Интересует вот такой вопрос (потому как вразумительного ответа получить не могу, а своих мозгов и образования не хватает) - потребная эл.мощность для двигателя на атомарном водороде.
В качестве примера имеем наш "Буран", оборудованный гипотетическим источником электроэнергии и двигателем(ями) на атомарном водороде. Атомарный водород получают пропусканием молекулярного водорода через вольтову дугу
Вопрос - какая мощность (сколько МВт) должна быть у этого источника электроэнергии, чтобы Буран сам взлетел с поверхности Земли и вышел на орбиту МКС? И сколько потребуется молекулярного водорода для этой цели?
Если нетрудно, просветите хоть кто-нибудь!
массу Бурана в заправленном состоянии примем 105 т...
в общем буду пока сам с собой общаться
насколько мне известно теоретические предпосылки для создания РД на атомарном водороде имеются, проблема заключается в основном в дополнительном источнике электроэнергии, потребном для ионизации водорода на борту корабля.
Из всех известных химических реакций наибольшим энерговыделением сопровождаются процессы окисления водорода (118 тыс. кДж/кг) и стоящая уже между химическими и ядерными реакция рекомбинации атомарного водорода - 224 тыс. кДж/кг. Теплоемкость атомарного водорода почти в 2 раза выше, чем у гремучей смеси, молекулярная масса в 9 раз меньше, а, значит, для ракеты-носителя 'на атомарном водороде' масса топлива почти равна массе конструкции, тогда как у традиционных ракет - даже лучших из них - она минимум в 10 раз больше. То есть современный истребитель, используй он атомарный водород как топливо, может не только выйти на орбиту, но и совершить полет к Луне и обратно!.. (по материалам журнала "Техника Молодежи" N 4'2000).
Переведем Джоули в Ватты - 1Дж = 1Вт с
То есть на ионизацию в идеале нужно на 1кг молекулярного водорода 224МВт*с или 806400 МВт*ч. Согласен величина охрененная.
Теперь вопрос для всех, кто сведущ, вопрос теоретический:
сколько грамм, килограмм, тонн можно поднять на орбиту Земли высотой 400км с поверхности на 1 кг молекулярного водорода, ионизированного до атомарного состояния. Степень ионизации возьмем 100% (идеальный случай, понятно что в реале гораздо меньше будет).
В конце концов мощность ведь может быть и импульсная...
Так. По "атомарному водороду".
Вопрос №1 и самый главный: - А как хранить дровишк? Тфу, атомарный водород.
Он же заразо так и стремится рекомбинировать... :wink:
Пока ЕМНИП его хранят долями милиграмма "примороженным" в подложке при почти обсалютному нуле.
А как его планируете хранить вы? Пока не будет реальной методики хранения тонн "атомарного водорода" все ЛА и КК на базе "рекомбинационного РД" - ненаучная фентези.
Вопрос №2: - А как его подавать? А то он вдруг рекомбинируется в трубопроводе подачи... Во веселье-то будет, покруче чем при аварии турбонасоса ЖРД...
Это основные мои вопросы. :)
ЗЫ. Да, я вредный, нечуткий, въедливый критик в стиле "Злобного Ыхха" достаточно знакомый с техникой. Но вопросы-то задаю верные... 8)
ИМХО Хранить в баке - молекулярный. Ионизировать на борту. Энергии надо по 13.6 eV на каждый атом как минимум. Ионизировать СВЧей резонансно, это намного эффективнее дуги на постоянном токе. Где для этого брать энергию- это уже второй вопрос. Или тянуть с земли (той же СВЧ, смотрим ветку с американским дисером про СВЧ челнок) или вырабатывать на борту- привет гипотетическому термоядерному реактору на He3 ( кто то утверждал тут что у реакции синтеза с участием He3 значительная часть энергии оказывается сразу в СВЧ диапазоне в связи с отсутствием нейтронов как результата реакции).
ЦитироватьТак. По "атомарному водороду".
Вопрос №1 и самый главный: - А как хранить дровишк? Тфу, атомарный водород.
Он же заразо так и стремится рекомбинировать... :wink:
Пока ЕМНИП его хранят долями милиграмма "примороженным" в подложке при почти обсалютному нуле.
А как его планируете хранить вы? Пока не будет реальной методики хранения тонн "атомарного водорода" все ЛА и КК на базе "рекомбинационного РД" - ненаучная фентези.
Вопрос №2: - А как его подавать? А то он вдруг рекомбинируется в трубопроводе подачи... Во веселье-то будет, покруче чем при аварии турбонасоса ЖРД...
Это основные мои вопросы. :)
ЗЫ. Да, я вредный, нечуткий, въедливый критик в стиле "Злобного Ыхха" достаточно знакомый с техникой. Но вопросы-то задаю верные... 8)
вопросы может и верные но читаете мсье весьма невнимательно,
водород берем молекулярный и непосредственно перед камерой сгорания ионизируем либо дугой либо как отметил khach "СВЧей резонансно"
khach не сочти за труд - ссылочку на эту дисертацию, на всякий , я щас тоже поищу...
насчет мощности и параметров источника электричества: это и требуется определить в данной ветке
Товарищи которые увлекаются "электрореактивными РД" забывают о вопросе энергопитания. Все элеткрореактивные двигатели имеют пик эффективности в диапазоне малых тяг, двигло на рекомбинации водорода не исключение.
А компактный источник энергии гига-тераваттной мощности и без океана на охлаждение - фентези.
Для примера, мне знакомый посчитал что для охлаждения ТЯ реактора с КПД 76% (съём мощности с плазмы "индукционными" МГД с КПД 60% и интегрированными ТЭГ с КПД 40% в системе охлаждения) выходной электрической мощностью 15 ГВт надо "всего" 2,2 т воды в секунду со сбросом теплоносителя и "отработанной" плазмы заборт. Вот и думаем... И ТЯР такой весит ну никак не 10 тон...
Цитироватьkhach не сочти за труд - ссылочку на эту дисертацию, на всякий , я щас тоже поищу...
насчет мощности и параметров источника электричества: это и требуется определить в данной ветке
Дык в соседней теме http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=188368#188368
ЦитироватьТоварищи которые увлекаются "электрореактивными РД" забывают о вопросе энергопитания.
А компактный источник энергии гига-тераваттной мощности и без океана на охлаждение - фентези.
Океан жестко задан- теплоемкость водорода в баке при нагреве конструкции до "нестрашных" температур. Согласен, КПД прийдется разгонять до 98% и лучше. И умещать движок в 10т. В качестве извинения за фентезийность постараюсь найти рецензию на какую-то пионерскую работу Годдарда, где именно эти аргументы приводились в доказательство невозможности выхода на орбиту на ЖРД.
С такой сложной системой - ТЯР используется для получения атомарного водорода, а тот в свою очередь... КПД 98% не получить, водород будет рекомбинировать непосредственно после ионизации, выделяя ту же энергию, которая была затрачена. Так нужен ли этот промежуточный этап? Проще греть этот самый водород и сбрасывать его за борт, получая тягу.
Я конечно скажу крамолу с точке зрения некоторых присутствующих, но в ближайшие 100 лет альтернативы ЯРД на РВС водородному или РАКСу я не вижу.
ТЯРД в атмосфере не запустиш, если воздух войдёт в КС то ТЯ реакция тутже потухнет, см что творится с ТОКАМАК при "загрязнении" плазмы.
Всякие "электрореактивные" двигатели есть по стуи системы с "двойным" приобразованием. Т.е. 1 ступень преобразования от реактора, КПД далеко не 100%, 2 ступень преобразования электричества в кинетическую энергию раюбочего тела, КПД максимум 55-60%. Суммарное КПД можете посчитать сами.
А про ЖВ. Мне считали 2 варианата охлаждения ТЯР. Вода или ЖВ, вода удобней. У неё большая плотность, не такие заморочки с баками-крионикой, и насколько я помню даже больше теплоёмкость.
Так что вот так...
А обычный твердофазный ЯРД - тоже система двойного действия- сначала греем материал ТЭВЛов, а от них водород греется. Соответственно выше 3000К нам несветит. Больше никакой материал невыдержит. А при полной ионизации водорода его можно отжимать от стенок полями. Может оказаться, что энергия расщепления молекулы- это не полезная энергия, а безвозвратные потери, как и весьм мощное излучение в УФ диапазоне. А по поводу мощности, магнитных полей, масс и He3- вот прекрасный обзор, там цифр полезных много http://www.inp.nsk.su/activity/preprints/files/2005_008.pdf.
Тут вопрос в том что через зазор магнитного сопла внешний газ проникнет внутрь и загасит реакцию при плотнсоти атмосферы более 1/1000-1/100.
А ТФЯРД... Я именно на НК увидел упоминание о ЯРД на РВС в тепловым выходом 8.000 МВт на метр засыпки активной зоны.
ЦитироватьТут вопрос в том что через зазор магнитного сопла внешний газ проникнет внутрь и загасит реакцию при плотнсоти атмосферы более 1/1000-1/100.
Далась вам эта атмосфера... Давно существуют радиопрозрачные керамические окна для вывода СВЧ из ламп. Мегаватты мощи держат без особых проблем. Движок для старта с поверхности прийдется делать двухконтурным- первый контур с использованием забортной атмосферы, зона реакции изолированна от атмосферы, второй- космический, когда зона плазмы открывается в пространоство. Широкоапертурные клапана с жидкометаллическим уплотнением технических проблем несоставляют. Может движок быть даже трехконтурным, когда первый контур- почти обычный ТРВД с СВЧ нагревом рабочего тела ( прийдется даже впрыскивать немного углеводородной горючки для "раскисления" газа между комперссором и турбиной).
А как вы всё это будете охлаждать? Или у вас двигатель с не самоподдерживающейся реакцией? А то знаетели ТЯ реакция тепла много даёт "побочного"...
А про то что с плазмы можно снимать мощность через СВЧ ректеннами. А это энергетический выгодно? А то про "индукционые" МГД могущие работать с ТЯ плазмой из диверторов ТОКАМАКа я уверен почти на 100%, про съём мощности тепловой с помощью ТЭГ я уверен на 100%, а вот про съём через СВЧ у меня уверенности даже на 30% нету.
Так что ссылку в студию на достаточно авторитетную публикацию по данному вопросу попрошу.
И кстати, в PDF по вашей ссылке уровень плотности плазмы максимальный около 6х10^13 см^-3. А если перевести эту плотность хотя-бы в атмосферы-паскали?
А то меня интересует какую примерно тягу можно выжать из всего этого имея известные параметры плотности плазмы и магнитных полей её удерживающих.
И былобы неплохо елсибы ктонибуть разбирающися более точно в вопросе оценил какие примерно будут параметры магнитных полей-плазмы у достаточно "реального" хотябы вакуумного ТЯРД на пробкотроне.
И желательно массогабаритные прикидочные характеристики сей штуковины... Допустим на основе углеродных нанотрубочных обмоток сверхпроводящих или нет. ЕМНИП открыли такой эффект... По крайней мере про "металлический" тип проводимости нанотрубок уверен.
Народ, я в замешательстве!
Я там по вытащенным из ПДФа данным "смоделировал" ТЯРД и вот немного в удивлении....
Вопросов 3:
1) Правильно ли я смог оценить примерное значение давления плазмы?
2) Какую тягу можно "выжать" при таких параметра РД в вакууме с "инжекцией" в плазму ксеновновой-аргоновй плазмы и ьез неё?
3) Каков максимальный теоретический возможный "форсаж" на таком РД?
ЦитироватьТЯРД:
А конкретней ТЯРД на основе "несимметричного" "пробкотрона" с амбиполярными
магнитными пробками.
Плотность плазмы:
Соленоида: - 1,75 х 10^14 см^-3 (давление примерно 1/10-1/100 атм). (?)
Пробкотрон 1: - 3,32 х 10^12 см^-3.
Пробкотрон 2: - 10 х 10^12 см^-3.
Радиус плазмы соленоида: - 1 м.
Радиус вакуумной камеры: - 1,25 м.
Рабочая температура плазмы: - 70 keV.
Нагрев плазмы: - ИЦР-нагрев.
Цикл ТЯ реакции:
Стандартная: - D + He3 -> Не4(3,6 Mev) + p(14,7 Mev) (ресурс 1 стенки до 100 лет).
Нестандартная: - D + T -> He4(3,6 Mev) + p(17,6 Mev) (ресурс 1 стенки 6 лет и
сильная нейтронная активация конструкций двигателя).
Потребляемая пробкотронами мощность: - 200 МВт.
Погонная мощность: - 34 МВт/м.
Коофицент усиления Q: - 15.
Термоядерная мощность: - 3.400 МВт
Длина соленоида: - 90 м, гофрированный соленоид.
Длина пробкотронов: - по 5 м, "октокупольные" разной мощности для создания "несимметрии" истечения плазмы обеспечивающей тягу.
Габариты блока двигателя:
Длина: - 110 м (тракт магнитной ловушки 100 м, тракт магнитного сопла 10 м).
Диаметр: - 6 м.
Магнитные поля:
Соленоида: - вакуумное 6 Т.
Пробкотрон 1: - 4 Т (в центре 1 Т).
Пробкотрон 2: - 20 Т (в центре 5 Т).
Материал НТСП: - (NbTi)3Sn и NbTi, катушки работают при температуре 4,4 К.
Масса двигателя: - 200 тон.
Скорость истечения: - 10% от С (по словам одного знаокмого знающего физику это теоретический предельная скорость истечения ТЯРД).
Тяга двигателя: - ?
Форсаж: - ?.
"Инжекция": - дополнительный "наддув" выхлопа Ar-Xe плазмой для гибкого управления тягой.
есть такой чел, Василий Шабетник, в соответствии с его фрактальной физикой были получены высокотемпературные сверхпроводники, цитата из его книги"...синтезировано соединение YBa2Cu3Se7 с критической температурой 371 К, ...", так что я думаю массу этого ТЯРД можно солидно уменьшить за счет исключения крионики.
Мне тоже интересно, какова тяга будет, этот ПДФ я не читал, т.к. много весит, мой инет не потянет :), есть у кого-нить в Ворде эта инфа?
Цитироватьесть такой чел, Василий Шабетник, в соответствии с его фрактальной физикой были получены высокотемпературные сверхпроводники..
Title: High-temperature superconducting compound YBa2Cu3Se7 with Tc=371 K
Authors: Shabetnik, V. D.; Butuzov, S. Yu.; Plaksii, V. I.
Publication: Technical Physics Letters, Volume 21, Issue 5,
May 1995, pp.382-384
"Высокотемпературное сверхпроводящее соединение YBa2Cu3Se7 c Тс = 371 К".
В небольшой заметке на трех страницах содержится, по крайней мере, два сенсационных результата: создание соединения с YBa2Cu3Se7 структурой типа "1-2-3" и сверхпроводимость почти при температуре кипения воды.
К сожалению, проверить, действительно ли создано соединение YBa2Cu3Se7 c указанной решеткой, как утверждают авторы, а тем более повторить технологию, невозможно, т. к. о ней сказано лишь, что она "оригинальная", и приведены весовые проценты исходных элементов Y, Ba, Cu, Se. Рентгенограммы, доказывающие наличие соединения, не приведены, хотя они увеличили бы доверие к авторам столь сенсационного результата, не раскрывая их ноу-хау...
Есть веские сомнения в принципиальной возможности получения такого соединения, учитывая, что ионный радиус селена очень велик и составляет почти 0,2 нм..."
В. Линь (Linway)
"
02.06.2005 | 12:41
Академик Василий Шабетник научно доказал, что описанное в Библии рождение от Святого Духа физически возможно.
По мнению академика Шабетника, технология зачатия от электрического поля Солнца в будущем позволит спасти человечество и вернет его к Богу:
— Сейчас уже понятно, что Солнце является ретранслятором энергоинформационного обмена между Создателем и Человечеством. Взаимодействие заряженных объектов во Вселенной осуществляется практически мгновенно электромагнитной силой через электрическую структуру пространства. Все в мире находится в постоянном взаимодействии и связи. Причем скорость информации в миллионы раз больше скорости света. И это проверено экспериментально, в России и США созданы аппараты мгновенной связи. Информация является материальной силой, как и мысль, поскольку имеет электромагнитную природу. Поэтому физические законы мироздания тесно переплетены с духовными."
http://www.obozrevatel.com/news/2005/6/2/16847.htm
Какой уж тут высокотемпературный сверхпроводник, бери выше, с самим господом на дружеской ноге...
Так что чисто конкретно с массой "этого ТЯРД" проблемы ещё будут :roll:
Алё, я не понял, что это уже Чёрная дыра?
ЦитироватьАлё, я не понял, что это уже Чёрная дыра?
Естественно. Для тех, кто не понимает с первого раза: эта тема пришла оттуда, из чёрной дыры, и пора ей туда же и вернуться. Как и большей части остальных :roll:
Я всё ещё надеюсь что ктонибуть сможет прикинуть параметры тяги учитывая данные мной цифры по ТЯРД.
Давайте пока на ВТСП не закладываться. Хотя прогресс в технологии есть (слой керамики на металлической ленте), но с критическими полями (магнитное поле, при котором сверхпроводящее состояние разрушается) не все так хорошо. И бронирующего металла тоже много больше надо, чем для Nb3Sn. Криогеника много массы не съест, тем более что жидкого водорода очень много на борту. Если ограничиться полями в 1-2 Теслы, то обычный бронированный медью провод с содержанием сверхпроводника в 30-40% работать будет. Это давно освоенная технология для Nb3Sn и NbTi. Хотя бы магнитную систему рассчитать можно будет :-).
По поводу параметров гипотетического ТЯРД на пробкотроне. Во первых, приведенные цифры это экстраполяция из достигнутых параметров плазмы на пробкотроне с амбиполярными ловушками. Будет ли это реактором с Q=15, не будет ли- пока неизвестно. Сколько из этой плазмы можно "выливать" наружу, незагасив реакцию, тоже требует изучения. Конструкция сопла тоже неизвестна пока. Как же тут можно тягу считать? Да и "колбаса" слишком длинная получается для реальной конструкции -90м с гаком. Но это одни из немногих доступных цифр, по которым можно прикидывать физику и габариты аксиально-симметричных ТЯ систем.
О КПД вообще рано говорить. С одной стороны принципиальных запретов на высокий КПД нет. Ректенны нужны только для вспомагательного питания, добротность СВЧ резонаторов достижима 3000-5000, сверхпроводящих- 25000. С плазменной стенкой- того же порядка, что и сверхпроводящих. Потерь особых непредвидется. С другой стороны ТЯ плазма интенсивно светит в рентгене, рабочее тело- в ультрафиолете, потери в диэлектрике в вакуумных СВЧ окнах реактора итд. Очень много неизвестных. 3400/15~200МВт, циркулирующих в системе для подогрева плазмы тоже не подарок, вот от них процентов 10-20 надо в тепло списывать точно (если неудасться каким либо способом замкнуть петлю энергии внутри реактора)
В общем думать надо, считать, дождаться результатов по реальной плазме с ИТЕРа. Новой физики тут небудет, все уравнения давно написанны. Но это как с физикой Ньютона- от его опытов до паровых турбин 200 лет прошло, а законы все те же. Так и сейчас с плазмой мы умеем работать, как неандерталец с огнем. А надо- как с огнем в ЖРД. Учитывая развитие вычтехники код PIC (particles in cell) скоро можно будет эффективно крутить на домашнем компьютере. Для СВЧ это уже сегодняшний день- пакетов симуляции целая куча. А еще 15 лет назад посчитать ЭМ поля в сложной волноводной системе было фантастикой. Уместно сравнить гипотетический реактор и токамак с лазером и прожектором. ИТЕР- большой прожектор, светить будет, даже ослепить может. А надо- мелкое, компактное, с высоким КПД- как полупроводниковый лазер. А лазеру такому на сегодня с момента изобретения лет 30. Вот и с ходовым реактором надо на такой срок ориентироваться.
Цитировать"02.06.2005 | 12:41
Академик Василий Шабетник научно доказал, что описанное в Библии рождение от Святого Духа физически возможно.
По мнению академика Шабетника, технология зачатия от электрического поля Солнца в будущем позволит спасти человечество и вернет его к Богу:
http://www.obozrevatel.com/news/2005/6/2/16847.htm
Какой уж тут высокотемпературный сверхпроводник, бери выше, с самим господом на дружеской ноге...
Так что чисто конкретно с массой "этого ТЯРД" проблемы ещё будут :roll:
из этой же статьи:
"...Всем известен опыт с клонированием шотландской овцы Долли, — говорил академик. - Но мало кто обращает внимание, что деление материнской клетки, из которой вырастили клона, было искусственно стимулировано электрическим воздействием..."
читать товарищи нужно вдумчиво, а так можно кого угодно затоптать по невнимательности
ЦитироватьЦитироватьАлё, я не понял, что это уже Чёрная дыра?
Естественно. Для тех, кто не понимает с первого раза: эта тема пришла оттуда, из чёрной дыры, и пора ей туда же и вернуться. Как и большей части остальных :roll:
а вот хамить не надо
попрошу вести цивилизованный диалог, если у Вас есть веские аргументы за или против, прошу Вас поделиться ими, а рассуждения в духе "этого не может быть потому что неможет быть" не принимаются, догматизм и предубеждения в научном обсуждении не приемлемы!
В обсуждаемом отрывке нет науки. Энергетические поли и информационные магистрали тут не обсуждаются. И не постятся.
ЦитироватьВ обсуждаемом отрывке нет науки. Энергетические полЯ и информационные магистрали тут не обсуждаются. И не постятся.
И попытки обхода законов сохранения тоже.
Ладно, переформулирую вопрос:
Скорость истечения рабочего тела: - 29.900 км/с.
Какой расход рабочего тела будет при тяге в 1.000 тон за время 1 секунда?
ЦитироватьВ обсуждаемом отрывке нет науки. Энергетические поли и информационные магистрали тут не обсуждаются. И не постятся.
не надо передергивать, речь идет об электрическом поле, о котором Вам, надеюсь,рассказывали еще в школе
админы эту тему смотрят, интересно мне знать, а то спам появился...
2
falangerВы видимо оказались в том же положении, что и я. Никто толком вразумительно не может или не хочет ответить в общем то на простые вопросы (для специалиста достаточно не высокого класса)..
может в соседние темы стуканемся?
Цитировать— Сейчас уже понятно, что Солнце является ретранслятором энергоинформационного обмена между Создателем и Человечеством. Взаимодействие заряженных объектов во Вселенной осуществляется практически мгновенно электромагнитной силой через электрическую структуру пространства. Все в мире находится в постоянном взаимодействии и связи. Причем скорость информации в миллионы раз больше скорости света. И это проверено экспериментально, в России и США созданы аппараты мгновенной связи. Информация является материальной силой, как и мысль, поскольку имеет электромагнитную природу. Поэтому физические законы мироздания тесно переплетены с духовными."
если это - электрическое поле, то я - Фарадей! :twisted:
Лет десять назад читал книгу "Электромагнитная Вселенная".
Кто автор, не помню, но вроде маститый электротехник.
Вот там тоже – и Бог присутствовал... и прочие...
:( Смутное время...
falanger-у
Только не подумайте, что умничаю. Закон сохранения импульса, mV=Ft. Масса [кг], скорость [м/с], сила[Н], время [сек].
Цитироватьfalanger-у
Только не подумайте, что умничаю. Закон сохранения импульса, mV=Ft. Масса [кг], скорость [м/с], сила[Н], время [сек].
хм, ну видимо 3 кг чего-то...