Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[vlad7308]

При чем тут колеса и кузов?
Ещё тогда и меня добавьте в общую массу

Ненене. Вы это экипаж, Вы это ПН. А колеса - движитель, без них бибика не поедет. ТЭМ - это бибика с колесами, генератором, выхлопной и движком.

тогда хотя бы кузов уберите
Рамы и ходовки достаточно так и быть, с трансмиссией и раздаткой.
А кузов это обиталище экипажа и пн сбрасываемый обтекатель ггг

[vlad7308]

Кстати вот Вам
Ни рамы ни ходовки ни колес - один мотор

[telekast]

При чем тут колеса и кузов?
Ещё тогда и меня добавьте в общую массу

Ненене. Вы это экипаж, Вы это ПН. А колеса - движитель, без них бибика не поедет. ТЭМ - это бибика с колесами, генератором, выхлопной и движком.

тогда хотя бы кузов уберите
Рамы и ходовки достаточно
А кузов это обиталище экипажа и пн сбрасываемый обтекатель ггг

Договорились. Даже бак пущай в прицепе будет, как задуманно.

[Stak]

Автомобильные моторы около 2 кг/квт,

даже лучше. Мой мотор примерно 0.7кг на кВт.

Это примерно как жопу с пальцем сравнивать . Причём тут ДВС вообще?
Ну ОК, не смогли разработчики добиться желаемых ресурсов и удельных характеристик (это я про первый ТЭМ, мегаватт на 20т массы с ресурсом 10 лет).
У Нуклона и труба пониже, и дым пожиже (масса 35т при моще в полмегаватта, судя по ТЗ, ресурс 2.5 года), но шансов на реализацию явно больше (цифры то в ТЗ не на пустом месте появились).
То, что на трассе Земля-Луна такой же буксир, но с СБ вместо реактора был бы безопаснее (да и массу имел бы меньшую) - так с этим никто и не спорит. Однако, технологию то надо отрабатывать, турбины высокотемпературные, холодильники, РМПД тот же (если будет).

хммм возможно
Но тогда и обещать (если уж обещать) нужно опытный образец и тп. А не звезду смерти

Я вообще сомневаюсь, что тепловая машина любого обычного на земле типа (ЯЭС в т.ч.)  с преобразованием в электричество подойдет для работы в качестве ДУ (и даже ЭУ) в космосе. Нужно что-то принципиально новое. Например, типа прямого преобразования, без теплового цикла.

То, что описано в ТЗ, на звезду смерти как-то не тянет)
 
Насколько я понимаю, над развитием "Топазов" и "Енисеев" тоже продолжают работать [1],[2]. 

По второй ссылке есть интересная табличка с ТТХ перспективных проектов на термоэмиссии, вплоть до 18кг/кВт в форсированном режиме для 400кВт установки. Однако, КПД термоэмиссии более 5-8% поднять не получается. С турбиной - достижимо порядка 30%, т.е. урана в реакторе установки на ту же электрическую мощность будет в ~4 раза меньше. 

Кроме того, есть ещё одна идея, витающая в воздухе, в виде термоаккустики (цикл Стирлинга) с МГД-преобразованием ионизированного газа, не знаю только, проверял ли её кто-нибудь на практике.

[vlad7308]

Не, термоэмиссия (известная) это тоже не оно. Это в общем те же грабли.
 В идеале - прямое преобразование в электричество кинетической энергии заряженных продуктов деления. Но такого нет даже в картинках
Либо - ЯРД какого-то типа, тепло в реактивное движение минуя электричество. Но там свои проблемы.

[Leonar]

Автомобильные моторы около 2 кг/квт,

даже лучше. Мой мотор примерно 0.7кг на кВт.

С радиатором , вентилятором, выхлопной и жидкостями? Это врядли. А с учетом неограниченной долговременной мощности около 50% от максимальной еще сильно врядлее. среди поршневиков лучшие уд.показатели у авиамоторов. Просто им нада. И там 1кг/кВт очень достойный результат. Причем достигнут он был еще в 20-х годах прошлого века и до сих пор не сильно улучшился несмотря на все компьютеры и наноматериалы.

хммм
Ну если вообще со всем обвесом...
Сам мотор весит кажется килограмм 200. Все остальное, нужное чтобы он работал - ну вряд ли больше сотни, даже включая выхлопную систему. Скорее меньше. Ну пусть сотня. Тогда получается 1кг на кВт.
А вообще на этот самый мотор можно еще поставить компрессор (продаются). И будет уже почти 0.5 кг на кВт (если считать все).

А если этот мотор засунуть в космос, прилепить оному электрогенератор с обвесом и т. д? 
А если уж и топливо потребное посчитать...

[Leonar]

Не, термоэмиссия (известная) это тоже не оно. Это в общем те же грабли.
 В идеале - прямое преобразование в электричество кинетической энергии заряженных продуктов деления. Но такого нет даже в картинках
Либо - ЯРД какого-то типа, тепло в реактивное движение минуя электричество. Но там свои проблемы.

Во во... Но требуется именно электрическая мощность (суть вопроса стояла в ней вроде бы) кпд движителя пока не рассматривали...
Тем более что для некоего космического аппарата нужна именно электрическая мощность, а не моментный импульс отбрасываемого вещества.

[vlad7308]

Плевать на кпд (кпд ТРД тоже ниже поршневого) - тут главное удельная мощность. А она мало того, что никакая, так еще и на порядок уступает СБ. Которые, в отличие от ТЭМ, есть готовые и в тысячу раз дешевле.

[Leonar]

Плевать на кпд (кпд ТРД тоже ниже поршневого) - тут главное удельная мощность. А она мало того, что никакая, так еще и на порядок уступает СБ. Которые, в отличие от ТЭМ, есть готовые и в тысячу раз дешевле.

Что значит плевать на кпд? Кпд какого типа мощности? 
У трд  от пошневого кпд по выработке тепла? Или чего? 
У сб (не у солнечных концентраторов) с кпд по теплу как будет? 

Есть готовые... 
Что есть готовые? Мегаватного класса энергетические(электроэнергетические) установки в космосе которые могут работать и без солнечного света десятки лет?

[vlad7308]

Кпд - это коэффициент полезного действия. Полезное в данном случае - это механическая работа либо электричество.

[Leonar]

Кпд - это коэффициент полезного действия. Полезное в данном случае - это механическая работа либо электричество.

Конкретнее в данном случае именно рассматривалось электричество.
Механику приплетать начали приплетатели.
Включая и вас.
А вообще кпд нужно рассматривать в каждом отдельном случае  преобразования одного вида энергии в конкретный другой.
Так то иногда "потери" в одном случае могут обернуться полезной энергией в другом (пример - тэц)
Ну или модные электромобили
Отопление в двс идет зимой на отопление салона, а в электомобиле в потери.

[telekast]

Кпд - это коэффициент полезного действия. Полезное в данном случае - это механическая работа либо электричество.

Конкретнее в данном случае именно рассматривалось электричество.
Механику приплетать начали приплетатели.
Включая и вас.
А вообще кпд нужно рассматривать в каждом отдельном случае  преобразования одного вида энергии в конкретный другой.
Так то иногда "потери" в одном случае могут обернуться полезной энергией в другом (пример - тэц)
Ну или модные электромобили
Отопление в двс идет зимой на отопление салона, а в электомобиле в потери.

Если КПД электродвигателя 0,9 то со 100 кВт он даст тепла ~10 кВт - мощность уазовской печки. Если ДВС ные потери направить ВСЕ на отопление салона будет весьма хрустящая корочка.

[Stak]

Конкретнее в данном случае именно рассматривалось электричество.
Механику приплетать начали приплетатели.

Механику начали приплетать, как только увидели схему РМПД из патента, где механическая энергия турбины в тяговом режиме изящно преобразуется в ускоренную плазму  , а от турбогенератора запитывается только электромагнит, целевая нагрузка, и служебные потребители.

По удельным характеристикам СБ - ну они действительно лучше, см. например тут: 
Основные характеристики солнечных батарей НПП «Квант»

Основные характеристики	Моно- кристаллический	GalnP2-GalnAs-Ge трехкаскадные	Аморфный
Удельная мощность СБ при АМ0, 25°С в оптимальной точке ВАХ, Вт/м2	200	~350	90-100
Удельная мощность СБ при АМ0, 60°C, в оптимальной точке ВАХ, Вт/м2	165-170	~320	80-90
Удельная масса (по фотообразующей части без учёта каркаса), кг/м2:
— сетчатая подложка — сотовая подложка	1,7-1,85 1,4-1,5	1,9 1,6	0,3
Деградация рабочего тока за САС, %
— 10 лет GEO — 10 лет LEO — 10 лет на эллиптической и промежуточной орбитах	20 20 30	15 15 25	Радиационная деградация ~7%

>>> 500000 Вт/80Вт/м2
6250.0м2
>>> 6250.0м2*0.3кг/м2
1875.0кг
т.е. для рулонных батарей из аморфного кремния на полмегаватта (аналогично Нуклону в чисто электрическом варианте) потребная площадь 6000м^2, а их суммарная масса - менее двух тонн (без учёта поддерживающих конструкций).

Как пишут разработчики:

Создание гибких тонкопленочных солнечных батарей на основе аморфного кремния с максимальной удельной энергомассовой характеристикой и минимальной стоимостью.
Это совершенно новое направление в космической фотоэнергетике. Наиболее перспективным типом таких фотоэлектрических преобразователей в настоящее время являются 3-х-каскадные ФЭП на основе аморфного кремния (a-Si). Первоначально созданные для целей наземной фотоэнергетики солнечные батареи из аморфного кремния в настоящее время рассматриваются для использования в условиях космоса, вследствие:

• возможности получения высоких энергомассовых характеристик солнечных батарей, в 4-5 раз выше, чем у солнечных батарей, изготовленных на основе монокристаллического кремния, несмотря на их меньший начальный кпд;
• высокой радиационной стойкости;
• возможности снижения на порядок и более удельной стоимости солнечной батареи по сравнению с монокристаллическим вариантом.

Существенным преимуществом гибких тонкопленочных солнечных батарей является их малый стартовый (транспортный) объем, возможность создания на их основе легко развертываемых солнечных батарей рулонного типа и т.д.

[Leonar]

Кпд - это коэффициент полезного действия. Полезное в данном случае - это механическая работа либо электричество.

Конкретнее в данном случае именно рассматривалось электричество.
Механику приплетать начали приплетатели.
Включая и вас.
А вообще кпд нужно рассматривать в каждом отдельном случае  преобразования одного вида энергии в конкретный другой.
Так то иногда "потери" в одном случае могут обернуться полезной энергией в другом (пример - тэц)
Ну или модные электромобили
Отопление в двс идет зимой на отопление салона, а в электомобиле в потери.

Если КПД электродвигателя 0,9 то со 100 кВт он даст тепла ~10 кВт - мощность уазовской печки. Если ДВС ные потери направить ВСЕ на отопление салона будет весьма хрустящая корочка.

Если кпд 0.9, то со 100кВт он даст 90кВт...
Если ты имел ввиду не 0.9%...

Конечно будет... Ибо тепловой кпд двигателя, а это почти или около 70% теловой энергии, которую приходится выветривать, а то и не всегда получается... При полной мощности ду...
Потери
То как быть с потерями электрокара на отопление то? Запишем не в потери, а в исдержки?

А уж если полный цикл потерь начинать считать от производства комплектующих до топлива на электрокары и на топтомобили с двс... И сколько в килоджоулях энергии на оное затрачено энергии...

[Leonar]

По удельным характеристикам СБ - ну они действительно лучше,

Лучше, не спорю (по удельным характеристикам)
Но есть косяк - они без солнца не работают.
А чтоб решить эту проблему
Шестопер вон предлагал... Концентраторы по всей солнечной системе... Лазеры... Приемные станции... Ретрансляторы энергии ну и в подобном духе...

[telekast]

Кпд - это коэффициент полезного действия. Полезное в данном случае - это механическая работа либо электричество.

Конкретнее в данном случае именно рассматривалось электричество.
Механику приплетать начали приплетатели.
Включая и вас.
А вообще кпд нужно рассматривать в каждом отдельном случае  преобразования одного вида энергии в конкретный другой.
Так то иногда "потери" в одном случае могут обернуться полезной энергией в другом (пример - тэц)
Ну или модные электромобили
Отопление в двс идет зимой на отопление салона, а в электомобиле в потери.

Если КПД электродвигателя 0,9 то со 100 кВт он даст тепла ~10 кВт - мощность уазовской печки. Если ДВС ные потери направить ВСЕ на отопление салона будет весьма хрустящая корочка.

Если кпд 0.9, то со 100кВт он даст 90кВт...
Если ты имел ввиду не 0.9%...

Конечно будет... Ибо тепловой кпд двигателя, а это почти или около 70% теловой энергии, которую приходится выветривать, а то и не всегда получается... При полной мощности ду...
Потери
То как быть с потерями электрокара на отопление то? Запишем не в потери, а в исдержки?

А уж если полный цикл потерь начинать считать от производства комплектующих до топлива на электрокары и на топтомобили с двс... И сколько в килоджоулях энергии на оное затрачено энергии...

Ты читать умеешь? "Даст тепла на 10кВт" означает, что эти 10кВт это то, что уходит в потери. Потому что КПД электродвигателя 0,9. А 0,1 это потери(1 - 0,9 = 0,1). Теплом. Электродвигатели, ВНЕЗАПНО, тоже греются и их тоже нужно охлаждать.
Тепловой КПД ДВС штука важная. Для расчетов. Но гораздо интереснее эффективный КПД (индикаторный помноженный на механический КПД). А он, ВНЕЗАПНО, сильно меньше теплового. И все потери уходят в тепло, потери в стенку, в выхлоп, мехпотери.. все. А если озадачиться и посчитать, то окажеться, ВНЕЗАПНО , что, скажем классический движок "шестерки" не дотягивает до 30%. Уд.расход из паспорта(наивыгоднейшая производителю цифра указанна, между прочим) поделить на 3600 и умножить на 43000кДж. Это будет количество киловатт соженного топлива потраченных на 1(один!) киловатт мощности на валу движка. Посчитайте на досуге.
Электромобили ничуть не экологичнее ДВСов, да и экономичность их спорная. Но речь шла про КПД и отопление.

[Tomacco]

Ну ОК, не смогли разработчики добиться желаемых ресурсов и удельных характеристик (это я про первый ТЭМ, мегаватт на 20т массы с ресурсом 10 лет).
У Нуклона и труба пониже, и дым пожиже (масса 35т при моще в полмегаватта, судя по ТЗ, ресурс 2.5 года),

Это лишь минимальные требования ТЗ. В действительности может быть гораздо более. Вот для примера о разнице в сроках из ТЗ по сравнению с расчетными:

МОСКВА, 18 мая. /ТАСС/. Разработчик робота "Теледроид" для открытого космоса НПО "Андроидная техника" рассчитывает, что он сможет работать на орбите три-четыре года, хотя по техническому заданию должен эксплуатироваться полгода. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе предприятия.

"Так как вся работа - это эксперимент, то срок эксплуатации робота по техническому заданию в пределах полугода, но мы рассчитываем с запасом на три-четыре года непрерывной эксплуатации", - отметили в пресс-службе.

https://tass.ru/kosmos/11396655

[Непричастный]

Ну ОК, не смогли разработчики добиться желаемых ресурсов и удельных характеристик (это я про первый ТЭМ, мегаватт на 20т массы с ресурсом 10 лет).
У Нуклона и труба пониже, и дым пожиже (масса 35т при моще в полмегаватта, судя по ТЗ, ресурс 2.5 года),

Это лишь минимальные требования ТЗ. В действительности может быть гораздо более. Вот для примера о разнице в сроках из ТЗ по сравнению с расчетными:

МОСКВА, 18 мая. /ТАСС/. Разработчик робота "Теледроид" для открытого космоса НПО "Андроидная техника" рассчитывает, что он сможет работать на орбите три-четыре года, хотя по техническому заданию должен эксплуатироваться полгода. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе предприятия.

"Так как вся работа - это эксперимент, то срок эксплуатации робота по техническому заданию в пределах полугода, но мы рассчитываем с запасом на три-четыре года непрерывной эксплуатации", - отметили в пресс-службе.

https://tass.ru/kosmos/11396655

А теперь прикиньте, что вам выдаст по мощности солнечная панель в 35 тонн массы и как долго она проработает в космосе.

[Tomacco]

А теперь прикиньте, что вам выдаст по мощности солнечная панель в 35 тонн массы и как долго она проработает в космосе.

"Нуклон" - это не электростанция, и даже не ТЭМ (ТЭМ называется "Зевс"), а комплекс (состоящий из ТЭМ + МПН), для которого уже в первом полете есть определенное задание:

на первом этапе миссии в 2030 году буксир состыкуется в космосе с модулем полезной нагрузки и отправится к Луне, где проведет ее зондирование и оставит на ее орбите научно-исследовательский спутник. На втором этапе связка космического буксира и модуля полезной нагрузки полетит к Венере, причем на пути к планете возможно проведение испытаний по дозаправке буксира топливом (газом ксенон).

"У самой Венеры от модуля полезной нагрузки также отделится исследовательский спутник, а сам буксир с оставшейся научной аппаратурой совершит гравитационный маневр и перейдет к осуществлению третьего этапа миссии по перелету к конечной точке - спутнику Юпитера и его исследованию", - сообщил Блошенко.

https://tass.ru/kosmos/9467473

[Tomacco]

Для самого ТЭМ "Зевс" отдельно, характеристики вот: