Ядерный двигатель

[Alex_II]

Zveruga пишет:
Почему проекты Арсенала должны исключать проект ТЭМ?

Потому что их нам вероятно и впарят как готовый ТЭМ... А два подобных проекта одновременно наша страна финансировать не будет...

[Татарин]

Температура космоса по сути дела это температура фотонного газа который наполняет межзвёздное пространство. Как правильно кто-то отметил она очень низкая и соответствует 4-м Кельвинам. Другой вопрос, можно ли применить формулу КПД машины Карнота к условиям ЯЭДУ в космосе?

Конечно нет.
Можно было б, если б преобразователь ЯЭДУ работал бы по циклу Карно (и с этой температурой холодильника, что, очевидно, нереально).

[Татарин]

Alex_II пишет:

Zveruga пишет:
Почему проекты Арсенала должны исключать проект ТЭМ?

Потому что их нам вероятно и впарят как готовый ТЭМ... А два подобных проекта одновременно наша страна финансировать не будет...

Именно так. 

И в "Арсеналовских" проектах, похоже, нет не то что прогресса - в них даже смысла нет...
12 тонн на 300кВт, 1 кВт на 25 кило? Это хуже, чем у плохих СБ.

[pkl]

Даже больше. У меня получилось: 304, 58,4, 61,9, 44,89 и 50,22 кг/кВт. Но это характеристика ВСЕГО космического аппарата.
 http://www.kbarsenal.ru/razrabotki/raketno-kosmecheskaya-tekhnika
Причём, что интересно, с ростом мощности отношение улучшается! Что внушает повод для оптимизма.    

Такие инженерные проблемы исключительно сложны  и одним кавалерийским наскоком не решаются. Технологию надо развивать и совершенствовать десятилетиями.

[Татарин]

pkl пишет:
Даже больше. У меня получилось: 304, 58,4, 61,9, 44,89 и 50,22 кг/кВт. Но это характеристика ВСЕГО космического аппарата.
 http://www.kbarsenal.ru/razrabotki/raketno-kosmecheskaya-tekhnika
Причём, что интересно, с ростом мощности отношение улучшается! Что внушает повод для оптимизма.    

Такие инженерные проблемы исключительно сложны и одним кавалерийским наскоком не решаются. Технологию надо развивать и совершенствовать десятилетиями.

У термоэмиссии сейчас нет требуемых запасов для совершенствования. КПД будет всё равно меньше, чем у турбомашинного преобразования.
То есть, реактор с термоэмиссией - это тупик. Без развития.

[pkl]

Мы могли бы отработать мощные ЭРД, раскладные фермы, телескопические трубопроводы, радиаторы, активную зону. А потом уже переходить к турбогенераторам.

[Татарин]

pkl пишет:
Мы могли бы отработать мощные ЭРД, раскладные фермы, телескопические трубопроводы, радиаторы, активную зону. А потом уже переходить к турбогенераторам.

Всё это уже есть и отработано в том или ином виде. Новым было бы сочетание мощного космического реактора и турбомашинного преобразования.

Причём, с реактором, как утверждают, сложностей нет и программа идёт/шла успешно.
Инновация, требующая отработки и дающая реальный опыт (равно как и пользу) была бы в турбине. Но её нет.

[Gref Corps]

Татарин пишет:

Температура космоса по сути дела это температура фотонного газа который наполняет межзвёздное пространство. Как правильно кто-то отметил она очень низкая и соответствует 4-м Кельвинам. Другой вопрос, можно ли применить формулу КПД машины Карнота к условиям ЯЭДУ в космосе?

Конечно нет.  
Можно было б, если б преобразователь ЯЭДУ работал бы по циклу Карно (и с этой температурой холодильника, что, очевидно, нереально).  

А в чём принципиальное различие преобразователя ЯЭДУ и машины Карно? Ведь в ЯЭДУ есть и "горячий резервуар" (реактор), "холодный резервуар" (холодильник), рабочее тело (газ).

[vlad7308]

Gref Corps, Вы просто некорректно задали вопрос.
Цикл Карно - это идеальный цикл тепловой машины. Теоретически он возможен, но в реальной жизни и в чистом виде он не встречается.
Турбины работают либо по циклу Ренкина (почти все), либо по циклу Брайтона.

[pkl]

Люди, которые соприкасались с проектом, писали, что это, мягко говоря, не совсем так:

Sаlyutman пишет:
У меня почему-то складывается стойкое впечатление, что проект ТЭМ в ближайшее десять-пятнадцать лет не реализуем. А скорее и двадцать можно смело назвать. Вы спросите: "Почему?" Да тупо не из чего его делать. Нет ни материалов, ни комплектующих удовлетворяющих заявленным к такому аппарату требованиям. Нет ничего. И когда они появятся, и появятся ли вообще сейчас никто не скажет, ни Остапенко, ни Рогозин, ни даже Путин с Медведевым. Полный аут с этим, в общем.
Так что сказки про полеты на Луну, Марс, астероиды скорее всего так и останутся сказками и для наших детей, а у кого-то и внуков, и правнуков.

 http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic11908/message1193287/#message1193287

Sаlyutman пишет:
Я же написал выше

Нет ни материалов, ни комплектующих удовлетворяющих заявленным к такому аппарату требованиям.

Какие требования? В первую очередь радиационная стойкость, стойкость к длительному, не менее 10 лет, воздействию космоса вне радиационных поясов...
Возникает необходимость передавать сотни, а потом и тысячи киловатт электроэнергии посредством бортовой высоковольтной системы электропитания. А тут речь идёт уже о напряжениях порядка 4-5 киловольт... И это в космосе.
А трубопроводы, которые должны раздвигаться телескопически, а материалы для их герметизации и защиты...
А подвижные конструкционные элементы, которым нужно развернуться в космосе, увеличив габарит КА более чем в 2,5 раза?
Да какой вопрос не возьми, на какую систему не посмотри - везде практическая целина нехоженая. Либо что-то есть на уровне прожектов, порой даже и не опробованных "на кошках".
Или вы думаете из-за чего "Энергия" так по-тихому сливается из проекта ТЭМ. Из-за проявления собственного джентльменства?

  http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic11908/message1193337/#message1193337
Так что есть что развивать и совершенствовать, даже не касаясь вопроса преобразования энергии.

[mihalchuk]

Татарин пишет:

pkl пишет:
Мы могли бы отработать мощные ЭРД, раскладные фермы, телескопические трубопроводы, радиаторы, активную зону. А потом уже переходить к турбогенераторам.

Всё это уже есть и отработано в том или ином виде. Новым было бы сочетание мощного космического реактора и турбомашинного преобразования.

Причём, с реактором, как утверждают, сложностей нет и программа идёт/шла успешно.
Инновация, требующая отработки и дающая реальный опыт (равно как и пользу) была бы в турбине. Но её нет.

Ну так заложить 1500 К в турбину... Такие температуры есть в ТНА, но там ресурс порядка единиц часов. Интересно, а не пробовали термохимический цикл? Например, на синтез-газе.

[vlad7308]

pkl пишет:
Какие требования? В первую очередь радиационная стойкость, стойкость к длительному, не менее 10 лет, воздействию космоса вне радиационных поясов...
Возникает необходимость передавать сотни, а потом и тысячи киловатт электроэнергии посредством бортовой высоковольтной системы электропитания. А тут речь идёт уже о напряжениях порядка 4-5 киловольт... И это в космосе.

не очень понимаю, почему именно это уважаемый Салютман считает большой проблемой.

Иностранные АМС летают годами и даже десятилетиями. Слаботочная электроника и электротехника на них - работает.
Сильноточное электрооборудование по идее должно иметь радиационную стойкость выше, чем слаботочное - хотя бы по причине своих габаритов.

[sychbird]

vlad7308 пишет:
Сильноточное электрооборудование по идее должно иметь радиационную стойкость выше, чем слаботочное - хотя бы по причине своих габаритов.Мне 

Мне кажется, что коллега имеет ввиду прежде всего проблемы изоляционных материалов для сильноточной электрики. Как известно пластики рассыпаются при больших нагрузках радиационных. 
Ну и сильноточные переключатели твердотельные тоже могут быть  проблематичными. А механические и магнитные никто в таких условиях возможно не отрабатывал. В реакторах приводы и переключатели все таки, ИМХО, стараются выносить из радиационных зон. Проблем веса длинных проводников и потерь в них там нет. 

[pkl]

Вероятно, уважаемый Салютмэн знает что-то, что не знаем мы, но не может распространяться, поскольку под подпиской.

[sychbird]

Вообще, на мой личный взгляд турбомашинный способ преобразования не есть "Путь к храму". 
Тяжелые и напряженные механизмы и КПД ограничен. Термоэлектрическое преобразование мне лично кажется более перспективным. 

Или другой путь - МГД преобразование в паре с термоэлектрикой какскадной и тепловыми трубами в  холодильниках с хемолюминисцентным высвечиванием в биореакторах производства хлореллы, и все в замкнутом цикле.  Ну это для Инопланетных баз и длительных полетов. 

[Татарин]

sychbird пишет:
Вообще, на мой личный взгляд турбомашинный способ преобразования не есть "Путь к храму".
Тяжелые и напряженные механизмы и КПД ограничен. Термоэлектрическое преобразование мне лично кажется более перспективным.

? В смысле, тяжёлые и напряжённые механизмы с ограниченым КПД предлагается заменить на ещё более тяжёлые и напряжённые ТЭГ, которые деградируют в космосе из-за термических напряжений, диффуции и радиации, и имеют в 3-4 раза(!) ниже КПД?

О, да.
Это путь!

[Татарин]

Ну так заложить 1500 К в турбину... Такие температуры есть в ТНА, но там ресурс порядка единиц часов. Интересно, а не пробовали термохимический цикл? Например, на синтез-газе.

Чего?
1500К - это всего лишь 1200С.

В авиадвигателях температуры на 300С выше и они имеют тысячи часов. 1200С - это уровень дефорсированых двигателей на электростанциях и ГТА, с ресурсом в десятки тысяч.
Ну и всё-таки тут контролируемая газовая среда, причём среда инертных благородных газов.

[sychbird]

Татарин пишет:
предлагается заменить на ещё более тяжёлые и напряжённые ТЭГ, которые деградируют в космосе из-за термических напряжений, диффуции и радиации, и имеют в 3-4 раза(!) ниже КПД?  

Когда ими будут заниматься   уже порядка на три меньшее количество человеко-часов чем, занимаются турбомашинным за двести лет, то эти недостатки уйдут в прошлое. 
Там есть куда двигаться, в отличие от выеденного до скорлупы турбомашинного способа.

[vlad7308]

sychbird пишет:
Вообще, на мой личный взгляд турбомашинный способ преобразования не есть "Путь к храму".
Тяжелые и напряженные механизмы и КПД ограничен. Термоэлектрическое преобразование мне лично кажется более перспективным.

Владимир,
возможно, Вы правы.
Но для этого нужен какой-то качественный скачок в теории и технологии, которого пока не просматривается.
На существующих технологиях и теориях - никакого интереса и прогресса я не вижу.

[mihalchuk]

Татарин пишет:

Ну так заложить 1500 К в турбину... Такие температуры есть в ТНА, но там ресурс порядка единиц часов. Интересно, а не пробовали термохимический цикл? Например, на синтез-газе.

Чего?
1500К - это всего лишь 1200С.

В авиадвигателях температуры на 300С выше и они имеют тысячи часов. 1200С - это уровень дефорсированых двигателей на электростанциях и ГТА, с ресурсом в десятки тысяч.
Ну и всё-таки тут контролируемая газовая среда, причём среда инертных благородных газов.

Это в каких авиадвигателях 1500 К? Неужели в гражданских на тысячи часов?