Хочу открыть новую тему про двигатели которые лутьше использовать для межпланетных полетов. Это двигатели с болшим УИ, пригодные для длительных полетов.
Сейчас вроде общепринятое мнение, что это электростатические на инертном газе, с эл.питанием от солнечных батарей.
Я как и не первый раз хочу выложить свою очередную идею.
Ее смысл такой, на валу раскручивается, закрепленная за центр труба некоторой длины (пусть 3 м). К концам трубы закреплены гибкие трубки-капиляры(пусть по 4 м). На концах трубок пьезоклапаны. Вся эта карусель раскручивается до высокой скорости(35000-40000 об/мин), нагрузки на разрыв на этой скорости современные материалы выдержат легко, зато скорости по касательной БОЛЕЕ 20 км/с !!! На таких оборотах легко могут работать современные подшипники и сальники. В трубку через вал подается ртуть, а пьезоклапаны на концах капиляров вполне могут работать с частотой единицы кГц, делая плевок всегда в одну сторону. Ртуть в космосе хранить очень легко, а благодаря большой плотности не требует огромных баков. При расходе 1 гр./сек. тяга получается 20 кг. Правда для него потребуется 200 кВт, но КПД высокий, да и крупные солнечные батареи создать можно. Конечно будет нужно на вал с обратной стороны корпуса ставить еще одну карусель вращающую в противоположную сторону.
С моей точки зрения вполне реальная идея. Как Ваше мнение?
Песши есчо!
ЦитироватьЧтьо такого Вы напланировали на ближайшие 20 лет? какие беды?
Гусев_А, на этом форуме раздела для альтернативных проектов я не нашел. Может так и надо?
Посетите форум космопорта Kuasara вот здесь (http://forum.cosmoport.com/)
Малореально получить касательные скорости 20 км сек, чудовищные центробежные силы будут
ЦитироватьМалореально получить касательные скорости 20 км сек, чудовищные центробежные силы будут
А именно? Какие будут центробежные силы на плече 1.5м.
ТУРБОАТОМНЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.
ЦитироватьТурбины на воздушных подшипниках, развивают скорость до 440 000 оборотов в минуту.
здесь (http://www.technodent.com.ua/bienair.html)
Но нам столько и не надо. Примем что давление не должно превышать 200 атм, а скорость истечения должна составлять 20 тыс. м/сек.
Тогда приняв радиус барабана ротора 10 м, толщину стенки барабана 0.1 мм, плотность материала барабана 4000 кг/м. куб., получим давление воздушного подшипника, необходимое для компенсации разрывных центробежных сил, действующих на барабан P=(ro*l*v^2)/R~160 атм.
Будем считать, что на статор действует давление примерно 200 атм. Тогда по формуле
R=R0*e^(P_n*T*ln(P/P0)/(T_n*ro_n*v^2))
найдем, что толщина воздушного подшипника составит ~ 0.073 м.
Приняв ширину воздушого подшипника равной 1 метру, получим тягу
Т=0.073*160*v^2~ 450 тыс. тонн
Приняв предел прочности материала статора как у хорошей стали 1500 н/мм^2 найдем массу статора по формулам
dR=pi*P*R/(l*k)~0.04 м - l - ширина воздушного подшипника, k = предел прочности
m=2*pi*R*l*dR*ro~20 тонн. На самом деле, догадайтесь сами, эта величина будет 200 тонн.
Итак, учитывая массу атомной энергетической установки вполне реально создать межпланетный буксир с турбоатомным РД с удельной тягой 1м/(с*кг) и удельным импульсом 20 тыс. м/сек.
:D
Замечательно, только где воздух брать?
ЦитироватьЗамечательно, только где воздух брать?
А вы немного подумайте, откуда берется рабочее вещество на ракете. :)
Мда (только не турбо - турбины ведь нет - есть ротор) -вполне "идиотская" идея - может и заработать. Гыг только думается что тяга будет не покасательной против вектора на открытый клапан?
Только вот две траблы
- скорострельность клапанов
- дизбаланс самого ротора.
Подшипник - а зачем он нужен - вакуум - лудший подшипник - ротор он и есть ротор - электромотора - он же бак в который залита ртуть - висит в магнитном поле...
Имею конкретную доработку: два соосных ротора, вращаются в противоположную сторону. Врубаем и вся тема плавно перелетает в Черную Дыру :twisted:
Цитироватьэта карусель раскручивается до высокой скорости(35000-40000 об/мин), нагрузки на разрыв на этой скорости современные материалы выдержат легко,
Можно с этого места поподробнее?
Нагрузки ведь зависят не только от оборотов но и размера
ЦитироватьТогда приняв радиус барабана ротора 10 м, толщину стенки барабана 0.1 мм, плотность материала барабана 4000 кг/м. куб., получим давление воздушного подшипника, необходимое для компенсации разрывных центробежных сил, действующих на барабан P=(ro*l*v^2)/R~160 атм.
Извинте, подробностей конструкции воздушного подшипника я не знаю, но из вашего описания выходит, что воздух должен быть снаружи барабана и давя на него компенсировать центробежные нагрузки.
Как вы это собираетесь совместить с тем, что с этого барабана должно выбрасыватся в космос рабочее тело?
Конструкцию в студию.
Мое мнение материалов способных механически выдержать такие высокие скорости (20 км/с) и связанных с ними нагрузкок нет. Ценробежные нагрузки нужно компесировать как-то иначе:
давление снаружи (но есть вопрос - как сбрасывать рабочее тело минуя воздушную подушку)
более привлекательно использовать электростатические силы (конец барабана заряжен положительно ось отрицательно - но и здесь уйма вопросов)
А нафига так сложно? По сути, предлагается центробежный насос. Но ему нужен ПОСТОЯННЫЙ поток компонентов - старт-стопные операции с клапанами будут только мешать. Т.е. нужно иметь некий набор трубок, которые изогнуты по параболе и по которым течет рабочее тело, ускоряемое силами, гхм, инерции ;-) Причем чем дальше, тем трубка должна идти под бОльшим углом к оси вращения, вплоть до почти 0 у конца. Если не ошибаюсь, то простой вариант такой фигни, для жидкости, называется сернегово колесо. Минимум, понятно, две трубки, связанные углеволоконной фермой - значительно легче будет чем воздушная подушка ;-).
Направление истечения будет соответствовать оси трубки (продольная компонента) плюс вращение конца трубки (поперечная), скорость - радиусу вращения конца трубки (т.е. потенциальной энергии молекулы газа переведенной в кинетическую вращением трубки).
Но у меня такое впечатлеие что это все равно фигня. Вот если бы как-то организовать поток газа в чисто радиальной трубке так, чтобы его истечение происходило волнами... вот тогда да...
Цитировать...гхм, инерции ;-) ...
Да ладно уже
Всем 7-40 голову задурил :mrgreen:
Сила инерции - это нормальная "физическая сила", как и все прочие,
это просто сила трения тела об пространство :roll:
Вот относительно "скорости" пространство склизкое, притом абсолютно :roll:
А для ускорения - оно шуршавое
Чего не понятно-то?
Просто это такая сила - трения/инерции... :roll: она, типа, "работу" производить не способна, а только оказывать сопротивление
И все дела
:mrgreen:
В общем все предложения по усовершенствованию можно свести к следующему. На космический буксир ставится атомная электростанция. Электростация вырабатывает ток, ток крутит электромотор и плотность тяги получается как у ионника. Суть же идеи заключается в механической передаче энергии реактора ротору, что позволило бы достичь плотность тяги, сопоставимую с ЖРД.
Но самой главной ошибки вы не заметили. Максимальная тяга не может составлять l*dR*sigma~150 Тс при длине ротора 10 м, где l - длина ротора, dR - толщина стенки ротора, sigma - предел прочности материала ротора. То есть зазор подшипника придется сильно уменьшить. Используя современные материалы, тягу можно довести до 600 тонн.
Еще следует учесть, что силы трения между слоями газа будут его разогревать. Но я описал только принцип.
Конструкцию в студию, как просят, представлять не собираюсь, поскольку в настоящее время считаю, что можно разработать более перспективные атомные РД с большой тягой и у.и. до 30 км/сек. Это сочинил для тех, кому охота поломать голову над тем, как сделать эффективный двигатель, использующий раскручивание РВ. :)
Дык а зачем тяга как у ЖРД, достаточно и уровня пары-другой ионников.
Образно говоря один движущий контруктив это две банки из под гуталина одна в одной - во внешней (статор) отверстие для истечения , во внутренней - ротор залита ртуть, на внешней обечайке - клапаны. Внутренняя висит в магнитном поле создаваемом внешней.
Когда ртуть кончилась ротор останавливают, стыкут со статором и заправляют ( можно вообще просто отстреливать использованный ротор или конструктив после использования).
Только вот заковыка скорость истечения да - но ведь противодействующей силы не будет! - будет только момент на статоре.
Те сила будет но только против радиус вектора на открытй клапан и только в пропрции того как ртуть успеет ускорится расширяясь вдоль открытого клапана. А это просто мизер...
Вот если вместо того чтобы гасить момент вторым движетелем с противовращением исхитриться и преобразовать его в силу тогды да - будет эффект, а так - нет. Самый простой спосб - струя бъет в некую стенку-зеркало и отражается от нее.
Bloodest, а зачем так мучиться? Резервуар с ртутью и трубка с бегущим магнитным полем.
Для того чтоб воздухом скомпенсировать центробежные силы на роторе, придется воздух ведь вращать и вместе с ротором, но силы все тогда на внешний ротор лягут, и как выбрасывать оттуда ртуть?
Потом скорость воздуха в 20 км сек, она сожжет любой ведь ротор и мгновенно, и уплотнения скачки возникнут дикие внутри...
Знаете, я не имел ввиду ни каких барабанов, ни какого воздуха, ни каких навароченных конструкций. Все до предела просто.
Допустим, цилиндрический корпус агрегата с баком, поперек в две стороны выходят две вращающиеся оси, на них (буквой Т) закреплены по трубке, на концах трубок гибкие "шланги" (чтоб при выводе в космос с помощью РН не занимали много места, а при транспортировке были намотаны вокруг корпуса). На концах "шлангов" пьезоклапаны, которые на короткое время во время вращения трубки со "шлангами" на оси открываются и выпускают миниатюрную порцию ртути каждый оборот.
Фигня получится. Какая скорость звука в ртути? Вот такая и будет скорость истечения.
При чем тут скорость звука у ртути? Основная составляющая скорости, это скорость движения конца шланга по окружности. А вклад скорости истичения ртути уже из клапана не существенный, не смотря на огромное давление перед клапоном. С этим давление вообще прийдется бороться, установив непосредственно перед рабочим -выпускным клапаном (а может и по ходу в шланге), редукционный снижающий давление. А канал для прхождения ртути в шланге, это довольно тонкий капиляр. Для расхода грамм/секунду хватит.
ЦитироватьЕе смысл такой, на валу раскручивается, закрепленная за центр труба некоторой длины (пусть 3 м). К концам трубы закреплены гибкие трубки-капиляры(пусть по 4 м). На концах трубок пьезоклапаны. Вся эта карусель раскручивается до высокой скорости(35000-40000 об/мин), нагрузки на разрыв на этой скорости современные материалы выдержат легко, зато скорости по касательной БОЛЕЕ 20 км/с !!!
Требования к прочности нити, вращающейся вокруг поперечной оси не зависят от длины нити и определяются по формуле
sigma=(ro*v^2)/2, где sigma - предел прочности, ro - плотность материала нити, v - линейная скорость вращения точки нити максимально удаленая от оси. Для скорости в 20 км/сек потребуется материал прочностью ~ 160 000 кгс/ мм^2. Не помогут даже углеродные нанотрубки предел прочности которых составляет 10 000 кгс/мм^2.
Максимальная скорость вращения для уже имеющихся материалов определяется по формуле v=sqr(2*sigma/ro)~ 860 м/сек. :)
Другое дело - турбина на газовом подшипнике, где скорость вращения определяется только давлением газа и толщиной статора, если не учитывать ограничения, накладываемые силой трения газовых слоев. Принцип я уже описал.
Может со шлангом действительно не достичь добрых результатов, даже если сделать его немного конусом на сужение к концам.
Диск в этом отношении более устойчивый к разрыву, особенно если его сделать толще у оси вращения и тоньше к внешнему краю, а капиляры с ртутью пустить по радиусам. Вот только диск не возможно сделать с таким-же диаметром, как карусель из шлангов, да и вес будет гораздо больше.
Сдавливать диск (диаметром допустим три метра и толщиной 15см у оси и 3см на краю) внешним давлением не возможно, да и безсмысленно. Но если самую внешнюю часть диска зарядить одним электрическим зарядом, а часть немного ближе к центру другим зарядом, и поместить в магнитное поле, где через наружную часть магнитные линии проходят перпендикулярно диску в одну сторону, а через зону другого электрического заряда в обратном направлении, то в диске возникнут силы сдавливающие его к центру.
А реально-ли создать двигатель на твердом топливе?
Наполняют бак дробью. Дробинка поступает в линейный двигатель, и в нем магнитным полем разгоняется.
А нельзя ли весь бак закрутить и его собственную кинетическую енергию използовать для тяги?
Тогда и реактора не надо
На каждый оборот именно в нужный момент выпрыскиваетса немного рабочего тела
правда поворачиват будет очень трудно
не пролезет
ЦитироватьЦитироватьЕе смысл такой, на валу раскручивается, закрепленная за центр труба некоторой длины (пусть 3 м). К концам трубы закреплены гибкие трубки-капиляры(пусть по 4 м). На концах трубок пьезоклапаны. Вся эта карусель раскручивается до высокой скорости(35000-40000 об/мин), нагрузки на разрыв на этой скорости современные материалы выдержат легко, зато скорости по касательной БОЛЕЕ 20 км/с !!!
Требования к прочности нити, вращающейся вокруг поперечной оси не зависят от длины нити и определяются по формуле
sigma=(ro*v^2)/2, где sigma - предел прочности, ro - плотность материала нити, v - линейная скорость вращения точки нити максимально удаленая от оси. Для скорости в 20 км/сек потребуется материал прочностью ~ 160 000 кгс/ мм^2. Не помогут даже углеродные нанотрубки предел прочности которых составляет 10 000 кгс/мм^2.
Максимальная скорость вращения для уже имеющихся материалов определяется по формуле v=sqr(2*sigma/ro)~ 860 м/сек. :)
не надо нить
Просло циллиндр вращяетса с дырой по середине
кстати про ниточку а почему (ro*v^2)/2 а не (ro*v^2) (что получаетса у меня путем интеграции)
ЦитироватьBloodest, а зачем так мучиться? Резервуар с ртутью и трубка с бегущим магнитным полем.
А зачем так мучиться? Давайте без трубки и вообще без корпуса. Просто вращаем ртуть магнитным полем, вокруг магнита. По любому радиусу. Хоть самому большому. Прочность уже не важна, потому, что ничего кроме ртути не вращается. Потом в определённом месте поле ослабляем, и ртуть улетает в космос, а мы соответственно в другую строну.
В соседнем топике про ЭРД пришли к выводу, что из-за дефицита энергии выгоднее создавать двигатели с УИ 3000-5000с. Наверно до такой скорости по касательной диск раскрутить можно, а капеляры с ртутью пустить по радиусам. У такого двигателя КПД как у просто электродвигателя, то-есть в два раза выше чем у ЭРД, ни какого нагрева, ни какой ионизации. Да и тяга любая почти без увеличения веса, на сколько энергии хватит. И еще энергию можно запасать: за час раскрутил диск, пять секунд поработал, ни каких затрат, и даже дополнительных агрегатов, типа конденцаторов...
ЦитироватьСенсация: достигнуто ускорение твёрдого тела в 10 миллиардов g
Физики из американской национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories) ускорили маленький снаряд от нуля до скорости 122 тысячи 300 километров в час за доли секунды.
Для опыта использовалась так называемая Z-машина (Z Machine), создающая сверхсильный импульс магнитного поля, который ускоряет в специальном канале снаряд – пластинку из алюминия размером 30 миллиметров на 15 миллиметров и толщиной 0,85 миллиметра.
Скорость снаряда составила примерно 34 километра в секунду (в 50 раз быстрее винтовочной пули). А ускорение при старте достигло чудовищных 1010 g.
Данная максимальная скорость, а также и ускорение материального тела – самые большие из-когда-либо полученных людьми.
Точный контроль за магнитным полем позволил выбросить эту пластинку, не разрушая её в процессе ускорения. Впрочем, эта пластинка свободно пролетела внутри установки только пять миллиметров, после чего попала в цель.
В серии данных опытов это были разнообразные материалы, которые и изучаются таким необычным способом – бомбардировкой сверхбыстрым снарядом.
Полученные ударные волны внутри целей настолько мощны, что превращают твёрдое тело в жидкость, жидкости в газ, а газы в плазму. Давление в месте удара достигает 15 миллионов атмосфер.
Одна из задач этих "стрельб" состоит в том, чтобы помочь учёным понять чрезвычайные условия, существующие внутри планет-гигантов, и чтобы воспроизвести состояние материи, которое чрезвычайно трудного воссоздать на Земле.
В следующем году американцы намерены модернизировать аппарат, чтобы достичь ещё более высоких скоростей.
http://www.membrana.ru/lenta/?4727
Примерно грамм аллюминия вроде, да ?
Эх ! В общем была бы только энергия.
Да 122 тысячи это конкретно, но энергии точно столько в космосе взять негде. Нужно проще УИ-3000-5000с (реально хватит), но КПД не 40-50%, как у ЭРД, а 95-98%, и дробинки (пластинки) с плотностью чем больше, тем лутьше.
Нет наверно для пилотируемых полетов такой двигатель не подайдет, у космонавтов будет такое впечатление, что кто то кувалдой все время долбит по кораблю.
Еще можно попросить помощь: расскажите (только подробно по буквам), как можно вставлять рисунки в форум, маленькими я их делать уже научился.
Вам не угодишь. Маленький УИ - плохо. Большой - ещё хуже. В конце концов, если не нравится, то можно выстреливать аллюминий и с меньшей скоростью. Не водород, не испарится.
ЦитироватьНет наверно для пилотируемых полетов такой двигатель не подайдет, у космонавтов будет такое впечатление, что кто то кувалдой все время долбит по кораблю.
Можно выстреливать не граммы, а миллиграммы. Просто чаще.
А мне интересно сколько весит эта Зэт-машина. И что она вообще из себя представляет.
Про кувалду я наверно зря, амортизировать двигатель легко, да и в поезде под монотонный стук колес ездил каждый, нечего страшного. И не думаю, что сам агрегат двигателя тяжелее, чем обойма ЭРД кой же тяги, да и "топливо" хранить проще некуда. Может действительно такой двигатель для дальних полетов самый оптимальный ?
ЦитироватьНет наверно для пилотируемых полетов такой двигатель не подайдет, у космонавтов будет такое впечатление, что кто то кувалдой все время долбит по кораблю.
Если разгон очередной порции начинается в момент окончания разгона предыдущей - вообще непрерывное ускорение получится...
ЦитироватьЕсли разгон очередной порции начинается в момент окончания разгона предыдущей - вообще непрерывное ускорение получится...
Я за, но для этого нужно много энергии, а если ее будет столько много, то можно думать и о повышении УИ.
Прошу извинения!
Намеревался комментировать безопорный двигатель Валерия Меньшикова, но такой темы не нашел. Темы же открывают модераторы, а не посетители. Поэтому пишу здесь, не найдя ничего лучшего.
Гравитацией можно управлять, если знать её природу. Вот мой заготовленнывй текст:
В современной физике нет теории гравитации-инерции. Её знание, знание механизма гравитации, а не формул Ньютона-Эйнштейна, дает возможность управления и гравитацией, и инерции. Взгляды Шипова не относятся к предмету гравитации.
Существует пока непризнанная теория гравитации-инерции, начиная с 2000 года.
Сайт с последними работами:
http://www.worldspace.nm.ru/ru/index.html
Гравитацией можно управлять ускорениями (удобнее вращательными), магнитными полями, статическим электричеством, облучением структуры вакуума. Структура вакуума ответственна не только за механизм распространения света, но и за явления гравитации-инерции. Из перечисленных способов воздействия на гравитацию наиболее практичным является способ несимметричного вращательного движения, которое осуществлено Кардановским.
Итак – несимметричное вращение твердых тел или жидких приводит к образованию силы, аналогичной силе гравитации, а направление этой силы определяется геометрией несимметричности вращения в механизме «гравицапы».
Выскажу пожелания успехов в реализации безопорного двигателя.
Анатолий Рыков
Меня Анатолий ваши доводы не убеждают, может в будущем и научатся что-нибудь делать с гравитацией, или отталкиваться от какой-нибудь вакуумной субстанции, но двигатели типа Романова или подобные гравито-инерцо-цапы в дали от источников притяжения безсмысленны. Пока физики по элементарным частицам не сказали, что они реально могут, лутьше старый добрый закон сохранения импульса.
Уважаемый Гусев_А!
Ваше право на собственное мнение о природе гравитации. Кстати, эта природа гравитации не нарушает ни сохранение импульса, ни закон сохранения энергии. Сейчас появляются "вечные двигатели", которые могут быть оправданы только огромной энергией структуры вакуума. Примеры ВД Вы можите увидеть на сайте Александра Фролова -
http://www.faraday.ru/index.html
Ага, опять инерциоид!
Попробовал почитать. Многа буков, ниасилил. Должен заметить, однако, что в отличии от сил трения, сила притяжения - консервативна, т.е. при обратном движении возвращается все что ранее было затрачено. А у вас потери будут в обе стороны.
У меня, по наивности то-же был порыв сделать прорыв в энергетике, создать вечный двигатель, но потом почесав в затылке, разобравшись с системой отсчета, с преобразованием энергии из потенциальной в кинетическую и обратно, вдруг неожиданно для научной общественности понял, что НЕ ЗАКРУТИТСЯ. Попытайтесь и Вы. Ну если желаите посмотреть мои умозаключения в разделе ЧД есть моя тема, с моей точки зрения та конструкция и проще и изящней, но все равно НЕ ЗАКРУТИТСЯ. А создать безопорный двигатель можно только в непосредственной близости с источником притяжения, чем дальше, тем ниже КПД. На LEO уже от такого двигателя толку мало, а дальше совсем нет.
Могу добавить ссылку:
http://www.rususa.com/news/news.asp-nid-6105-catid-2
К сожалению, начальные сообщения в "Комсомольской правде" , Саратов или Пермь, нет под рукой.
Так полетела она или ПОКА ЕЩЕ нет?
Да! У Кардановского модель летала, чему свидетелями неоднократно были корреспонденты газеты. Принцип - несимметричное "вращательное" (замкнутое) движение ртути. Для того, чтобы диск не улетел далеко - Кардановский удерживал тарелку на веревке, а его супруга после окончания демонстрации ловила её в мешок.
Я же упоминал о том, что Меньшиков из одного института Космических Исследований демонстрировал для телевидения модель безопорного движения с усилием что-то около 12 Гр. Куда-то исчзли все ссылки на опыты Меньшикова и его Ко.
Здесь немного отвлекли от мыслей не нарушающих законы класической физики.
Я срвнил КПД преобразования электрической энергии в энергию рабочего тела в ионниках ( до 18%, есть инфа да 28%, но это наверно афера). И в линейных двигателях способных разогнать алюминевые пластинки с не меньшей скоростью, в них в вакууме КПД может достичь аш 70% и более.
То есть в 4 раза меньше нужно солнечных батарей, или в 4 раза будет больше тяга. Ведь не плохо.
А хранить в полете проще некуда, смотал в рулон ленту и стреги и стреляй. Да и такой двигатель не сложнее, чем огромное колличество ионников, чтоб набрать столько же тяги.
В принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю. Частота вращения близка к идеальной для электропривода. Частота работы клапанов близка к частоте брызгалок у струйных принтеров. Если ставить клапаны близко к оси вращения, то ни нагрузок, ни давления на них особых не будет. Подвес, конечно, магнитный (вспомним хотя-бы поезд). Ну и, наконец, допускаю, что удельная мощность будет куда выше, чем у ионника.
Нарисовал свою разновидность, чтобы не утонуло в общих рассуждениях. Клапанов нет, рабочее тело - газ.
(http://imageshost.ru/img2/c5233632691d236b909273018299a6ce/f7b2751b3a11550c2c55ede6f2db3e1f.gif) (http://imageshost.ru/)
Вместо штанг - колесо со спиральными каналами (hcube). Если каналы делать прямыми:
(http://imageshost.ru/img2/492817161db40edb96df5b398ef041aa/bf12836ed1f64c58e36e5448ce1b618b.gif) (http://imageshost.ru/)
Проблемы: до половины энергии может пропасть в каналах вентилятора; неизвестно сколько пропадет в кожухе. :).
В догонку. Интересная вещь - скорость вылета рабочего тела будет В ДВА РАЗА выше окружной, т.е. 20 км/с. Такова будет работа центробежных сил в канале вентилятора.
ЦитироватьХочу открыть новую тему про двигатели которые лутьше использовать для межпланетных полетов. Это двигатели с болшим УИ, пригодные для длительных полетов.
Сейчас вроде общепринятое мнение, что это электростатические на инертном газе, с эл.питанием от солнечных батарей.
Я как и не первый раз хочу выложить свою очередную идею.
Ее смысл такой, на валу раскручивается, закрепленная за центр труба некоторой длины (пусть 3 м). К концам трубы закреплены гибкие трубки-капиляры(пусть по 4 м). На концах трубок пьезоклапаны. Вся эта карусель раскручивается до высокой скорости(35000-40000 об/мин), нагрузки на разрыв на этой скорости современные материалы выдержат легко, зато скорости по касательной БОЛЕЕ 20 км/с !!! На таких оборотах легко могут работать современные подшипники и сальники. В трубку через вал подается ртуть, а пьезоклапаны на концах капиляров вполне могут работать с частотой единицы кГц, делая плевок всегда в одну сторону. Ртуть в космосе хранить очень легко, а благодаря большой плотности не требует огромных баков. При расходе 1 гр./сек. тяга получается 20 кг. Правда для него потребуется 200 кВт, но КПД высокий, да и крупные солнечные батареи создать можно. Конечно будет нужно на вал с обратной стороны корпуса ставить еще одну карусель вращающую в противоположную сторону.
С моей точки зрения вполне реальная идея. Как Ваше мнение?
Не очень ясно зачем усложнять схему и добавлять "пьезоклапаны". Если для того, чтобы они что то сдерживали, то на такой скорости вращения, любое то, что они будут пытаться сдерживать просто снесет их нафиг (в космос :wink: ). По моему, если вы удалите их из своей схемы, то будет только хорошо. Ведь скорость вращения известна, трение ртути о стенки труб известно, значит можно расчитать момент впрыска с вала в трубу - т.е. именно здесь на валу - в месте впрыска реактивного материала и можно ставить "пьезоклапаны". Кстати, а почему именно труба? зачем так редко "выплевывать" реактивный материал из "камеры сгорания", сделайте хотя бы две трубы (крест на крест), а лучше сразу 3 (6 оконцовок). И почему именно труба?, ведь принцип заключается в механическом способе разгона реактивного материала, соотвественно на стены трубы будут действовать нехилые боковые силы и если делать стенки трубы потолще, а оконцовок труб будет 4 или 6, то они легко превращаются, легко превращаются..., превращаются в монолитное колесо с радиальными "пропилами" и дыркой посередине, через которое подается ртуть. И почему именно ртуть? Ведь магнитное поле использовать на таких мощных механических воздействиях для дополнительного удержания ртути никто не собирается? и объема в космосе нам не жалко. Может воду? :wink: Скажете, далась тебе эта вода! Но ведь дешево и сердито :). А сам принцип - для создания кинетического движения (т.е. механического) использовать механический же способ мне кажется перспективным. Кстати, когда в следующий раз будете разгонять в "трубе" ртуть, воду или пластинки, подумайте как уменьшить трение между "реактивным материалом" и стенками "труб". Потому что температуры из за трения там будут нихилые и чем меньше будет трение, тем вроде как лучше.
ЦитироватьКстати, когда в следующий раз будете разгонять в "трубе" ртуть, воду или пластинки, подумайте как уменьшить трение между "реактивным материалом" и стенками "труб". Потому что температуры из за трения там будут нихилые и чем меньше будет трение, тем вроде как лучше.
Если трение в трубе будет очень большим, ровно половина затраченной энергии перейдет в тепло. Поэтому я выбрал для себя газ :).
Я не настаивал на ртути, просто рассказал на её примере. Подбор рабочего тела уже делать исходя из задуманной конструкции от газа, жидкости, до дробин, или даже до использования сверхтекучести. Тогда можно действительно смело использовать клапана у оси вращения, и наложение скоростей разгона центробежными силами и скорости максимального радиуса. Конечно просто арифметическое сложение не подходит, двойной скорости не будет.
ЦитироватьВ принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.
А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.
ЦитироватьЦитироватьВ принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.
А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.
Глубоких расчетов на прочность не делал, (чесно не знаю предельные прочности современных приемлимых материалов). На вскидку. При длине гибкой трубы-лопасти 4-6 метров, у основания внешний диаметр может быть до 5-8 см, на конце 2-3 мм. Внутреннее отверстие если для ртути, это капиляр в десятки микрон. По длине может быть несколько промежуточных пьезоклапанов, чтоб снизить давление на конечный клапан.
ЦитироватьЦитироватьВ принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.
А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.
Посчитал, и что же я вижу...
Модель для расчета следующая. Взял все-таки не диск, а стержень, как у Гусева. Диск слишком непрост. Каждое сечение стержня нагружено до предела, на конце стержня есть площадка, которая несет некоторую полезную нагрузку (если площадки не будет, то стержень окажется нулевой толщины). Надо найти отношение диаметров в основании стержня и на его кончике.
Теперь исходные данные. Прочности эксклюзивных материалов я не знаю (и не верю). В новостях писали о кольцевом маховике из углерода, со скоростью обода 2000м/с. Эта скорость однозначно определяет прочность на единицу веса. За исходные данные взят коэффициент K - отношение скорости кончика нашего стержня к максимальной скорости кольцевого маховика из этого же материала. Интересно, что от длины стержня ничего не зависит.
Ну и ответ: сужение Rкорня/Rкончика = exp(K*K/4)
Пример. Если взять материал из упомянутого маховика, получим:
скорость 4 км/сек сужение 2.7
скорость 5 км/сек сужение 4.8
скорость 6 км/сек сужение 9.5
скорость 7 км/сек сужение 21
скорость 8 км/сек сужение 54
скорость 9 км/сек сужение 158
скорость 10 км/сек сужение 518
То есть, чайник17, в отношении моего рисунка вы правы. 10км/с - это перебор. В схеме Гусева реально получить скорость стержня 7 км/сек, скорость рабочего тела (*sqrt(2)) 10 км/с.
PS Да и вообще, схем насосов тьма, можно многие примерить к задаче. Например, стОит рассмотрения осевой многоступенчатый компрессор со сверхзвуковым движением лопаток. Газу, (на мой взгляд), все равно обо что ускоряться, о неподвижные стенки сопла ЖРД, или о лопатки компрессора.
Нарисовать?
ЦитироватьЦитироватьСенсация: достигнуто ускорение твёрдого тела в 10 миллиардов g
Физики из американской национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories) ускорили маленький снаряд от нуля до скорости 122 тысячи 300 километров в час за доли секунды.
Для опыта использовалась так называемая Z-машина (Z Machine), создающая сверхсильный импульс магнитного поля, который ускоряет в специальном канале снаряд – пластинку из алюминия размером 30 миллиметров на 15 миллиметров и толщиной 0,85 миллиметра.
Скорость снаряда составила примерно 34 километра в секунду (в 50 раз быстрее винтовочной пули). А ускорение при старте достигло чудовищных 1010 g.
Данная максимальная скорость, а также и ускорение материального тела – самые большие из-когда-либо полученных людьми.
Точный контроль за магнитным полем позволил выбросить эту пластинку, не разрушая её в процессе ускорения. Впрочем, эта пластинка свободно пролетела внутри установки только пять миллиметров, после чего попала в цель.
В серии данных опытов это были разнообразные материалы, которые и изучаются таким необычным способом – бомбардировкой сверхбыстрым снарядом.
Полученные ударные волны внутри целей настолько мощны, что превращают твёрдое тело в жидкость, жидкости в газ, а газы в плазму. Давление в месте удара достигает 15 миллионов атмосфер.
Одна из задач этих "стрельб" состоит в том, чтобы помочь учёным понять чрезвычайные условия, существующие внутри планет-гигантов, и чтобы воспроизвести состояние материи, которое чрезвычайно трудного воссоздать на Земле.
В следующем году американцы намерены модернизировать аппарат, чтобы достичь ещё более высоких скоростей.
http://www.membrana.ru/lenta/?4727
Примерно грамм аллюминия вроде, да ?
Эх ! В общем была бы только энергия.
Еще бы эта установка не так много весила, имела бы приличный КПД и ресурс на несколько месяцев работы с возможными длительными перерывами, тогда это наверно был бы лучший двигатель для межпланетных аппаратов. Взяли бы с собой катушки алюминевой ленты и вперед на просторы Солнечной системы.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьВ принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.
А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.
Глубоких расчетов на прочность не делал, (чесно не знаю предельные прочности современных приемлимых материалов). На вскидку. При длине гибкой трубы-лопасти 4-6 метров, у основания внешний диаметр может быть до 5-8 см, на конце 2-3 мм. Внутреннее отверстие если для ртути, это капиляр в десятки микрон. По длине может быть несколько промежуточных пьезоклапанов, чтоб снизить давление на конечный клапан.
Я понимаю, что такое творческий азарт. Но это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию. Как профессиональный зануда, хочу напомнить, что движитель характеризуется КПД, и, что самое неприятное, требует подвода энергии. Не белки же крутить то Ваши творческие изыски будут! Видел в теме чертеж электродигателя. КПД на уровне 40%! Ну допустим Вы ТФЯР в качестве источника энергии используете. И "нафига козе баян" при таких сочетаниях КПД?
ЦитироватьЯ понимаю, что такое творческий азарт. Но это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию. Как профессиональный зануда, хочу напомнить, что движитель характеризуется КПД, и, что самое неприятное, требует подвода энергии. Не белки же крутить то Ваши творческие изыски будут! Видел в теме чертеж электродигателя. КПД на уровне 40%! Ну допустим Вы ТФЯР в качестве источника энергии используете. И "нафига козе баян" при таких сочетаниях КПД?
Вы про что? Даже самые ширпотребовские эл.двигатели имеют КПД 98%, особенно высокооборотистые.
Нет, ширпотребовские коллекторные имеют к.п.д. 70-80%, 98% - достижим для бесколлекторного движка, где-то от киловатта и выше.
ЦитироватьЦитироватьЯ понимаю, что такое творческий азарт. Но это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию. Как профессиональный зануда, хочу напомнить, что движитель характеризуется КПД, и, что самое неприятное, требует подвода энергии. Не белки же крутить то Ваши творческие изыски будут! Видел в теме чертеж электродигателя. КПД на уровне 40%! Ну допустим Вы ТФЯР в качестве источника энергии используете. И "нафига козе баян" при таких сочетаниях КПД?
Вы про что? Даже самые ширпотребовские эл.двигатели имеют КПД 98%, особенно высокооборотистые.
http://www.ufn.ru/ufn07/ufn07_11/Russian/r0711e.pdf, стр 1247.
До электродвигателя есть система преобразования ТФЯР-источник электрической мощности. Лучшие данные до настоящего момента по реальному девайсу на орбите - Топазу и составляют порядка 40%
Конечно если рассматривать КПД всей цепочки преобразований энергии...
Но если рассматривать непосредственно преобразование эл.энергии в кинетическую энергию разогнанных частиц рабочего тела, то вариант вентилятора повыгоднее будет чем ЭРД и Холла. Может и удельная масса двигателя быдет лучше, размер баков меньше. Но УИ ниже в несколько раз, тут не поспоришь.
А вот импульсный линейный двигатель по УИ не хуже чем ЭРД, но другие параметры наверно ????
А всякие шнеки, пропеллеры и гребные колеса после сопла, это похоже бред.
ЦитироватьНо это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию.
Так и есть, только движитель и обсуждается. Кроме КПД он характеризуется удельным весом, возможностью варьировать удельным импульсом, использовать любой газ в качестве рабочего тела. Если брать тему шире, то начнется обсуждение денег, политики, Гондураса...
ЦитироватьЦитироватьНо это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию.
Так и есть, только движитель и обсуждается. Кроме КПД он характеризуется удельным весом, возможностью варьировать удельным импульсом, использовать любой газ в качестве рабочего тела. Если брать тему шире, то начнется обсуждение денег, политики, Гондураса...
Ну это уже, простите меня, мухлеж. Обсуждая движитель, необходимо указать источник энергии и сравнивать с альтернативным известным для данного источника энергии движителем. Имеются преимущества - вперед. А ежели нет..., то извиняйте...
Если движителе - это еще и неграмотность. Про скорость звука забыли.... Силовые напряжения в материале передаются в ее пределах. Так что урежьте осетра.
Да нет конечно, этот вентилятор я здесь выдвинул полтора года назад, сейчас просто вспомнил под подобную тему.
Он не годится хотя бы потому, что и для длительного полета УИ низковат, и для маневров на орбите тяга маловата, да и по направлению маневров привязан к плоскости.
Его даже просто из спортивного интереса защищать больше не буду. Нужно что нибудь другое, но от ионников я так же не в восторге.
ЦитироватьОбсуждая движитель, необходимо указать источник энергии и сравнивать с альтернативным известным для данного источника энергии движителем
Как мы будем сравнивать обсуждаемый движитель с "альтернативным известным для данного источника энергии", не интересуясь даже, можно ли его создать в принципе? Разве существующие движители привязаны к конкретному источнику электроэнергии? Я имею в виду ионники и двигатели с электрическим нагревом рабочего тела (дуговые, СВЧ).
Peter, ну сформулируйте свое возражение, продемонстрируйте грамотность...
Алексей :), было бы интересно рассмотреть чуть более общую задачу: любой движитель с механической передачей энергии рабочему телу. Мне в данный момент нравится (повторюсь) осевой многоступенчатый компрессор. Возможность работать на любом газе - это ли не новое качество?
А зачем на любом газе? Кроме, как поднять ракетой с Земли его больше взять негде. Совершить нырок в атмосферу другой планеты? Для этого вернее всего нужен отдельный аппарат, который нырнет, зачерпнет ведро газа, вынырнет, наберет потеренную скорость, пристыкуется и принесет ЛЮБОЙ газ.
Вы представляете на сколько это сложно, да и вообще не выгодно.