Есть идея по которой я сейчас пишу диплом по специальности "КЛА и РБ"
При входе в атмосферу у нас аппарат имеет скорость порядка 26 М.
На участке от скачка уплотнения до погран слоя у нас внешняя среда(в частности воздух) нагревается до температур порядка 12000 градусов (и более). Все это известный факт.
Однако учитывая высокую степень ионизации воздуха в верхних слоях атмосферы и высокую температуру мы имеем низкотемпературную плазму.
А плазму-то мы можем отодвинуть от КА сильным магнитным полем - тем самым снижая термические нагрузки на КА и улучшая (или ухудшая ) аэродинамическое качество аппарата.
Прошу прощения если сейчас весьма путанно выражаюсь - надеюсь в дискуссии найдем решение :D
Аппаратура создания магнитного поля будет тяжелее и сложнее просто теплозащиты. (ИМХО, разумеется.)
По вопросу веса установки - сие есть уже следуюший этап - меня интересует сам вопрос идеи.
ЦитироватьПо вопросу веса установки - сие есть уже следуюший этап - меня интересует сам вопрос идеи.
Можно, почему нельзя? :)
Тут товарищ предлагал МГД-генератор поставить, я тоже, в своё время увлекался этой идеей - плазма проходит через МГД-генератор и мы получаем полезную энергию, которую можем использовать для создания тяги. Причём нехилой тяги, выделяться будет огромная мощность.
Да только теплозащита делает всё это же - изолирует корабль от плазмы, давая лететь с качеством. :)
Все бы хорошо - но вот только я все это виду как решение щекотливой ситуации с шатлом...... и тому подобное :D
Тут что интересно - мы сможем на порядок улучшить качество аппарата - тем самым он почти не будет тормозиться. Аэто можно использовать как в мирных, так и в боевых целях.
Но сам по себе вопрос весьма интересный и сложный - т. к. скорость мы тут можем и не снижать.....
Кстати МГД генераторы тут сами по себе напрашиваются....
ЦитироватьВсе бы хорошо - но вот только я все это виду как решение щекотливой ситуации с шатлом...... и тому подобное
Тут что интересно - мы сможем на порядок улучшить качество аппарата - тем самым он почти не будет тормозиться. Аэто можно использовать как в мирных, так и в боевых целях.
Но сам по себе вопрос весьма интересный и сложный - т. к. скорость мы тут можем и не снижать.....
Кстати МГД генераторы тут сами по себе напрашиваются....
идея появилась еще в 50-х годах, ее регулярно "переизобретают", но практическая реализация ей не грозит.
Если вы удосужитесь все-таки рассчитать электропроводность ионизованного воздуха , то увидите , что мало-мальский эффект проявится только при действительно больших скоростях входа и и при больших полях. Типичные величины - полет со скоростью 7-8 км/с на высотах 40-60 км требует магнитного поля 3-5 тесла в объемах в десятки кубометров.
То есть шаттлы отпадают автоматически. Принцип применим только к сугубо баллистическому спуску, причем с чудовищными перегрузками. Требуемые величины магнитного поля в сочетании со столь большими объемами сейчас достигнуты только в одном месте - в токамаках , и лучше не будем вспоминать сколько это хозяйство весит, жрет энергии и стоит.
То есть само по себе это все уже 10 раз пережевывалось разными людьми и все приходили к неутешительным выводам. Для диплома может и сойдет - издалека все выглядит достаточно изящно, добавить пару умных формул и мощный МГД расчет - все будут в восторге, похвалят и забудут.
Из той же оперы сейчас еще модно считать обтекания с подводом энергии - с носка аппарата в поток бьет струя плазмы (или электронный пучок, или лазер, или СВЧ) , что приводит к перестройке течения , уменьшению локальных махов, уменьшению сопротивления и прочим ништякам. Или же наоборот - к увеличению. Капитально короче меняет аэродинамику. И по крайней мере требуемые мощности вполне вписываются в современные ЛА и даже приводят к экономии.
ЦитироватьЦитироватьВсе бы хорошо - но вот только я все это виду как решение щекотливой ситуации с шатлом...... и тому подобное
Тут что интересно - мы сможем на порядок улучшить качество аппарата - тем самым он почти не будет тормозиться. Аэто можно использовать как в мирных, так и в боевых целях.
Но сам по себе вопрос весьма интересный и сложный - т. к. скорость мы тут можем и не снижать.....
Кстати МГД генераторы тут сами по себе напрашиваются....
идея появилась еще в 50-х годах, ее регулярно "переизобретают", но практическая реализация ей не грозит.
Если вы удосужитесь все-таки рассчитать электропроводность ионизованного воздуха , то увидите , что мало-мальский эффект проявится только при действительно больших скоростях входа и и при больших полях. Типичные величины - полет со скоростью 7-8 км/с на высотах 40-60 км требует магнитного поля 3-5 тесла в объемах в десятки кубометров.
То есть шаттлы отпадают автоматически. Принцип применим только к сугубо баллистическому спуску, причем с чудовищными перегрузками. Требуемые величины магнитного поля в сочетании со столь большими объемами сейчас достигнуты только в одном месте - в токамаках , и лучше не будем вспоминать сколько это хозяйство весит, жрет энергии и стоит.
То есть само по себе это все уже 10 раз пережевывалось разными людьми и все приходили к неутешительным выводам. Для диплома может и сойдет - издалека все выглядит достаточно изящно, добавить пару умных формул и мощный МГД расчет - все будут в восторге, похвалят и забудут.
Из той же оперы сейчас еще модно считать обтекания с подводом энергии - с носка аппарата в поток бьет струя плазмы (или электронный пучок, или лазер, или СВЧ) , что приводит к перестройке течения , уменьшению локальных махов, уменьшению сопротивления и прочим ништякам. Или же наоборот - к увеличению. Капитально короче меняет аэродинамику. И по крайней мере требуемые мощности вполне вписываются в современные ЛА и даже приводят к экономии.
Сказок не рассказывайте. ;)
В МГД-генераторах температура около 2000 градусов и "оно работает". :)
Магнитное поле такое там создаётся запросто - за счёт выделяемой энергии, для СА все показатели на порядок выше. :)
Вопрос только в одном - а не проще ли "толстая" теплозащита, которая в конечном итоге делает то же самое, что этот МГД-генератор, но проще конструктивно?
А вот "антидвигатель" на носу интересная идея. Так и не смог найти - кто-то отрабатывал или нет? :)
ЦитироватьСказок не рассказывайте.
В МГД-генераторах температура около 2000 градусов и "оно работает".
в
"работающих" МГД генераторах течет не ионизированный воздух с продуктами сгорания, а хитрая смесь из паров щелочных металлов и инертного газа (аргона). Энергия ионизации цезия - 3.5 эв против 12-16 у кислорода/азота , то есть множитель под экспонентой меняется в
4 раза , а кроме того аргон за счет эффекта Рамзауэра имеет минимум в сечении столкновения при больших энергиях электронов, что еще на порядок увеличивает электропроводность.
ЦитироватьА вот "антидвигатель" на носу интересная идея. Так и не смог найти - кто-то отрабатывал или нет?
вы про течения с подводом энергии ? на уровне экспериментов в трубах отрабатывали даже у нас, на уровне маломерных демонстраторов - американцы планировали.
ЦитироватьЦитироватьСказок не рассказывайте.
В МГД-генераторах температура около 2000 градусов и "оно работает".
в "работающих" МГД генераторах течет не ионизированный воздух с продуктами сгорания, а хитрая смесь из паров щелочных металлов и инертного газа (аргона). Энергия ионизации цезия - 3.5 эв против 12-16 у кислорода/азота , то есть множитель под экспонентой меняется в 4 раза , а кроме того аргон за счет эффекта Рамзауэра имеет минимум в сечении столкновения при больших энергиях электронов, что еще на порядок увеличивает электропроводность.
Да, 2000 мало, но те 10-15 тысяч, что возникают при входе КК в атмосферу - достаточно. Плазма светится бело-голубым светом. :)
Другое дело, что возня с магнитами будет много весить и стоить. :)
ЦитироватьЦитироватьА вот "антидвигатель" на носу интересная идея. Так и не смог найти - кто-то отрабатывал или нет?
вы про течения с подводом энергии ? на уровне экспериментов в трубах отрабатывали даже у нас, на уровне маломерных демонстраторов - американцы планировали.
Не, я вот про какую идею.
Остроконечная боеголовка имеет бОльшее качество, меньший Cx, но её острый нос сгорает. У тупоносой БЧ больше Cx, но ударная волна при торможении отодвинута от самого тела.
Идея такая, использовать вместо острого носа реактивную струю, которая отодвинет фронт ударной волны вперёд.
Тогда такое предложение - имеем осро носую боеголовку.
В ее нос сыводим магнитную систему по отаводу плазмы от поверхности - тем самым нос у нас не обгорает, Сx оптимален.
Однако получается так что высокотемпературная среда агрессивная по отношению к обшивке будет появлться у самого корпуса аппарата.
вот тут ка быть?
На самом деле при обсуждении этой темы " зависали " самые сильные профессоры в моем вузе (я в ВОЕММЕХЕ учесь, так что если наши есть всем привет и почтение)
Как я понимаю (поправте меня если я не прав )
первоначально мы рассматриваем просто прямой скачок уплотнения и смотрим какую энергию нам надо подвести, что бы изменить - уменьшить плотность за скачком...
ЦитироватьИдея такая, использовать вместо острого носа реактивную струю, которая отодвинет фронт ударной волны вперёд.
Да, и такое рассматривалось, но дело в том , что из хорошо обтекаемых тел много не выжмешь. В данном случае вклад в Cx от затупления меньше 30% . Даже если уменьшить его, наэкономим максимум процентов 20. Вообще почитайте вот в целом (http://psj.nsu.ru/lector/fomin/3.html).
Zorn
чего-то я не понимаю о чем вы, для начала разберитесь , а потом спрашивайте
Хинт: надо сравнить 2 вещи - газодинамическое давление потока ro*U**2 и со стороны поля. Поле индуцирует в движущейся среде ток j~sigma*U*B , и потом с ним же взаимодействует, по закону ампера
F~j*B*L . Получится критерий типа Q=sigma*L*B**2/ro*U
Когда поле будет сильнее (Q>1 , а еще лучше Q>10) - тогда плазма отодвинется от стенки.
Когда-то давно в НИИТП работали над чем-то подобным. Если не ошибаюсь, речь шла об установке источника плазмы на крылатую ракету. Только вот не знаю, было это связано с аэродинамикой или же со снижением заметности для РЛС.
Ну, если уж пошла такая пьянка...
Есть вот такое предложение. Основная проблема в том, что у нас в среде мало ионизированного газа, так? ;-) А когда он 'естественным образом' ионизирован весь, тепература такая, что его уже не держит обшивка?
Народ, эта проблема уже решена природой ;-) . Посмотрите в небо, на пояса Ван-Аллена.
Нам не надо полностью ионизировать всю встречаемую среду. Нам надо УДЕРЖАТЬ ПЛАЗМУ С ДАВЛЕНИЕМ БОЛЬШЕ АТМОСФЕРНОГО. Точнее - с давлением больше давления торможения.
Т.е. надо сделать такой 'токамак наизнанку' - тор, внутри - ПН, тор окружен мощнейшим магнитным полем, удерживающим в себе слой полностью ионизированной закрученной вокруг аппарата плазмы.
Поток среды, налетая на плазму, прогибает ее, а та - магнитное поле. Но при достаточной интенсивности поля, даже 'прогнувшаяся' плазма не достигнет корпуса. В то же время, ее слой удержит и ионизирует 99.9999% частиц набегающего потока.
Конечно, будет большой расход энергии, хотя бы потому, что плазма будет 'высвечиваться', рекомбинировать по границе защиты. Но при достаточно крупных размерах может быть рентабельным ;-).
Еще вариант - установка 'ионного ветра'. Можно создать противопоток среды путем разгона ее в электростатическом ускорителе. Разогнанная среда создаст динамический барьер перед аппаратом. Но опять же - надо ОЧЕНЬ МНОГО энергии.
В любом случае овчинка не стоит выделки. На данном этапе развития технологий удержания плазмы, действительно потребуется ОЧЕНЬ МНОГО ЭНЕРГИИ и ОЧЕНЬ МНОГО дополнительного ВЕСА.
Проще, надежней и дешевле сделать толще обшивку.
Остается ждать прорывов в плазменных технологиях
ЦитироватьКонечно, будет большой расход энергии, хотя бы потому, что плазма будет 'высвечиваться', рекомбинировать по границе защиты. Но при достаточно крупных размерах может быть рентабельным ;-).
Сильно подозреваю, что "достаточно крупные" - это сотни-тысячи тонн :)
Здравствуйте!
Есть идея.
Представьте бочку с одной крышкой, которая открытым концом попадает во встречный поток. Ударная волна отражается от замкнутого внутреннего объема. Давление во внутреннем объеме возростает и разогретые газы уходят через край конструкции.
Один край конструкции должен быть выдвинут вперед и идеально обтекаем, чтобы сделать отвод газов направленным.
В дно конструкции может подаваться газ или иной расходный материал (для снижения температуры внутри конструкции).
Подобных конструкций в аппарате может быть очень много.
Их размеры могут быть различны (до микроскопических).
Что Вы скажете?