Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Space books]

Итак, две ступени, обе по 100 тонн стартовой массы.

Водородная. 47 тонн ПН+конструкция. УИ 480 сек (при 45 атм в КС и степени расширения в 250, сам в афиге, но RPA говорит именно так). Около 3500 м/с ХС.

Это чё за двигло такое, с 480 сек?

Итак, две ступени, обе по 100 тонн стартовой массы.

Водородная. 47 тонн ПН+конструкция. УИ 480 сек (при 45 атм в КС и степени расширения в 250, сам в афиге, но RPA говорит именно так). Около 3500 м/с ХС.

Ядерная. 67 тонн ПН+конструкция. УИ в 900 секунд. Такая же ХС.

Итого разница в 20 тонн.

Сюда надо упихать реактор, радзащиту и увеличенный водородный бак.

Массовое соотношение компонентов топлива у хим ступени составляет окислитель/горючее=5.412/1. Т.е. 100 - 47 = 53 тонны топлива, из который кислород - 44,7 тонн. Объём топливного бака соответственно 118 м3 для водорода и 38,8 м3 для кислорода.

Ядерной ступени нужно 33 тонны топлива, водорода. Это объём 471 м3 (плотность водорода взята в 70 кг/м3).

Выводы делайте сами...

А если для х/с 7 000 м/сек посчитать?

[vlad7308]

Именно. Чем выше потребная дельта-в, тем значительнее преимущества высокого уи. Для дельта-в ниже 6-7км\с ярд не нужен и даже вреден.

[Верный Союзник с Окинавы]

А вам для чего столько delta-v?

Я делал из расчёт для полёта на Луну/Марс.

[Space books]

А вам для чего столько delta-v?

Я делал из расчёт для полёта на Луну/Марс.

Мне ни для чего.

Я ранее тоже считал. У меня получилось, что ЯРД обладает преимуществом при х/с выше 7 км/сек и массе пн больше 10 тон. Но, и то при условии, что полет должен быть быстрым. Если можно несколько месяцев лететь, лучше ядерный буксир.

Поэтому я пришел к выводу, что ЯРД не имеет перспектив и никогда не будет в космосе. Но НАСА судя по всему по другому считает.

Если нетрудно, посчитайте для 7км/сек, посмотрим, что получится.

[vlad7308]

А вам для чего столько delta-v?

Я делал из расчёт для полёта на Луну/Марс.

до марса хотелось бы долетать быстрее, либо окно шире. А за Марсом - очень интересный Пояс.

Но в общем вопрос "зачем" тут не к месту. Я просто заметил, что на дельта-в 4км\с ярд преимущества не даёт. Это была одна из причин отказа от Нерва.

Вообще тфярд на жв не особо интересен. ЖВ месяцами (как раз для дальних полетов) хранить мягко говоря затруднительно, а на чем другом (аммиак и тп) там все куда менее радужно. Но все же было бы интересно. Интереснее, чем космическая ЯЭУ имхо.

Есть однако чудесная книжка - "The story of nuclear rocket. To the end of the Solar system", автор которой придерживается иного мнения. Она у меня где то даже была. На английском.Вы не можете просматривать это вложение.
Там очень хорошо и подробно изложена история американских проектов Rover/Nerva/ и тп. Читалась как детектив.

[Zhilinsky Valerij]

А вам для чего столько delta-v?

Я делал из расчёт для полёта на Луну/Марс.

Ну, так всё просто. Ты посчитал ракету, способную долететь до Марса, а они, видишь ли, хотят ещё и вернуться. Причём не используя ресурсов, не заправляясь на том конце пути.
   

[Верный Союзник с Окинавы]

А вам для чего столько delta-v?
Я делал из расчёт для полёта на Луну/Марс.

Ну, так всё просто. Ты посчитал ракету, способную долететь до Марса, а они, видишь ли, хотят ещё и вернуться. Причём не используя ресурсов, не заправляясь на том конце пути.

Вообще в реале на возврат можно тратить гораздо меньше ХС, как именно - покажу в КСП.

Ну ок.

Хим ступень.

100 тонн на старте.

8 тонн сухой массы, из них двигло - 0,5 тонн.

УИ в 450 секунд.

Масса конструкции+ПН+топливо для возврата при ХС в 3500 м/с = 45 тонн.

ПН оставляем на орбите Луны/Марса.

Для возвращения ступени понадобится 10 тонн топлива. 

Итого Масса конструкции+ПН+топливо для возврата = 8 тонн + 27 тонн + 10 тонн = 45 тонн.

Масса ПН = 27 тонн.

Ядерная ступень.

Сухая масса конструкции = 32 тонны, из них 24 тонны топливный бак (в 3 раза больше бака хим ступени) и 8 тонн - двигатель с реактором.

УИ в 900 секунд.

Масса конструкции+ПН+топливо для возврата при ХС в 3500 м/с = 67 тонн.

ПН оставляем, для возвращения понадобится 16 тонн топлива.

Итого масса конструкции+ПН+топливо для возврата = 32 тонны + 19 тонн + 16 тонн.

Итого ПН = 19 тонн.

[Верный Союзник с Окинавы]

Могу посчитать и для электрошняги:

Данные беру отсюда, параметры в плане мощность/УИ/тяга тут близки к ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ максимуму (КПД 94%), так что тут особо с цифрами не поиграть, только округлю, для удобства:

https://pdssbn.astro.umd.edu/holdings/ds1-c-micas-3-rdr-visccd-borrelly-v1.0/document/doc_Apr04/int_reports/IPS_Integrated_Report.pdf

Малая тяга требует большей ХС для тех же вещей. Поэтому расчёт будет не для 3500 м/с, а для 8750 м/с.

Стартовая масса 100 тонн.

УИ движков 3100 секунд.

Тяга в 20 мН = 0,02 Н, что примерно эквивалентно весу 2 с копейками грамм (взяты максимальное значение УИ и минимальное значение тяги).

Масса движка при этом 8,5 кг (вес обвеса не считаю, он сюда входит)

Потребление мощности движком составляет 2,3 кВт. 115 кВт ради 1 Н тяги!

Удельная мощность источника энергии взята за 150 Ватт/кг.

Теперь прикину тягу, необходимую для некоторого ускорения.

В одной неделе 604 800 секунд. В месяце и 2 592 000 (30 дней).

Для того, чтобы ускориться за неделю, нужно ускорение в 0,0144 м/с2, для ускорения за месяц нужно ускорение в 0,0033 м/с2 (далее я эти числа через дробь, типа 0,0144/0,0033 м/с2)

Для массы в 100 тонн вам понадобится тяга соответственно в 1440/330 Ньютон.

Энергопотребление при этом выйдет в 165,6/38 Мвт. Короче, счёт идёт на сотни/тысячи тонн массы источника энергии...

На выходных я ещё с этими цифрами поиграю.


А пока вот:

При УИ в 3100 секунд и ХС в 3500 м/с и стартовой массе в 100 тонн конечная масса = 89 тоннам.

При ХС в 8750 м/с конечная масса соответственно 74 тонны.

[Верный Союзник с Окинавы]

Но там какая фишка у малотяговых ЭРД: на НОО корабли совершают оборот примерно за полтора часа, и если тебе нужно поднять апогей, то ты не успеешь это сделать за оборот, и тебе придётся ждать, пока ты снова окажешься в перигее и придётся опять ждать.

[Верный Союзник с Окинавы]

Так что смело время при идеальном разгоне умножайте на два.

[Верный Союзник с Окинавы]

МБ и вправду есть смысл ставить какие-нибудь маховики-батареи, чтобы всё время лететь, заряжать маховик, а в перигее резко выдать дикий импульс в плане мощность/тяга/скорость истечения?

[Верный Союзник с Окинавы]

А вам для чего столько delta-v?

Я делал из расчёт для полёта на Луну/Марс.

до марса хотелось бы долетать быстрее, либо окно шире. А за Марсом - очень интересный Пояс.

Но в общем вопрос "зачем" тут не к месту. Я просто заметил, что на дельта-в 4км\с ярд преимущества не даёт. Это была одна из причин отказа от Нерва.

Вообще тфярд на жв не особо интересен. ЖВ месяцами (как раз для дальних полетов) хранить мягко говоря затруднительно, а на чем другом (аммиак и тп) там все куда менее радужно. Но все же было бы интересно. Интереснее, чем космическая ЯЭУ имхо.

Есть однако чудесная книжка - "The story of nuclear rocket. To the end of the Solar system", автор которой придерживается иного мнения. Она у меня где то даже была. На английском.Вы не можете просматривать это вложение.
Там очень хорошо и подробно изложена история американских проектов Rover/Nerva/ и тп. Читалась как детектив.

Эта книжка у вас есть? А то найти не могу.

[Верный Союзник с Окинавы]

Если нетрудно, посчитайте для 7км/сек, посмотрим, что получится.

Для хим ступени со стартовой массой в 100 тонн и сухой массой в 10 тонн (из них 0,5 тонн - двигатель, 9,5 тонн - топливные баки) при УИ в 450 секунд и ХС в 7 км/сек ПН выходит порядка 10 тонн.

Для ядерной ступени со стартовой массой в 100 тонн и сухой массой в  36,5 тонн (из них 9,5 х 3 = 28,5 тонн топливные баки, и восемь тонн - двигатели) и ХС в 7 км/с ПН будет равна 8,5 тоннам.

Для ступени с ЯЭРДУ со стартовой массой в 100 тонн, УИ в 3100 и ХС в 14 км/с (затраты ХС при манёврах больше раза в 2 и больше) Масса конструкции и ПН должны быть в пределах 63 тонн.

[Верный Союзник с Окинавы]

P.S. С КПД NSTAR я намудрил, он гораздо ниже.

[vlad7308]

Есть однако чудесная книжка - "The story of nuclear rocket. To the end of the Solar system", автор которой придерживается иного мнения. Она у меня где то даже была. На английском.Вы не можете просматривать это вложение.
Там очень хорошо и подробно изложена история американских проектов Rover/Nerva/ и тп. Читалась как детектив.

Эта книжка у вас есть? А то найти не могу.

поищу

[Верный Союзник с Окинавы]

... не надо учится, не надо годами разбираться в смежных вопросах , не надо десятками лет накапливать опыт , ... не надо мозг включать ... 

Да, зачем мозг включать.

Никто ведь в роскосмосе вот никогда деньги не пилил на ядерных разработках. А то что ядерные корабли должны бороздить просторы галактики с 2003 года 2014 года 2018 года 2030 года - это же гарантия, бл буду, зуб даю и т.п.

Вообще же ядерные реакторы на космические аппараты в РФ каждый день ставят. Вот что ни корабль, так прям гигаваттный реактор!

Да и СБ совсем разучились делать.

[Андрей Иванов]

...
...
  сектанты ...
...
пс
... не надо учится, не надо годами разбираться в смежных вопросах , не надо десятками лет накапливать опыт , ... не надо мозг включать ...
...

Да, зачем мозг включать.

...  тебе точно незачем...
( шутка ... но в каждой шутке. есть только доля шутки )

[Верный Союзник с Окинавы]

ИМХО, не соберут урожай.

Неужели накупят яхт и вилл? Это ж стадия НИР или аванпроекта - думаю тут-то урожай как раз соберут. А вот что будет после анализа итогов - надо посмотреть.

Опять про виллы и яхты, неужели столь примитивные люди оказываются в высшем управленческом звене? Можно ли чего то приличного ждать от таких?

Даже при самом лучшем варианте на выходе будет 1-3 концепта и минус несколько миллионов, но никак не аппарат/отдельные узлы.

[Leonar]

оценку и закупку, спонсируемый НАСА с использованием ассигнований на 2021 финансовый год. INL предоставит 12-месячные контракты следующим компаниям, каждая из которых разработает концептуальный проект реактора, который может удовлетворить потребности будущих миссий:

чтобы помочь НАСА в решении очень сложных задач, связанных с ядерной энергетикой и двигательными установками».

Каких каких миссий и задач? 

[Верный Союзник с Окинавы]

Каких каких миссий и задач? 

Самому интересно узнать. Но Конгресс сказал сделать, деньги дал, так что дерзают.