Плазменный ракетный двигатель VASIMR

Автор KBOB, 25.03.2007 13:42:13

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

KBOB

It seems to me it`s like a race between us and them!

Россия больше чем Плутон.

Bart Hendrickx

Цитата: KBOB от 20.10.2021 17:09:17Кстати я тут недавно обнаружил, что в России создается аналогичный двигатель использующий геликонный разряд для ионизации рабочего тела и превращения его в плазму - Курчатовский институт должен в 2021 году создать прототип плазменного ракетного двигателя мощностью 100 кВт для дальнего космоса
Смотрите и соседнюю тему:

https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=18400.3660
(#3664)

Видимо, прототип двигателя VASIMIR разрабатывается не только в Курчатовском институте, но и в ТРИНИТИ. Характеристики разные.

KBOB

Цитата: Bart Hendrickx от 20.10.2021 19:06:21
Цитата: KBOB от 20.10.2021 17:09:17Кстати я тут недавно обнаружил, что в России создается аналогичный двигатель использующий геликонный разряд для ионизации рабочего тела и превращения его в плазму - Курчатовский институт должен в 2021 году создать прототип плазменного ракетного двигателя мощностью 100 кВт для дальнего космоса
Смотрите и соседнюю тему:

https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=18400.3660
(#3664)

Видимо, прототип двигателя VASIMIR разрабатывается не только в Курчатовском институте, но и в ТРИНИТИ. Характеристики разные.
не знаю что в ТРИНИТИ разрабатывают, возможно МГД....а возможно ничего не разрабатывают, Курчатник же должен уже к декабрю 2021 года создать макет прототипа БПРД с введением электрической мощности до 100 кВт - осталось два месяца!
Россия больше чем Плутон.

KBOB

У нас предлагали использовать ВТСП в магнитах для VASIMR/БПРД - РАЗРАБОТКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛЬНОТОЧНЫХ ТОКОНЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ВТСП ЛЕНТ 2-ГО ПОКОЛЕНИЯ

на с.33
ЦитироватьVASIMR (variable specific impulse magnetoplasma rocket) – электромагнитный плазменный ускоритель с изменяемым удельным импульсом. Устройства, работающие по данной схеме, состоят из геликонной и ионно-циклотронной антенн и магнита, обеспечивающего изоляцию плазмы от стенок, ввод высокочастотной энергии в плазму, и перевод тепловой энергии плазмы в кинетическую энергию, создающую тягу. В область геликонного резонанса впрыскивается рабочее тело, ионизируется там, образовавшаяся плазма нагревается до рабочих температур ~ 1 МК и выше в области ионно-циклотронного резонанса (ИЦР). Затем в области магнитного сопла вращательное движение ионов переходит в поступательное, создавая тягу, с опорой на магнитное поле. На далеком расстоянии от сопла ускоренные ионы срываются с силовых линий магнитного поля. Управляя соотношением ВЧ мощностей в геликонной и ионно-циклотронной антеннах, можно менять удельный импульс рабочего тела и тягу. Чем выше доля геликонной мощности, тем больше количество плазмы и выше тяга. При повышении доли ионно-циклотронной мощности возрастает температура плазмы, скорость ионов, и, соответственно, удельный импульс.
Профиль магнитного поля примерно одинаков для подобных устройств. Величина максимального магнитного поля влияет на многие параметры двигателя. Наиболее важные параметры, определяемые величиной поля, это, во-первых, радиус плазменного шнура – он тем меньше, чем меньше ларморовский радиус вращения ионов, то есть, чем выше поле. Кроме того, плотность энергии плазмы серьезно возрастает с увеличением амплитуды поля в области ионно-циклотронного резонанса, поэтому в мощных двигателях будет целесообразно поле в несколько Тл, от 2 Тл и больше, в зависимости от мощности двигателя. Такой стационарный магнит на космическом корабле может быть только сверхпроводниковым.
Компании Ad Astra таки удалось создать сверхпроводящий магнит для своего двигателя.
Россия больше чем Плутон.

KBOB

А вот в России сверхпроводящие магниты для безэлектродного плазменного ракетного двигателя (БПРД) запланировано только на 2024г     

К 2024 году ВНИИНМ создаст сверхпроводники для ракетных двигателей и квантовых компьютеров


ЦитироватьВ России разрабатывается безэлектродный плазменный ракетный двигатель (БПРД) для освоения дальнего космоса, это часть комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 года». Программа проходит согласование в правительстве.
Работа БПРД, в отличие от химических ракетных двигателей, основана на истечении плазмы: топливо (газ), попадая в рабочую камеру, сначала ионизируется до состояния холодной плазмы (около 6 тыс. К), а затем за счет эффекта электронно-циклотронного нагрева доводится до температуры несколько миллионов кельвинов. Для направления потока плазмы и создания тяги, а также удержания плазмы от взаимодействия со стенками камеры используются соосные сверхпроводящие магниты. «БПРД хорош тем, что у него довольно высокий удельный импульс, что поможет космическому кораблю развить необычайно высокую скорость, — рассказывает Павел Лукьянов. — Расход топлива достаточно низкий. По расчетам, такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться».
Во ВНИИНМ к 2024 году сделают макет магнитной системы БПРД. «Ракетный двигатель должен быть достаточно легким и энергоэффективным — использование магнитов из высокотемпературных сверхпроводников для этих целей предпочтительно», — говорит Павел Лукьянов. Магнитная система будет состоять из 20 катушек из сверхпроводящих лент толщиной порядка 100 мк и шириной около 4 мм. «ВТСП — нежный материал. Чтобы при намотке ленты не пострадали, необходимо поработать над свойствами, упрочнить материал», — добавляет Павел Лукьянов.
Уже есть эскиз катушек макета магнитной системы, ученые начали готовить материалы для производства лент.
Россия больше чем Плутон.

Бертикъ

Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

vlad7308

Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 10:19:32
Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
а наверняка так же, как Чанг Диас в свое время рисовал.
Типа - если бы да кабы была б у нас энергоустановка на 200МВт, да с удельной мощностью 2кг\кВт, то мы бы уххх за три месяца на Марс
это оценочное суждение

KBOB

#547
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 10:19:32
Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
Расчет за них сделали в США, но российский двигатель фактически копия американского.

Fast and Robust Human Missions to Mars with Advanced Nuclear Electric Power and VASIMR® Propulsion
Россия больше чем Плутон.

KBOB

#548
Цитата: vlad7308 от 21.10.2021 10:24:25
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 10:19:32
Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
а наверняка так же, как Чанг Диас в свое время рисовал.
Типа - если бы да кабы была б у нас энергоустановка на 200МВт, да с удельной мощностью 2кг\кВт, то мы бы уххх за три месяца на Марс
Поскольку каждый двигатель является магнитным диполем, то нужно как минимум два таких двигателя в связке, чтобы образовался квадруполь, а так то можно и десять таких двигателей поставить на один космолет.
Вообще Россия должна в этом направлении ускорится - перспективная область.
Россия больше чем Плутон.

Бертикъ

Цитата: vlad7308 от 21.10.2021 10:24:25
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 10:19:32
Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
а наверняка так же, как Чанг Диас в свое время рисовал.
Типа - если бы да кабы была б у нас энергоустановка на 200МВт, да с удельной мощностью 2кг\кВт, то мы бы уххх за три месяца на Марс
Да тут дело даже не в энергоустановке. Пусть мечтают сколько угодно.
Дело в школьном курсе физики. Равноускоренное движение.
Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

vlad7308

зачем проверять
просто подставьте в свою формулу вместо 100квт и 5Н - 200МВт и 10,000Н
ну и массу возьмите 500т
саааавсэм другие получатся месяцы :)
это оценочное суждение

KBOB

Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05
Цитата: vlad7308 от 21.10.2021 10:24:25
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 10:19:32
Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
а наверняка так же, как Чанг Диас в свое время рисовал.
Типа - если бы да кабы была б у нас энергоустановка на 200МВт, да с удельной мощностью 2кг\кВт, то мы бы уххх за три месяца на Марс
Да тут дело даже не в энергоустановке. Пусть мечтают сколько угодно.
Дело в школьном курсе физики. Равноускоренное движение.
Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.
они же не на одном двигателе полетят, тем более ночью (С) !  8)
если серьезно то там из параметров двигателя нужно эффективность и отношение массы к мощности.
Россия больше чем Плутон.

Бертикъ

Цитата: KBOB от 21.10.2021 14:56:55
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05
Цитата: vlad7308 от 21.10.2021 10:24:25
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 10:19:32
Цитата: KBOB от 21.10.2021 06:21:57такой двигатель позволит за несколько месяцев долететь до Марса и вернуться
Вот посмотреть бы их расчеты, как они на тяге 5 Н собираются это сделать...
а наверняка так же, как Чанг Диас в свое время рисовал.
Типа - если бы да кабы была б у нас энергоустановка на 200МВт, да с удельной мощностью 2кг\кВт, то мы бы уххх за три месяца на Марс
Да тут дело даже не в энергоустановке. Пусть мечтают сколько угодно.
Дело в школьном курсе физики. Равноускоренное движение.
Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.
они же не на одном двигателе полетят, тем более ночью (С) !  8)
если серьезно то там из параметров двигателя нужно эффективность и отношение массы к мощности.
Как видите, для оценки времени перелета вообще никакие характеристики не нужны.
Тут один закон - либо летим долго, но экономично (ЭРД), либо относительно быстро, но затратно (ЖРД).
А так, чтобы быстренько смотаться за несколько месяцев на марсианский пикник, такое бывает только в русских народных сказках - вон печка у Емели быстро бегала таки совсем без двигателя)))
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Alex_II

Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 15:31:14вон печка у Емели быстро бегала таки совсем без двигателя)))
Кто сказал что без? А котел туда зачем вмазан был? Типичный паровой дилижанс в оригинальном российском исполнении...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

Бертикъ

Цитата: Alex_II от 21.10.2021 16:42:30
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 15:31:14вон печка у Емели быстро бегала таки совсем без двигателя)))
Кто сказал что без? А котел туда зачем вмазан был? Типичный паровой дилижанс в оригинальном российском исполнении...
Согласен! )) Источник энергии в наличии точно был. А вот самого движителя что-то не припомню. Надеюсь, не VASIMIR))
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.


Тут ИМХО, нужно брать минимальную потребную делта-вэ - гомановскую.

Любая "быстрая" траектория затратна в плане дельты-вэ, потому и не используется химией. А большая дельта-вэ = долгое время разгона, чтобы эту дельту собственно развить.

У меня вышло ускорение в 0,00005 м/с2. С НОО до второй космической разгон займёт 743 дня...

Дальше можно даже не считать.

Бертикъ

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 21.10.2021 18:39:40
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.


Тут ИМХО, нужно брать минимальную потребную делта-вэ - гомановскую.

Любая "быстрая" траектория затратна в плане дельты-вэ, потому и не используется химией. А большая дельта-вэ = долгое время разгона, чтобы эту дельту собственно развить.

У меня вышло ускорение в 0,00005 м/с2. С НОО до второй космической разгон займёт 743 дня...

Дальше можно даже не считать.
Вот и я о том же! Но фраза про "на Марс за несколько месяцев" прочно прижилась среди любителей распилов))
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

KBOB

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 21.10.2021 18:39:40
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.


Тут ИМХО, нужно брать минимальную потребную делта-вэ - гомановскую.

Любая "быстрая" траектория затратна в плане дельты-вэ, потому и не используется химией. А большая дельта-вэ = долгое время разгона, чтобы эту дельту собственно развить.

У меня вышло ускорение в 0,00005 м/с2. С НОО до второй космической разгон займёт 743 дня...

Дальше можно даже не считать.
на сто тонн, нужно больше двигателей брать - штук сто!
Россия больше чем Плутон.

Бертикъ

Цитата: KBOB от 22.10.2021 04:38:50
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 21.10.2021 18:39:40
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.


Тут ИМХО, нужно брать минимальную потребную делта-вэ - гомановскую.

Любая "быстрая" траектория затратна в плане дельты-вэ, потому и не используется химией. А большая дельта-вэ = долгое время разгона, чтобы эту дельту собственно развить.

У меня вышло ускорение в 0,00005 м/с2. С НОО до второй космической разгон займёт 743 дня...

Дальше можно даже не считать.
на сто тонн, нужно больше двигателей брать - штук сто!
Так при этом и масса энергоустановки возрастет в сто раз)))
А ускорение и время полета практически не изменятся.
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

KBOB

Цитата: Бертикъ от 22.10.2021 10:41:54
Цитата: KBOB от 22.10.2021 04:38:50
Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 21.10.2021 18:39:40
Цитата: Бертикъ от 21.10.2021 12:15:05Возьмем идеальный гипотетический вариант - движемся всю дорогу равноускоренно напрямую к Марсу по самому короткому расстоянию:
F=5 Н
М=100 т (взял по-минимуму)
S=6e+10 м
У меня получился перелет только в один конец длительностью 1,5 года. Даже для такого гипотетического варианта. Кому не лень, можете меня проверить.


Тут ИМХО, нужно брать минимальную потребную делта-вэ - гомановскую.

Любая "быстрая" траектория затратна в плане дельты-вэ, потому и не используется химией. А большая дельта-вэ = долгое время разгона, чтобы эту дельту собственно развить.

У меня вышло ускорение в 0,00005 м/с2. С НОО до второй космической разгон займёт 743 дня...

Дальше можно даже не считать.
на сто тонн, нужно больше двигателей брать - штук сто!
Так при этом и масса энергоустановки возрастет в сто раз)))
А ускорение и время полета практически не изменятся.
Цитата из моего комментария выше.

Цитата: undefinedThe NEP mass model suggests that an advanced multi-megawatt nuclear MHD-VASIMR system could approach α values of ~2 kg/kW for powers above 10 MWe.

Из этого и надо исходить
Россия больше чем Плутон.