ГфЯР(Д) - история

Автор vlad7308, 26.05.2010 14:36:05

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

mark200000

А, если упростить задачу?

Построить двигатель для межпланетных перелетов.
Выбросов нам бояться не надо, значит можно отказаться от колбы, и сделать двигатель с магнитным или центробежным удержанием урана.
Так как, не будет колбы, нагрев водорода будет производиться не излучением, а в непосредственном контакте с урановой плазмой, значит, присадок никаких не надо.
Так же, нет необходимости делать большую тягу, можно и несколькими тонами обойтись.
Режим работы двигателя будет близок к стационарному, запуск можно растянуть во времени, останов проблем не вызывает, система управления будет проще.
Меньше будет проблем с зашлаковыванием реактора, т.к. легколетучие элементы будут выноситься потоком водорода.


Реализуем такой двигатель или нет?

Андрей Суворов

Цитировать
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьТак что выходит, что диаметр двигателя в целом зашкаливает за десять метров - это при ста атмосферах. Значит, нужна тысяча!
Я этот момент не совсем понял. В чем проблема десяти или там двадцати метров?
Как - в чём? Как будет устроен, какую толщину будет иметь и сколько будет весить сосуд диаметром десять метров на сотню-другую атмосфер?
Сколько?
Ну, я скажу - четыреста тонн, вас устроит?
Это масса только силовой части корпуса. Масса отражателя не учитывается, впрочем, при правильном охлаждении отражатель может быть из тяжёлой воды и масса его тогда не превысит полусотни тонн. Любой другой, в том числе, бериллиевый, отражатель будет тяжелее.
Главная проблема в том, что сосуд высокого давления невозможно собрать на орбите. Т.е. состоит-то он из частей, это его совершенно естественное и неизбежное (сосуды на такое давление делаются из более тонких, вставленных друг в друга с натягом, иначе наружные слои не работают), но вот вставить на орбите с натягом не выходит.
Цитировать
ЦитироватьЕщё  и находящийся в сложных условиях (в ЯРД приходилось охлаждать конструкционные элементы из-за поглощения в них гамма-излучения и соответствующего нагрева).

Гамма-излучение не вызывает радиационных повреждений конструкционных материалов, в отличие от бета-, альфа- и нейтронного излучения, но нагрев такой силы, что происходит снижение прочности! А внутри - тысяча атмосфер!
Опять тысяча атмосфер? Было ж сто... А 500 атмосфер не спасут отца русской ядерщины?
А фиг его знает. Но схема с ядерной лампой "не сходится", вопреки мнению инженеров 60-х годов.
ЦитироватьЯ так понимаю, что у вас свой любимый гибридный пони. Зачем же мочить чужого? Да еще одними эмоциями.
Ну почему же одними эмоциями? Какого хрена при расчёте критмассы для газофазного ядерного реактора используется сечение деления тепловыми нейтронами? Тепловые-то они при 300 кельвинах, а при 12000 они, конечно, тоже в равновесии со средой, вот только энергия в 40 раз больше, а сечение деления - в 40 раз меньше. А чуть ниже вообще резонанс радиационного захвата.

Хотя, конечно, эмоций хватает. Ну а как можно реагировать без эмоций на подход ядерщиков - серьёзных учёных, инженеров, кандидатов и докторов наук в стиле Вовки в Тридевятом Царстве:
"Эх, как я щас всё это замесю!"

Между прочим, с ТфЯРД считалось, что вообще это дело лет пяти на всё про всё. А стооолько всего наповылазило!..

Agent

ЦитироватьНу почему же одними эмоциями? Какого хрена при расчёте критмассы для газофазного ядерного реактора используется сечение деления тепловыми нейтронами? Тепловые-то они при 300 кельвинах, а при 12000 они, конечно, тоже в равновесии со средой, вот только энергия в 40 раз больше, а сечение деления - в 40 раз меньше. А чуть ниже вообще резонанс радиационного захвата.

Хотя, конечно, эмоций хватает. Ну а как можно реагировать без эмоций на подход ядерщиков - серьёзных учёных, инженеров, кандидатов и докторов наук в стиле Вовки в Тридевятом Царстве:
"Эх, как я щас всё это замесю!"
Тут два варианта - либо все эти серьезные ядерщики тогда чегото недопонимали, либо вы сегодня.

Андрей Суворов

ЦитироватьТут два варианта - либо все эти серьезные ядерщики тогда чегото недопонимали, либо вы сегодня.
Судя по истории ЯРД как в США, так и в СССР - они.
Судя по тому, сколько граблей было преодолено методом затаптывания граблей в землю, американские ядерщики так и не прониклись глубиной проблем.

zyxman

ЦитироватьСудя по тому, сколько граблей было преодолено методом затаптывания граблей в землю, американские ядерщики так и не прониклись глубиной проблем.
А надо-ли было проникаться?
- Вопрос-же стоял не сделать чудо света за время жизни фараона, а сделать реально работающее устройство, вписавшись в некоторый конечный бюджет и в некоторое ограниченное время.
ИМХО цель была достигнута.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

Uriy

Цитировать
Цитировать
ЦитироватьТак что выходит, что диаметр двигателя в целом зашкаливает за десять метров - это при ста атмосферах. Значит, нужна тысяча!
Я этот момент не совсем понял. В чем проблема десяти или там двадцати метров?
Как - в чём? Как будет устроен, какую толщину будет иметь и сколько будет весить сосуд диаметром десять метров на сотню-другую атмосфер?

Ещё  и находящийся в сложных условиях (в ЯРД приходилось охлаждать конструкционные элементы из-за поглощения в них гамма-излучения и соответствующего нагрева).

Гамма-излучение не вызывает радиационных повреждений конструкционных материалов, в отличие от бета-, альфа- и нейтронного излучения, но нагрев такой силы, что происходит снижение прочности! А внутри - тысяча атмосфер!

И при этом нам обещают отношение тяги к массе больше единицы!

Ну, хорошо, допустим, мы делаем бериллиевый замедлитель и включаем его в силовую схему. Через сколько минут работы реактора он взорвётся из-за реакции (n, 2n), накопления гелия в бериллии и потери прочности?

Примерно через одну.

Сколько весит корпус реактора ВВЭР-1000? а ведь там внутри далеко не 10000 градусов, да и мощность в 3000 мегаватт (тепловая) способна создать тягу лишь в 22,5 тонны при УИ 2000 с.

Можно, конечно, говорить, что реактор на электростанции работает 30 лет, а ЯРД - всего лишь часы. Но...

Фактически, в случае газофазного ЯРД с ядерной лампой количество технических проблем переходит в качество - делающее эту схему нереализуемой.

А, вот, если сделать ГфЯРД гибридным с суперламинарным течением, то общая масса установки становится гораздо меньше. На два порядка, примерно. Но зато мы имеем одновременно проблемы и газофазной активной зоны, и твердофазной, где происходит предварительный подогрев водорода до 3000 К.

Твердофазная АЗ служит источником доп. нейтронов для газофазного ТВЭЛа, который без них тут же погаснет.

Но предварительно водород должен охладить отражатель-замедлитель, регулирующие органы (барабаны-поглотители),  да и просто конструкцию, в частности, корпус и сопло.

В связи с тем, что испытания ЯРД РД-0410 шли на пониженной, по сравнению с проектной, мощностью, охлаждать отражатель и конструкцию приходилось примерно вдвое большим расходом водорода, чем шёл через ТВС, чтобы на выходе ТВС температура водорода была близка к проектной.

В реальном двигателе такое невозможно - расход водорода через все места должен быть одинаков. Поэтому нейтронная мощность твердофазной части АЗ может составлять не более 25% от полной (с некоторыми ухищрениями - 30%), так что и у гибридной схемы есть проблемы с масштабированием вниз. Но, тем не менее, установку массой тонн 10-30 и тягой 1-2 тонны построить вполне можно. И рассчитывать на удельный импульс в 1800-2000 с, вот только никто и никогда не будет это строить, т.к. явно, что такая установка может быть оправдана лишь при пилотируемом полёте, а для автомата выгоднее строить ионники.

Я вспоминаю, читал про этот проект в конце 60г. там помоему упоминалось про несколько кварцевых ламп,типа набора газовых ТВЭЛов. И в размерах они получались небольшие.Но это было давно,может я что и подзабыл.

mark200000

Цитировать
ЦитироватьНу почему же одними эмоциями? Какого хрена при расчёте критмассы для газофазного ядерного реактора используется сечение деления тепловыми нейтронами? Тепловые-то они при 300 кельвинах, а при 12000 они, конечно, тоже в равновесии со средой, вот только энергия в 40 раз больше, а сечение деления - в 40 раз меньше. А чуть ниже вообще резонанс радиационного захвата.

Хотя, конечно, эмоций хватает. Ну а как можно реагировать без эмоций на подход ядерщиков - серьёзных учёных, инженеров, кандидатов и докторов наук в стиле Вовки в Тридевятом Царстве:
"Эх, как я щас всё это замесю!"
Тут два варианта - либо все эти серьезные ядерщики тогда чегото недопонимали, либо вы сегодня.

Есть еще третий - попил бабок.

vlad7308

ЦитироватьЕсть еще третий - попил бабок.
нет
почитайте же, прежде чем говорить
это оценочное суждение

mark200000

Цитировать
ЦитироватьЕсть еще третий - попил бабок.
нет
почитайте же, прежде чем говорить

Согласен vlad7308!

Отзываю свои слова обратно :?

Андрей Суворов

Цитировать
ЦитироватьСудя по тому, сколько граблей было преодолено методом затаптывания граблей в землю, американские ядерщики так и не прониклись глубиной проблем.
А надо-ли было проникаться?
- Вопрос-же стоял не сделать чудо света за время жизни фараона, а сделать реально работающее устройство, вписавшись в некоторый конечный бюджет и в некоторое ограниченное время.
ИМХО цель была достигнута.
Кем же она была достигнута?
Ни в одном американском испытании не был достигнут ни проектный уровень температуры водорода, ни проектное время работы.
До окончания натурных ядерных испытаний американцы так и не придумали способа борьбы с выносом урана из активной зоны.
До профилирования энерговыделения по длине реактора американцы не додумались, ну и т.д.
Почти после каждого испытания проектный УИ "НЕРВА" и температура водорода в нём корректировались в сторону понижения. Американцы целиись уже в 865 секунд, да и до них не добрались.

vlad7308

ЦитироватьКем же она была достигнута?
Ни в одном американском испытании не был достигнут ни проектный уровень температуры водорода, ни проектное время работы.
До окончания натурных ядерных испытаний американцы так и не придумали способа борьбы с выносом урана из активной зоны.
До профилирования энерговыделения по длине реактора американцы не додумались, ну и т.д.
Почти после каждого испытания проектный УИ "НЕРВА" и температура водорода в нём корректировались в сторону понижения. Американцы целиись уже в 865 секунд, да и до них не добрались.
речь про Ровер/Нерву?
на проект можно взглянуть и под совсем другим углом

например:
к моменту закрытия программы были достигнуты все цели, которые ставились на тот момент
цели, которые ставились в начале программы (за 15-20 лет до этого), были перекрыты многократно

программа была закрыты по чисто политическим причинам

есть такая книга на 350 страниц - "the story of the nuclear rocket" автор James A. Dewar. Собственно это история разработки Нервы. (тоже кстати рекомендую почитать кому тема интересна)
так вот, он пишет, что программа была абсолютно успешной с технической точки зрения
к 71 году был достигнут результат - 10 часов работы,  60 включений-выключений. вполне настоящий двигатель, таких еще поискать надо


но вообще-то тема про ГфЯРД
это оценочное суждение

C-300

В билиотеке БГТУ есть книга про ГФЯРД. Теоретические основы регулирования, теплового баланса, результаты натурных экспериментов. Если кому-то нужно, попробую взять домой; но нужно, чтобы кто-то помог отсканировать - у меня нет сканера (если бы страниц было мало, то можно было бы попробовать фотоаппаратом отснять, но книга довольно толстая). Так что кто есть из Питера, пишите в личку, договоримся.

vlad7308

то есть ГфЯРД все таки как минимум возможен 8)
а то Андрей Суворов нас пытается убедить в обратном
это оценочное суждение

Андрей Суворов

Я не говорю, что ГфЯРД невозможен.
Я говорю, что концепции 60-70-х годов были нереализуемыми.
Только в начале-середине 80-х стали появляться действительно технически реализуемые концепции ГфЯРД-ов, но Чернобыль прихлопнул всё, как мух.

Андрей Суворов

Цитироватьк 71 году был достигнут результат - 10 часов работы,  60 включений-выключений. вполне настоящий двигатель, таких еще поискать надо
Бензиновая паяльная лампа и дольше может работать. И создавать тягу. Только бензина подливайте!

10 часов - это при какой температуре водорода на выходе? Какой достижимый УИ? Какая удельная масса устаовки? в кг/МВт, например.

vlad7308

ЦитироватьЯ не говорю, что ГфЯРД невозможен.
Я говорю, что концепции 60-70-х годов были нереализуемыми.
Только в начале-середине 80-х стали появляться действительно технически реализуемые концепции ГфЯРД-ов, но Чернобыль прихлопнул всё, как мух.
ааа
у меня создалось впечатление, что вы утверждаете что ГфЯРД невозможен

что невозможны в чистом виде концепции 60х, в том ничего особо удивительного нет - на то они и концепции, в это могу поверить легко

кстати если возможен ГфЯРД-центрифуга с коаксиальной воронкой, через которую течет рабочее тело, то вероятно возможен ГфЯРД с лампой наоборот.
представляем себе что на границе между делящейся плазмой и водородом находится прозрачная перегородка, а все остальное то же самое.
это оценочное суждение

mark200000

ЦитироватьТолько в начале-середине 80-х стали появляться действительно технически реализуемые концепции ГфЯРД-ов,
Андрей, а здесь, если можно, немножко подробнее :?:

vlad7308

Цитировать
Цитироватьк 71 году был достигнут результат - 10 часов работы,  60 включений-выключений. вполне настоящий двигатель, таких еще поискать надо
Бензиновая паяльная лампа и дольше может работать. И создавать тягу. Только бензина подливайте!
отлично, вот все и летают на паяльных лампах. правда работают маршевые ЖРД обычно куда как меньше

Цитировать10 часов - это при какой температуре водорода на выходе? Какой достижимый УИ? Какая удельная масса устаовки? в кг/МВт, например.
УИ кажется порядка 850с
удельная масса - сейчас поищу в книге
это оценочное суждение

vlad7308

ага, вот
NERVA I, 1970
75,000 pounds of thrust at 1500MW
2071C (825 seconds of specific impulse)
10-hour lifetime with 60 recycles, with one hour of continuous operation
weight 15,000 pounds
это оценочное суждение

Андрей Суворов

И, что, 825 секунд  - это больше, чем было в начале программы? в начале программы было 925 секунд, и по мере обнаружения всё новых и новых сложностей УИ прогрессивно снижался.