Ядерный двигатель

[Myth]

naunau пишет:
Почти любая наука не даёт близкой экономической выгоды, особенно фундаментальная.

Один из любимых приемов сторонников буксира - ставить его в один ряд с наукой, надеясь, что никто не заметит подтасовки. Фундаментальная наука не дает близкой экономической выгоды. Но она дает знания. Буксир же не дает ни того, ни другого.

naunau пишет:
Теоретический яд.буксир с уд.ипульсом 7000 с даёт возможность многократно уменьшить начальную массу перелётного комплекса.

А практически, у нас две б..ди и один старый 3.14дарас (с) есть некоторые нюансы.

[Myth]

Leonar пишет:
кстати сколько программа стоит ? 100 млд? так вот как минимум 30% от этой суммы вернется в виде налогов,

Закопать 100 млрд и считать сколько из них вернется впоследствии обратно. Мощная антикризисная программа...

[pkl]

naunau пишет:
Если известна ХС, то определяемся с потребной конечной массой и удельным импульсом двига, по формуле Циолковского считаем начальную массу перелётного комплекса. А вообще вы что считаете ? 

Я считал стартовую массу. В первом случае - для орбитера Титана, при этом конечная масса принята за 20 т, х.с. - 11,43 км/с, у.и. ЭРД - 2000 с. Во втором - ракета для старта с Титана на орбиту, масса на орбите - 100 кг, х.с. - 6,7 км/с, у.и. ЖРД - 318 с.

naunau пишет:
Цели буксира были озвучены сразу: таскать на высокие орбиты любые нагрузки, например телекоммуникационные на ГСО, питать ПН буксир не должен, т.к. многоразовый, т.е. после вывода ПН, должен спускаться за следующей ПН. Буксир одним словом.

Ну вот похоже, что это плохое решение. И не будет у нас буксира, а на ГСО ПН будут выводить водородные РБ.

Не те цели были поставлены, короче.

[avb]

Неверно. Разработка этого уровня ставит задачи во многих связанных отраслях. Те же технологии топлива и высокотемпературных реакторов. Материалов для них и преобразователей с высоким кпд.
Та же отработка капельных холодильников и теория теплообмена в таких средах сдвинулась вперед именно благодаря такой вот задаче.
Высокотемпературные реакторы вещь абсолютно необходимая на этапе истощения запасов нефти.
Буксир же желательно не 1мвт а раз в 20 мощнее.
И двигатели соответствующие.

[pkl]

vlad7308 пишет:
это Вы не поняли.
какие-такие технологии дает ядерный буксир (даже в предположении что он уже есть и работает), что они дополнят российский госбюджет на 150 млрд. долл. на следующий год?
примерно столько выпало доходов из-за падения цен на нефть

Видите ли, у меня горизонт планирования намного превышает следующий год. Если говорить о выпадающих доходах российского бюджета на следующий год, то ему /бюджету/ уже ничего не поможет. Думать об этом надо было лет 10 - 15 назад. Сейчас уже поздно. Поезд ушёл. Всё надо вовремя делать. А я думаю о том времени, когда стоимость извлечения нефти будет уже совсем запредельной.

О ресурсном кризисе 2070 - 2090 гг.

[pkl]

naunau пишет:
Поэкспериментировал в Orbiter, действительно движение по спирали до отлётной траектории (от Земли) требует примерно вдвое большую ХС, чем движение по чистому гоману. Природа этого явления видимо такая же как у эффекта Оберта - чем ближе к гравитационному центру набирать скорость, тем меньше потребная ХС. 
Но удельный импульс двигателей с малой тягой, с лихвой компенсирует увеличение ХС.

Это гравитационные потери называется. Они очень большие у всех двигательных систем малой тяги. Вот почему идеальный двигатель должен иметь не только большой у.и., но и большую тягу!

[pkl]

Myth пишет:
1. Технологий, которым для появление непременно требуется буксир, просто не существует.
2. Технологии буксира слишком специфичны и вряд ли смогут использоваться даже на другой космической технике, не говоря уже о земной.
3. Если б такие технологии и были, то оптимальным был бы способ их непосредственного создания, без лишней паразитной нагрузки в виде всего остального буксира.

Я говорил об автоматических саморепликаторах /сиречь автоматы фон Нейман/. Им для старта понадобится автономный источник энергии. Ну и средство доставки.

[pkl]

Myth пишет:
Один из любимых приемов сторонников буксира - ставить его в один ряд с наукой, надеясь, что никто не заметит подтасовки. Фундаментальная наука не дает близкой экономической выгоды. Но она дает знания. Буксир же не дает ни того, ни другого.

Разработка буксира тоже даёт знания. В области материаловедения, например.

[pkl]

Andrey B пишет:
Неверно. Разработка этого уровня ставит задачи во многих связанных отраслях. Те же технологии топлива и высокотемпературных реакторов. Материалов для них и преобразователей с высоким кпд.
Та же отработка капельных холодильников и теория теплообмена в таких средах сдвинулась вперед именно благодаря такой вот задаче.
Высокотемпературные реакторы вещь абсолютно необходимая на этапе истощения запасов нефти.

И теперь всё это подвисает. Впрочем, работы по ВТГР велись и раньше, надеюсь, они и сейчас не заглохнут.

Буксир же желательно не 1мвт а раз в 20 мощнее.
И двигатели соответствующие.

Именно потому, что замахнулись на 1 МВт, всё и рухнуло. Я всё же считаю, начав с относительно небольшой, маломощной и компактной ЯЭУ, мы бы достигли успеха. И за меньшие деньги. В 20 раз слабее надо было ЯЭУ делать. Тогда, может, и получилось бы.

[naunau]

11,5 с аэробрэйком в атмосфере титана:
pkl пишет:
Я считал стартовую массу. В первом случае - для орбитера Титана, при этом конечная масса принята за 20 т, х.с. - 11,43 км/с, у.и. ЭРД - 2000 с. Во втором - ракета для старта с Титана на орбиту, масса на орбите - 100 кг, х.с. - 6,7 км/с, у.и. ЖРД - 318 с.

Задача: ПН 20т на орбите Титана, старт с НОО Земли.
Схемы проверены в Orbiter, каких то оптимальных окон не искал. Схемы одноступенчатые.

ХС, км/с:
не оптимальное стартовое окно
11,5 с аэробрэйком в атмосфере титана:
19     без аэробрэйка
27,1 на двигателях малой тяги (ДМТ) без аэробрэйка

оптимальное стартовое окно
Нашёл в книге Левантовского даты оптимальных стартов к сатурну, удалось долететь до орбиты титана с ХС 11,5км/с без аэробрэйка.

11,5  без аэробрэйка в атмосфере титана:
23,2 на двигателях малой тяги (ДМТ) без аэробрэйка

 
Для ДМТ предполагается энергодвигустановка 0,1-1МВт, тяга 2-20Н. Вес всегда 20тонн(для упрощения). В итоге считаем на орбите титана ПН+энэргодвигустановка=40тонн.
Прототипы ДМТ:
http://www.fakel-russia.com/production/spd/SPD-140D/ (2750с)
https://en.wikipedia.org/wiki/High_Power_Electric_Propulsion (9620с)
 
Примечания:
- Для аэробрэйка нужен абляционный щит, его масса не учтена т.к. незнаю как считать, могу предположить, что для 20тонн ПН придётся очень глубоко «нырять» в атмосферу, поэтому щит будет неск. тонн (3-5-10?). Плюс вопрос перегрузок.
- Для торможения без аэробрэйка использован тоже водород, как его туда довезти ХБЗ.
- Для водорода миссия выходит 5,5 лет, для ДМТ 7 – 20 лет и более если уменьшать тягу(правда и масса энергоустановки должна падать).
 
Стартовая масса на НОО земли:

не оптимальное стартовое окно
- водород (450с) с аэробрэйком =275тонн (включая ПН 20т)
- водород (450с) без аэробрэйка =1500тонн (включая ПН 20т)
- ДМТ (2750с) = 110тонн (включая ПН 40т)
- ДМТ (9620с) = 54тоны (включая ПН 40т)

оптимальное стартовое окно
- водород (450с) без аэробрэйка =275тонн (включая ПН 20т)
- ДМТ (2750с) = 95тонн (включая ПН 40т)
- ДМТ (9620с) = 52тоны (включая ПН 40т)
 
Очевидно, что ДМТ однозначно выигрывают у химии в рамках данной миссии, несмотря на то, что я сознательно облегчал массу  химической миссии, и утяжелял ДМТмиссию.
 
Если незацикливаться на мелких пролётных АМС, то на химии мы дальше марса не улетим, для солнечной системы нужны высокоимпульсные двиги+яд.реакторы или СБ (не далее марса).

[Имxотеп]

naunau пишет:
Задача: ПН 20т на орбите Титана, старт с НОО Земли.

Все это конечно хорошо, но рассмотренные здесь варианты перелета далеки от оптимальных. Посмотрите лучше ; исследование миссии к Титану, с грав маневрами, аэрозахватом, большой и малой тягой - там рассмотрены все необходимые аспекты.


Вот общая сводка. Старт с Земли либо на Delta 4450, либо на Delta 4 Heavy, далее одно- или многократные пролеты у Венеры и Земли, плюс-минус доразгон на малой тяге (SEP). Торможение у Сатурна либо на ЖРД (Chem), либо аэрозахват (Aero).
Как видно, большинство вариантов укладываются в 6-8 лет полета независимо от типа двигателя. Доставляемая ПН у ЖРДшных вариантов ожидаемо ниже, однако применение аэрозахвата заметно уменьшает отличие ЖРД от ЭРД - например 2644 и 4488 кг. Это кстати составляет 11 и 19% стартовой массы на LEO, а значит для доставки 20 тонн к Титану хватит 100тонного супертяжа + ЭРД на СБ + 1 грав.маневр + аэрозахват. Конечно, приятно иметь в ассортименте ядерный двигатель, но для умеренно тяжелых научных миссий к дальним планетам он, имхо, не является категорически необходимым.

[naunau]

Имxотеп пишет:
Все это конечно хорошо, но рассмотренные здесь варианты перелета далеки от оптимальных.

Согласен, т.к. миссии обигрывались "на глаз" в Orbiter, что уж получилось, зато ближе к реальности. Скучно просто считать на бумаге, приятнее проверить свои расчёты в симуляторе . Налетался ....
Вообще конечно, гравманёвры, аэрозахваты, аэробрэйки, редчайшие стартовые окна, существенно уменьшают потребную ХС (иной раз раза в 2-3), но всё это счастье требует строго определённое положение планет, и случается очень редко. 
По факту химия оптимальна в системе земля-луна, если куда то дальше, то либо редчайшие окна, либо стремительно улетающая вверх стартовая масса. Поэтому либо ограничиваемся миссиями аля кассини, вояджер, либо занимаемся высокоимпульсными двигами и энергетикой для них.

[Старый]

naunau пишет:  либо занимаемся высокоимпульсными двигами и энергетикой для них.

За ваши деньги - любой каприз.

[Зомби. Просто Зомби]

Старый пишет:
За ваши деньги - любой каприз.

Ты повторяешься, Старый

[Старый]

Зомби. Просто Зомби пишет:

Старый пишет:
За ваши деньги - любой каприз.

Ты повторяешься, Старый

Это вобще не я сказал. Правда не смог найти кто.

[pkl]

Имxотеп, это смертный приговор буксиру.

[m-s Gelezniak]

ничего там смертельного нету.

[pkl]

Ну как же, получается, абсолютных преимуществ нет, есть только относительные:

Конечно, приятно иметь в ассортименте ядерный двигатель, но для умеренно тяжелых научных миссий к дальним планетам он, имхо, не является категорически необходимым.

По нынешним временам - закроют 100%. И больше не откроют.

[Старый]

pkl пишет:
 По нынешним временам - закроют 100%. И больше не откроют.  

Его и не надо было открывать. Нигде в мире ядерный двигатель не финансируется. У нас это случилось лишь в результате некомпетентности высшего руководства страны.

[naunau]

pkl пишет:
Имxотеп, это смертный приговор буксиру.    

Заворачиваемся в белую простынь и ползём на кладбище.
Всё будет, но не сейчас. Не до космоса. Высокоимпульсные двигатели развиваются и успешно используются. Dawn успешно летает. VASIMR зачем то делают... Есть в мире коллективы которые смотрят вперёд, а не назад