Как известно,ЭРД(всех видов)обладают слабой тягой и высоким УИ.Возможно ли,хотя бы теоретически,значительно поднять тягу ЭРД или есть какие-то принципиальные ограничения,не позволяющие сделать это?
ЦитироватьКак известно,ЭРД(всех видов)обладают слабой тягой и высоким УИ.Возможно ли,хотя бы теоретически,значительно поднять тягу ЭРД или есть какие-то принципиальные ограничения,не позволяющие сделать это?
Мощность. Тяга пропорциональна электрической мощности. Вес правда тоже. :(
Насколько я помню на данный момент минимальная цена тяги для ЭРД ~ 80 Вт/мН при Уи ~ 600 c. Ставим на борт ЯР большой мощности и вперед:)
Прошу прощения за опечатку конечно же цена тяги 80 Вт/г или примерно 8 Вт/мН.
Цитировать...есть какие-то принципиальные ограничения,не позволяющие сделать это?
Я вижу только одно ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ ограничение - КПД.
Он не может быть более 100%. :D
Остальное технически реализуемо: делаешь КА состоящий из одного большого ЭРД, одного ЯР и танков для рабочего тела. И будет летать такая фиговина со страшной скоростью. :roll:
У амеров уже есть разработки диаметром больше метра.
А у нас есть разработки с тягой более 1.5 Н, УИ - более 300 с., мощностью боле 30Квт, и ресурсом в три года непрерывной работы.
[/img]
ЦитироватьУ амеров уже есть разработки диаметром больше метра
Разработки чего "диаметром больше метра"?
ЦитироватьЦитироватьУ амеров уже есть разработки диаметром больше метра
Разработки чего "диаметром больше метра"?
Гусары, молчать! :lol:
А то завтра про эти крупнокалиберные разработке будете в газете читать!(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/58252.gif) :twisted:
ЦитироватьЦитировать...есть какие-то принципиальные ограничения,не позволяющие сделать это?
Я вижу только одно ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ ограничение - КПД.
Он не может быть более 100%. :D
Остальное технически реализуемо: делаешь КА состоящий из одного большого ЭРД, одного ЯР и танков для рабочего тела. И будет летать такая фиговина со страшной скоростью. :roll:
У амеров уже есть разработки диаметром больше метра.
А у нас есть разработки с тягой более 1.5 Н, УИ - более 300 с., мощностью боле 30Квт, и ресурсом в три года непрерывной работы.
[/img]
УИ как-то маловат. Может опечатка, примерно на порядок?
ЦитироватьРазработки чего "диаметром больше метра"?
Внешний диаметр ЭРД, если хотите, его размер.
ЦитироватьУИ как-то маловат. Может опечатка, примерно на порядок?
Спасибо, УИ, КАНЭШНО, более 3000 а не 300!
Мощность струи ракетного двигателя - произведение тяги на скорость истечения, деленное пополам. Делим на КПД двигателя (точнее, движителя) - получаем потребную выходную мощность ЭУ.
Следствие вышеприведенной банальности - при фиксированной располагаемой мощности можно иметь либо большую тягу, либо большой УИ.
Если, сохраняя высокий УИ, мы хотим поднять тягу - требуется увеличивать мощность энергоустановки. Но при этом будет, увы, расти ее вес, который сожрет сначала выигрыш от повышения тяги (обычно маневры с большой тягой энергетически выгоднее), а потом и от высокого удельного импульса.
Те же бревна, взгляд сбоку:
зная потребную характеристическую скорость миссии, ставим задачу получить двигательную установку минимальной массы (в рамках неких достигнутых технологий, разумеется).
Повышая УИ, добьемся уменьшения массы рабочего тела, но при этом будет расти мощность и, следовательно, масса бортового источника энергии. Поднимая УИ, дойдем до ситуации, когда рост массы электростанции превысит снижение массы рабочего тела.
Суть: с учетом достигнутых (в плане технологических возможностей) удельных масс энергоустановок и КПД преобразования, для заданной характеристической скорости операции существует строго определенный (и не очень сложно рассчитываемый) оптимальный удельный импульс.
Заметьте, до сих пор разговор шел о двигателях вообще, без подробностей не то что устройства, а принципа их работы.
Теперь кратко коснемся ограничений, накладываемых физикой конкретных схем ЭРД.
Для электронагревных очевидным лимитирующим фактором будет, разумеется, температура нагревателя - ну, это очевидно и не интересно.
Для электростатических (ионники, напр.) мы ограничены плотностью тока (грубо говоря - числом вылетающих ионов на единицу площади) - тут существуют не только практические, но и чисто физические ограничения. Чтобы поднять тягу, надо увеличивать "калибр" двигателя, а это тянет за собой массу конструктивно-технологических проблем. Я в свое время проектировал ионный двигатель диаметром порядка метра - результат весьма относительно напоминал привычные конструкции и, по тогдашним временам, по крайней мере, казался нам явным пределом.
У двигателей, которые разгоняют плазму, есть ограничения на ее плотность, там всякие гадости типа неустойчивости шнура лезут и т.п. - опять же, есть чисто физические ограничения.
В общем - не все так просто.
ЦитироватьЧтобы поднять тягу, надо увеличивать "калибр" двигателя
А если не качеством (точнее не только качеством), а количеством?
Например есть небольшой двигатель с "приличным" КПД и для увеличения мощности не проектировать новый более мощный, а собрать связку из небольших?
ЭРД большой тяги уже внутри своей конструкции работают как много параллельных лучей. А к качестве двигателя основной тяги по другому , как паралельно и не используешь. Время работы единичного двигателя ограничено эрозией оптики и всегда нужно иметь аварийный запас на случай отказа части двигателей.
Амы проблему с плотностью тока решили иным способом - создали коллоидный двигатель. Т.е. разгоняются не ионы а мелкие заряженные капли РТ.
ЦитироватьЦитироватьЧтобы поднять тягу, надо увеличивать "калибр" двигателя
А если не качеством (точнее не только качеством), а количеством?
Например есть небольшой двигатель с "приличным" КПД и для увеличения мощности не проектировать новый более мощный, а собрать связку из небольших?
30 двигателей Н-1 помните? :wink:
Если серьезно, то в случае ЭРД много маленьких хоть и хорошо в плане резервирования (в отличие от РН отказ даже многих двигателей не фатален), но уменьшает эффективность - например, увеличивается влияние краевых эффектов в ионном двигателе.
Гм... Грубо поясню: в некотором смысле иооник - таже электронно-лучевая трубка, что в мониторе перед Вами, только разгоняются не электроны, а ионы.
Фокусировка изображения на самых краях экрана похуже, не правда ли? А в двигателе это ухудшение фокусировки приводит к расхождению струи и снижению УИ.
При многих маленьких движках больше суммарная площадь поверхности каналов - больше потери.
Усложняется система подачи - а при тех мизерных расходах, что характерны для ЭРД, трубки и так на грани капилляров...
Ну, и т.д. и т.п., общий принцип повышения КПД машины при увеличении масштаба (в разумных пределах) работает и здесь.
При повышении тяги а, следовательно, и мощности всегда можно найти разумный компромисс относительно мощности в единичном двигателе и количеством двигателей в ДУ. Все, в конечном счете, будет зависеть от конкретных параметров (тяга, Уи, доступная мощность и естественно надежность). Например, требуется ДУ на ионниках мощностью 100 кВт. Что лучше один двигатель мощностью 100 кВт или 2 по 50 кВт, 4 по 25 и т.д?
А если еще допустим уже есть готовый 10 кВт ионник? Наверняка окажется что с точки зрения финансовых затрат лучше взять 10 готовых двигателей, чем разрабатывать новый пусть даже у него и КПД будет немного повыше.
ЦитироватьКак известно,ЭРД(всех видов)обладают слабой тягой и высоким УИ.Возможно ли,хотя бы теоретически,значительно поднять тягу ЭРД или есть какие-то принципиальные ограничения,не позволяющие сделать это?
Не поделитесь мат. моделью для средних умов? Увязка мощности энергоустановки с возможными параметрами движка...Чтобы просто представлять, о чем речь - а то несколько смущают встречающиеся предложения - типа реактор побольше и чуть ли не к звёздам...
Итак,большая тяга и высокий УИ в ЭРД,исходя из высказанных мнений,вещи принципиально несовместимые.Но может быть этого можно достичь на двигателях,работающих на других прнципах,ЯРД,например,или используя лазерные технологии?
ЦитироватьИтак,большая тяга и высокий УИ в ЭРД,исходя из высказанных мнений,вещи принципиально несовместимые.
Почему же? Обеспечьте необходимую электрическую мощность и будет вам и тяга и УИ.
ЦитироватьНо может быть этого можно достичь на двигателях,работающих на других прнципах,ЯРД,например,или используя лазерные технологии?
То же самое. Обеспечьте мощность и всё будет. Закона сохранения энергии ведь пока что никто не отменял...
Старый - Почему же? Обеспечьте необходимую электрическую мощность и будет вам и тяга и УИ.
Ну это как раз понятно,только как же обеспечить необходимую электрчекую мощность на практике - ведь вес конструкции и её громоздкость растут.Возможно в этом и заключается принципальная невозможность
ЦитироватьНу это как раз понятно,только как же обеспечить необходимую электрчекую мощность на практике - ведь вес конструкции и её громоздкость растут.Возможно в этом и заключается принципальная невозможность
О! Золотые слова! В этом то и вся загвоздка... :(
MKOLOM писал(а):
Ну это как раз понятно,только как же обеспечить необходимую электрчекую мощность на практике - ведь вес конструкции и её громоздкость растут.Возможно в этом и заключается принципальная невозможность
Старый - О! Золотые слова! В этом то и вся загвоздка...
Тогда давайте задумаемся над вопросом - а зачем нам вообще нужна большая тяга.По-видимому,либо для старта с массивного тела,каковым, несомненно, является Земля(и другие планеты),а также для коррекционных эволюций КА,хотя в этом случае величина тяги относительно невелика.Для межпланетных же перелётов целесообразнее всё-таки двигатели с высоким УИ,а величина тяги менее существенна.Итак,сверхмощные двигатели(в смысле тяги),нужны в основном для стартовых операций с целью придания КА скорости вывода на орбиту либо скорости убегания.Но приведенные выше мнения различных дискутантов не оставляют сомнения в невоможности создания двигателей одновременно с большой тягой и высоким УИ.Существующие же химические монстры работают на грани своих возможностей.Что же остаётся?ИМХО,только создание внеземного космодрома на небесном теле с относительно низкой силой тяготения,но не настолько малом,чтобы на нём нельзя было бы создать индустриальную инфраструктуру.Думаю Луна подходит по всем параметрам
ЦитироватьЧто же остаётся?ИМХО,только создание внеземного космодрома на небесном теле с относительно низкой силой тяготения,но не настолько малом,чтобы на нём нельзя было бы создать индустриальную инфраструктуру.Думаю Луна подходит по всем параметрам
А земля то вам чем не подходит? Имхо, куда приятнее во всех отношениях, чем луна... Да и все вроде так считают?
ToСтарый
Шуточки у вас,однако
ЦитироватьToСтарый
Шуточки у вас,однако
Почему же шуточки? Вроде все пока с Земли летают и на иные места не рассчитывают?
Старый - Почему же шуточки? Вроде все пока с Земли летают и на иные места не рассчитывают?
Именно,пока.Было время,когда люди"пока" жили в пещерах и заворачивались в звериные шкуры.А сейчас как-то по другому.Так и с полётами. Да ,пока летают с Земли.Вынужденно.Но всё изменится,со временем,конечно
Мощность для ЭРД надо искать вокруг корабля! Это либо СБ на пленках, либо паровая машина! А всякие ядерные хреновины туда стрелять не надо, ибо оттуда это может упасть к Вам в огород!
Балбесы вы! :) Энергию для ЭРД надо передавать ИЗВНЕ! С земли или орбитальной солнечной электростанции! :) ;)
ЦитироватьБалбесы вы! :) Энергию для ЭРД надо передавать ИЗВНЕ! С земли или орбитальной солнечной электростанции! :) ;)
И обязательно по проводу :D
ЦитироватьИ обязательно по проводу :D
В аккумуляторах возить. :)
ЦитироватьВ аккумуляторах возить. :)
В розлив или насыпью? :D
ЦитироватьВ розлив или насыпью? :D
Не. В розлив это совсем другая энергия... :D :D :D :D
Про энергию для улёта. Может кто ещё не слышал:
Сидит наркоман, курит дурь, читает газету и вдруг его как пробъёт на хи-хи! Ну его друзья спрашивают: В чём дело?
Он говорит: Вот пишут, что в Сатурн-5 заправляется 3000 тонн топлива, на строительство стартового комплекса ушло два миллирна тонн стали и пять миллионов тонн бетона, а вся программа обошлась в 25 миллиардов долларов!
Ему: А что ж тут смешного?
Он: Как что? Тысячи тонн топлива, милионы тонн стали и бетона, миллиарды баксов, и всё это только для того чтоб улететь на луну. А мне для этого достаточно одной затяжки!
Старый - Сидит наркоман, курит дурь, читает газету и вдруг его как пробъёт на хи-хи! Ну его друзья спрашивают: В чём дело?
Он говорит: Вот пишут, что в Сатурн-5 заправляется 3000 тонн топлива, на строительство стартового комплекса ушло два миллирна тонн стали и пять миллионов тонн бетона, а вся программа обошлась в 25 миллиардов долларов!
Ему: А что ж тут смешного?
Он: Как что? Тысячи тонн топлива, милионы тонн стали и бетона, миллиарды баксов, и всё это только для того чтоб улететь на луну. А мне для этого достаточно одной затяжки!
Ну конечно же,когда я доказывал разорительность стартов с Земли,Старый иронизировал и делал вид(и довольно естественно),что он не понимает о чём речь.Но наконец-то наркоман объяснил ему в доступной форме и о чудо,Старый понял
ЦитироватьНу конечно же,когда я доказывал разорительность стартов с Земли,Старый иронизировал и делал вид(и довольно естественно),что он не понимает о чём речь.Но наконец-то наркоман объяснил ему в доступной форме и о чудо,Старый понял
Вы как всегда не поняли. Это всё нужно только для того чтобы долететь до луны. А потом надо ещё и с луны стартовать! Вы убедительно делаете вид, что не понимаете, что чтобы стартовать с луны до неё нужно сначала добраться...
Хотя конечно можно пыхнуть дури, и перед глазами поплывут видения лунных заводов, которые изготовляют ракеты, топливо и полезные нагрузки прямо там. И потом можно доказывать самому себе, что так получится дешевле...
А если серьёзно - главное,нужны киловатты,много,очень много.Тогда ЭРД заработает с большой тягой.Давайте на орбите создадим гелиоэлектростанцию(любого типа) и будем передавать энергию на стартующую или разгоняющуюся ракету либо микроволнами либо лазером.В таком случае размер станции значения не имеет,а рабочего вещества при высоком УИ потребуется не так уж много
МКОЛОМ, у меня очень плохо с арифметикой, поэтому я затрудняюсь подсчитать, может вы это сделаете: сколько энергии надо (при 100% кпд) чтобы питать ЭРД тягой три тонны и удельным импульсом 3000 секунд? Ну то бишь сколько там будет эмвэквадратпополам килограма рабочего тела движущегося со скоростью 30 км/с? И какая должна быть мощность чтобы выдавать эту энергию в секунду?
Моё дело - выдвигать гипотезы, а доказывают (или опровергают) их пусть те, кому это надо.(Из Старого)
Присоединяюсь
А вот такой дурацкий вопрос.
Предположим что у нас нет ограничений на мощность энергоустановки. Сможем ли мы сделать компактный двигатель с приличной тягой и импульсом? Желательно чтоб тяга превосходила массу?
Сможем ли мы сделать компактный двигатель с приличной тягой и импульсом? Желательно чтоб тяга превосходила массу?
Может ли человек попавший в болото вытащить себя за волосы?
Я уверен барон Мюнгхаузен знает ответ на Ваш вопрос.
Если серьезно то НЕТ!
Даже если случится чудо и сам двигатель удастся создать, то
остается еще масса энергоустановки, которая неограничена по мощности, и масса рабочего вещества.
Можно попробовать приблизится к такому двигателю но IMHO надо идти не вверх по мощности, а вниз! Милливатты мощности.
Я бы не давал такого однозначного нет. Сейчас - конечно невозможно. Потом - обязательно будет. ИМХО стоит переложить вопрос несколько в иную плоскость, ведь высокая тяга - это высокая плотность РТ. Плазма высокой плотности .... Вот в чём проблема. Опять ИМХО.
ЦитироватьА вот такой дурацкий вопрос.
Предположим что у нас нет ограничений на мощность энергоустановки. Сможем ли мы сделать компактный двигатель с приличной тягой и импульсом? Желательно чтоб тяга превосходила массу?
Это называется ЯРД
Это называется ЯРД
Можно упомянуть и термоядерные ракетные двигатели:)
Но прошу еще раз внимательно прочитайте название темы!
Каковы удельные характеристики тяги к массе двигателя? И меняется ли это соотношение при изменении каких-либо параметров?
А от какого параметра зависит плотность плазмы?
Corvax
Вы говорили об электростатических двигателях, а электродинамические рассматривались когда-нибудь? Как МГД-генератор наоборот?
ЦитироватьВы говорили об электростатических двигателях, а электродинамические рассматривались когда-нибудь? Как МГД-генератор наоборот?
смотри VASIMR
бесит! вы чего? циклы там всякие, всё элементарно решается! :evil: берём зеркало направляем на солнце, греем РТ, крутим турбину, заходим в тень ЗЕМЛИ ..охлаждаем, доохлаждение РТ решается за счёт количества РТ, чем его запас больше, тем дольше проработает непрерывно машина...
при межпланетных полётах, просто на какое- то время отворачиваем зеркало и доохлаждаем РТ до нормы, в любом случае, радиаторы стоят прямо за зеркалом, тепловой перенос в вакууме слабее, что и плюс и минус одновременно, однако в тени, в космосе температурка -то даалекооо минусовая............. привет........
но если просмотрели тему, было такое моё предложение------использовать радиационный плазменный ускоритель, в котором основным средством разгона рабочего тела (плазмы) является давление солнечного света , отражённого зеркалом, плюс его перегрев за счёт тепловой составляющей солнечного излучения.КПД примерно 90%.
соответствующую экспериментальную установку готов соорудить за год работы и миллион деревянных совецких доларов за всё про всё, включая оплату труда.