Ядерный двигатель

[Kap]

naunau пишет:
Это для вас новость ? что кВт/кг у яд. реакторов растут по мере увеличения их мощности ?

Просто покажите мне реальный космический реактор с электрической мощностью как у СБ МКС хотя-бы.

naunau пишет:
холодильник у ТЭМа далеко не самая тяжёлая часть, и её площадь на порядок меньше СБ аналогичной мощности.

Я в курсе что в теории масса биозащиты и радиаторов растет медленней объема активной зоны и следовательно мощности. Вот только из этого ни как не следует что на практике мегаваттная ЯЭУ будет легче мегаваттной солнечной панели.

naunau пишет:
Речь идёт о развитии технологий ядерных установок в космосе, отдача от этих исследований уходит на столетия вперёд и с годами сводится к нулю.

Пафосу много, но опять кто платить будет? У Венчурстара с Шаттлом то-же отдача уходила на столетия вперед и где?

naunau пишет:
в вашей концепции - ОБЯЗАТЕЛЬНО.

Нет. Как минимум ускорение на нисходящей не должно увеличивать гравипотери. Потому что увеличивают скорость в перигее и следовательно эффект Оберта.

[naunau]

Kap пишет:
Нет. Как минимум ускорение на нисходящей не должно увеличивать гравипотери. Потому что увеличивают скорость в перигее и следовательно эффект Оберта.

Эфект оберта говорит о том, что импульс тяги максимально эффективно давать в ПЕРИГЕЕ или в ПЕРИЦЕНТРЕ. Или рядом с этими точками.

[naunau]

Kap пишет:
Просто покажите мне реальный космический реактор с электрической мощностью как у СБ МКС хотя-бы.

У МКС установленная мощность СБ 256кВт на 64 тонны. КПД СБ 15%. КИУМ 30-40% (почитайте что это). 
Если мы увеличим КПД СБ в 4(!) раза до 60%, то мы получим 1МВт установленной мощности при тех же 64 тоннах (КИУМ забудем). Посчитайте параметры буксира весом 60тонн при полёте например на ГСО, он проиграет РБ на гидразине. Если вы считаете конструкции СБ на МКС перетяжелёнными то почитайте тут

Сейчас МКС собирает меньше энергии, чем могла бы, из-за хрупких лонжеронов, с помощью которых солнечные батареи крепятся к станции. Если разместить батареи под наиболее выгодным углом к Солнцу, то часть лонжеронов попадет в тень станции, а часть останется под Солнцем.
Под воздействием солнечных лучей одни лонжероны удлиняются, а другие, те, что попали в тень, сохраняют прежнюю длину. В результате вся конструкция изгибается и может лопнуть. В связи с этим положение МКС постоянно корректируется так, чтобы все лонжероны были прогреты Солнцем равномерно.

[vlad7308]

Kap пишет:
Я в курсе что в теории масса биозащиты и радиаторов растет медленней объема активной зоны и следовательно мощности.

объем активной зоны не связан с мощностью
как верно сказал Татарин выше, мощность реактора ограничена сверху только теплосъемом

[avb]

naunau пишет:

Kap пишет:
Просто покажите мне реальный космический реактор с электрической мощностью как у СБ МКС хотя-бы.

У МКС установленная мощность СБ 256кВт на 64 тонны. КПД СБ 15%. КИУМ 30-40% (почитайте что это).
Если мы увеличим КПД СБ в 4(!) раза до 60%, то мы получим 1МВт установленной мощности при тех же 64 тоннах (КИУМ забудем). Посчитайте параметры буксира весом 60тонн при полёте например на ГСО, он проиграет РБ на гидразине. Если вы считаете конструкции СБ на МКС перетяжелёнными то почитайте тут

Сейчас МКС собирает меньше энергии, чем могла бы, из-за хрупких лонжеронов, с помощью которых солнечные батареи крепятся к станции . Если разместить батареи под наиболее выгодным углом к Солнцу, то часть лонжеронов попадет в тень станции, а часть останется под Солнцем.
Под воздействием солнечных лучей одни лонжероны удлиняются, а другие, те, что попали в тень, сохраняют прежнюю длину. В результате вся конструкция изгибается и может лопнуть. В связи с этим положение МКС постоянно корректируется так, чтобы все лонжероны были прогреты Солнцем равномерно.

Итого СБ только для стационарных (не маневрирующих).
Реактор смотрится сильно лучше.
Но проблема будет скорее с капельным холодильником.

[Татарин]

Alex_II пишет:

Татарин пишет:
И чем больше мощность СБ - тем большая доля массы приходится на конструкции,

А не наоборот? Почему это с увеличением мощности СБ больший процент массы на конструкции -то? У ракет как бы наоборот - чем больше ракета. тем отношение сухой массы к заправленной больше...

Нет, не наоборот.

Потому что чем больше панели, тем прочнее должны быть конструкции. Если мы к СБ пристыковываем СБ, то конструкции первой СБ несут уже двойную нагрузку (на самом деле больше, бо рычаг, но не будем совсем уж мутить воду). То есть, мы имеем не в два раза больше конструкций, а в 3. 
Это классический "куб-квадрат"... именно поэтому муравьи несут дополнительной нагрузки в 10 раз больше своего веса, а слоны - раз в 10 меньше.

С ракетами немного не то, там формула Циолковского вмешивается. 

Возьмите случай, похожий по сопромату: краны. Чем больше кран, тем меньшую долю от своей массы он сможет поднять. Чем длиннее стрела крана, тем она тяжелее на метр. И т.д.

[Татарин]

Kap пишет: 
Т.е. для СБ утяжеление несущей фермы (которого может и не быть) учитываем а для реактора той же фермы но с радиаторами - нет? Круто, че.

Для СБ утяжеление обязано быть (если мы не перетяжелили её до этого). И для 1МВт мы имеем ~5000m2 площади, минимум 60 с копейками метров фермы в каждом измерении.

Для реактора у нас радиатор - незначительная часть массы, соотвественно, с мощностью масса растёт гораздо медленнее. Это даже не трогая пресловутый капельный холодильник. 
Кроме того, с увеличением размера зоны выгорание топлива у реактора тоже увеличивается (пропорционально увеличивая удельную энергоёмкость). Это увеличение ресурса можно разменять на КПД и повышенную температуру холодильника (площадь которого обратно пропорциональна Т^4).


То есть, с увеличением мощности космического реактора, реактор становится всё лучше.
У СБ - наоборот.

Для 10МВт разница настолько уже велика, что даже нет смысла говорить.
Для 1МВт - разница заметна.

Не вижу смысла жаловаться на то, что решили попробовать для начала всё-таки относительно маленькую ЯЭУ: турбина, холодильник - и так несут некоторые техриски.

[Татарин]

Kap пишет: 

Татарин пишет:
Разница в том, что реактор заведомо можно сделать

Заведомо можно сделать Топаз. Сами посмотрите какая у него удельная мощность.

Татарин пишет:
а вот с "наноантеннами" нет даже расчётов ab initio, не говоря уж об лабораторных образцах, и тем более - производстве.

Лолчто ? И еще .

Татарин пишет:
Чтоб совсем ясно: "Лады Калины" с двигателем на 300 лошадей в этом мире нет. И межзвёздного корабля нет.

В огороде бузина, а в Киеве - дядьку

А, пропустил.

1. Заведомо можно сделать _не только_ "Топаз".
2. Вы не отличаете СБ на наноантеннах от наноантенн? Покажите мне расчёты нановыпрямителя (именно вот расчёты ab initio, а не предположения типа "вот это могло бы сработать, наверное, если вдруг нам дадут кучу бабла" - всё таки идее-то - 20 лет уже). Или покажите лабораторный эксперимент с квантовым выходом бОльшим, чем КВК того же кремния. Лолвот.
3. Не доходит? Жалко, жалко. Короче: СБ на наноантеннах нет, как их сделать непонятно не только для космоса, а вообще. Реакторы есть, и работают.

[avb]

Татарин пишет: 
Для СБ утяжеление обязано быть (если мы не перетяжелили её до этого). И для 1МВт мы имеем ~5000m2 площади, минимум 60 с копейками метров фермы в каждом измерении.

И СБ при этом не отменяет необходимости в холодильнике.

[Владимир Шпирько]

Kap пишет:

Владимир Шпирько   пишет:
В третьих именно его (точнее принцип работы) я и взял при прикидочном расчете ЯТфРД на 1 МВТ.

И? ЭРД от этого он быть не перестал. В 1960е в США были опыты с ЭРД на таком принципе именно как ЭРД а не прототипами ЯРД - резистоджет назывались.

Да двигатель не перестал быть Электрическим, но одновременно он же - Тепловой двигатель. С его же процессами.  УИ, скорость истечения - определяются расширением рабочего тела - т.е. его температурой и молекулярной массой. Для самого легкого рабочего тела - водорода - при 3000К, УИ чуть >800с. Ну если греть дугой или высокочастотным полем, ну до 1200с можно поднять - но сразу тяга падает.

[mihalchuk]

Татарин пишет:
 Короче: СБ на наноантеннах нет, как их сделать непонятно не только для космоса, а вообще. Реакторы есть, и работают.

Этим занимается одна лаборатория при ФПИ. Но ведь нам надо не СБ на наноантеннах, а батарею приёмников излучения на микроантеннах (это сложно, но принципиально реализуемо на современных технологиях при пока непонятном КПД). И ловить можно тепловое излучение, в том числе - вторичное (от теплообменников).

[Alex_II]

Татарин пишет:
Чем больше кран, тем меньшую долю от своей массы он сможет поднять.

Кран, он вообще-то при тяготении работает... Соответственно да - стрела чем длиннее, тем тяжелее. А зачем делать таким образом СБ? Сделайте квадрат из ферменных конструкций, затяните его сеткой, закрепите на ней СБ и ориентируйте его маневровыми двигателями. Где-нибудь посередке этих 20Га полей СБ прилепите МЭК...

[naunau]

Alex_II пишет:

Татарин пишет:
Чем больше кран, тем меньшую долю от своей массы он сможет поднять.

Кран, он вообще-то при тяготении работает... Соответственно да - стрела чем длиннее, тем тяжелее. А зачем делать таким образом СБ? Сделайте квадрат из ферменных конструкций, затяните его сеткой, закрепите на ней СБ и ориентируйте его маневровыми двигателями. Где-нибудь посередке этих 20Га полей СБ прилепите МЭК...

https://ru.wikipedia.org/wiki/Момент_силы

если сила приложена к рычагу перпендикулярно ему, момент силы определяется как произведение величины этой силы на расстояние до оси вращения рычага. 

т.е. 1 Н приложенный к концу 60-ти метровой панели усилится в 60 раз в месте крепления этой панели, или в 30 раз посередине этой панели. Поэтому жёсткость конструкции должна увеличиваться при приближении к оси вращения.

Силы которые будут воздействовать на панели называются возмущениями. Чем протяжённее конструкция, тем не равномернее они будут воздействовать, создавая в разных её точках рычаги которые будут стремиться разломать всю конструкцию. Сила = ускорение * массу.

[Alex_II]

naunau пишет:
Сила = ускорение * массу.

Ну и какое же УСКОРЕНИЕ будет у СБ находящихся в космосе и разгоняемых ЭРД? Миллиметры в секунду за секунду? А у тех, что НЕ ускоряются а движутся равномерно - какое будет?
На рычаг в 450 метров сами помножите?

[avb]

Alex_II пишет:

naunau пишет:
Сила = ускорение * массу.

Ну и какое же УСКОРЕНИЕ будет у СБ находящихся в космосе и разгоняемых ЭРД? Миллиметры в секунду за секунду? А у тех, что НЕ ускоряются а движутся равномерно - какое будет?

Важнее какая сила будет на том рычаге.

[Alex_II]

avb пишет:
Важнее какая сила будет на том рычаге

Так какая?

[naunau]

Alex_II пишет:

naunau пишет:
Сила = ускорение * массу.

Ну и какое же УСКОРЕНИЕ будет у СБ находящихся в космосе и разгоняемых ЭРД? Миллиметры в секунду за секунду? А у тех, что НЕ ускоряются а движутся равномерно - какое будет?
На рычаг в 450 метров сами помножите?

допустим у вас есть две панели по 450м которые крепятся к буксиру, тогда если буксир ускоряется 1мм/с, то момент силы в месте крепления панелей будет такойже как при ускорении 0.45м/с (полметра), допустим масса такой панели будет 80 тонн, вот и представьте себе конструкцию которая должна выдержать разгон электровоза полметра в секунду.  
Точнее предствьте себе, что вы стоя перпендикулярно электровозу сзади своей фермой от панелей разгоняеете этот электровоз на 0,45м/с. Лом вы точно загнёте.
Но мы рассматривали вопрос роста относительной массы ферм. Допустим вы сделали фермы на всём протяжении такой панели одинаковыми и у основания эти фермы таки выдерживают ваше ускорение, это значит, что вы сделали фермы на концах панели излишне жёсткими, т.е. сделали конструкцию заведомо тяжелее чем она могла бы быть.

[Kap]

naunau пишет:
Эфект оберта говорит о том, что импульс тяги максимально эффективно давать в ПЕРИГЕЕ или в ПЕРИЦЕНТРЕ. Или рядом с этими точками.

Короче надо считать. Предварительно разобравшись что не так в моей модели - при нулевом ускорении там все нормально.

naunau пишет:
У МКС установленная мощность СБ 256кВт на 64 тонны. КПД СБ 15%. КИУМ 30-40% (почитайте что это).

Т.е. ЯЭУ с мощностью МКС вы не покажете.

naunau пишет:
Если вы считаете конструкции СБ на МКС перетяжелёнными то почитайте тут

И? По ссылке о том что конструкторы балки о тепловом расширении и геометрии не знали, а не о хрупкости. Если принять что проблема вообще есть, а не НАСА надо куда-то деньги потратить.

avb пишет:
Реактор смотрится сильно лучше.

Цельно-бумажное всегда смотрится сильно лучше реального. Если посмотреть на Топаз с электрической мощностью меньше 10 кВт и сроком работы меньше года, то оптимизма сразу поубавится.

Татарин пишет:
Потому что чем больше панели, тем прочнее должны быть конструкции.

Бла-бла-бала... Прочность на разрыв алюминиевых сплавов до 500 МПа. Итого при ускорении 0.001 м/с2 алюминиевый трос или балка постоянного диаметра оборвется при длине 185 км.

Татарин пишет:
Если мы к СБ пристыковываем СБ, то конструкции первой СБ несут уже двойную нагрузку

Еще бы кое-кто дал себе труд посчитать чему равна та нагрузка а не порол чушь.

Татарин пишет:
Для СБ утяжеление обязано быть (если мы не перетяжелили её до этого).

У СБ утяжеления не будет если только балку не делали из говна и палок. И не ставили поперек тяги как на МКС.

Татарин пишет:
1. Заведомо можно сделать _не только_ "Топаз".

Сделать можно, но не "заведомо". Т.е. либо не выдадим проектных ТТХ либо не уложимся в смету. Маск вон больше года ракету сажал.

Татарин пишет:
2. Вы не отличаете СБ на наноантеннах от наноантенн?

Вы написали именно про наноантенны, не надо отмазываться.

а вот с "наноантеннами" нет даже расчётов ab initio, не говоря уж об лабораторных образцах, и тем более - производстве.

Татарин пишет:
Покажите мне расчёты нановыпрямителя

В гуглсхоларе забанили? Ректенны ловящие ИК от 3 нм уже даже в лабораториях испытывают.

Татарин пишет:
а не предположения типа "вот это могло бы сработать, наверное, если вдруг нам дадут кучу бабла"

С ядреным двигателем именно такое предложение и есть. Только вот на солнечные батареи сейчас бобла дают намного больше чем в РФ на ядерные двигатели и занимаются ими в том числе люди по-квалифицированей тех что в Росатоме и Роскосмосе при всем желании найдут на ядерный двигатель.

Татарин пишет:
идее-то - 20 лет уже

Больше - еще у Гильзина мельком разбиралось. И чего? Идея компьютера с памятью для хранения программ вообще в 19 веке появилась.

Татарин пишет:
3. Не доходит?

Вполне дошло что вы занимаетесь демагогией притягивая за уши аналогии.

Татарин пишет:
Короче: СБ на наноантеннах нет, как их сделать непонятно не только для космоса, а вообще. Реакторы есть, и работают.

Короче, те реакторы которые реально работали в космосе (сейчас их вроде вообще нет, но возможно на каком-то из трансмарсианских зондов именно реактор а не РИТЭГ - влом проверять) имеют удельную и обычную мощность много меньшую чем даже у балки МКС. Разговоры что если вместо эмиссионного поставить турбину да еще и капельный радиатор добавить - они именно разговоры. Практикой не подтвержденные.

Владимир Шпирько пишет:
Да двигатель не перестал быть Электрическим, но одновременно он же - Тепловой двигатель.

У Гильзина целая глава про электротермические двигатели.

Владимир Шпирько пишет:
Ну если греть дугой или высокочастотным полем, ну до 1200с можно поднять - но сразу тяга падает.

Тяга при постоянной мощности и КПД пропорциональна скорости истечения, так что падает не сильно.

naunau пишет:
т.е. 1 Н приложенный к концу 60-ти метровой панели усилится в 60 раз в месте крепления этой панели, или в 30 раз посередине этой панели.

60 ньютонов это аж 6 кгс. При этом панель длиной 60 и шириной допустим 10 метров на Земле будет весить от 900 кг.

[Alex_II]

naunau пишет:
допустим у вас есть две панели по 450м которые крепятся к буксиру, тогда если буксир ускоряется 1мм/с, то момент силы в месте крепления панелей будет такойже как при ускорении 0.45м/с (полметра), допустим масса такой панели будет 80 тонн, вот и представьте себе конструкцию которая должна выдержать разгон электровоза полметра в секунду.
Точнее предствьте себе, что вы стоя перпендикулярно электровозу сзади своей фермой от панелей разгоняеете этот электровоз на 0,45м/с. Лом вы точно загнёте.
Но мы рассматривали вопрос роста относительной массы ферм. Допустим вы сделали фермы на всём протяжении такой панели одинаковыми и у основания эти фермы таки выдерживают ваше ускорение, это значит, что вы сделали фермы на концах панели излишне жёсткими, т.е. сделали конструкцию заведомо тяжелее чем она могла бы быть.

Таки сколько там момент? В ньютонах пожалуйста... А не в электровозах...

[naunau]

Kap пишет:
Бла-бла-бала... Прочность на разрыв алюминиевых сплавов до 500 МПа. Итого при ускорении 0.001 м/с2 алюминиевый трос или балка постоянного диаметра оборвется при длине 185 км.

Раскажите это инженерам НАСА, которые сделали панели c плёночными СБ длиной 72 метра (по 36 с каждой стороны)  и весом 16 тонн. И теперь жалуются, что они могут сломаться от ничтожных сил вызванных тепловым расширением.

Kap пишет:
Еще бы кое-кто дал себе труд посчитать чему равна та нагрузка а не порол чушь.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Момент_силы
Посчитайте, но вы не осилите.

Kap пишет:
Т.е. ЯЭУ с мощностью МКС вы не покажете.

Её делают. В то же время буксир на СБ весом 60 тонн проиграет аналогичному буксиру на гептиле. Сами посчитаете или помочь ?

Kap пишет:
И не ставили поперек тяги как на МКС.

А как вы предлагаете ставить ? хотите сделать из СБ кишку длиной десять км ?