Ядерный двигатель

[Crionis]

А какая должна быть отлетная скорость чтобы добраться до Марса за 30 дней?

[Mark]

А какая должна быть отлетная скорость чтобы добраться до Марса за 30 дней?

1- скорость до 100 км/с.
2- плазменый двигател тягу 3-5 кг, кажды
3- 25 Мвт
4- ядерны двигател тягу 8- 10 тонн или двухрежимный ядерный двигатель

[pkl]

Масса ТЭМ-25 будет 125 тонн.
Масса топлива до 250 тонн, ну стоимость Ксеона ето серёзны проблем. Розработки топлива идут.
Для МПДУ двигателя нужен Аргон.

Разгон вокруг Земли на ТЭМ- 25 = 8-12 днеи.
Разгон вокруг Земли , 500 двигатели ЕРД-50 , 15 Мвт и сумарычна тяга 60 кг = 100 днеи ( концепця лет 1998- 2006 ).

Ой ли? Как то всё уж слишком здорово... 125 т, 500 кг тяги и 8-12 дней. :?

[Mark]

Масса ТЭМ-25 будет 125 тонн.
Масса топлива до 250 тонн, ну стоимость Ксеона ето серёзны проблем. Розработки топлива идут.
Для МПДУ двигателя нужен Аргон.

Разгон вокруг Земли на ТЭМ- 25 = 8-12 днеи.
Разгон вокруг Земли , 500 двигатели ЕРД-50 , 15 Мвт и сумарычна тяга 60 кг = 100 днеи ( концепця лет 1998- 2006 ).

Ой ли? Как то всё уж слишком здорово... 125 т, 500 кг тяги и 8-12 дней. :?

Думаю что до 2040 года будет то возможно, потому что нет другой альтернативы !

[Mark]

Из 3 июля 2012 - Atomic-Energy.ru

Учёные из Университета Алабамы в Хантсвилле (США) в сотрудничестве с НАСА разрабатывают технологию для термоядерного ракетного двигателя, работающего на основе Z-пинча.

По их словам, новый двигатель в перспективе сможет снизить время полёта к Марсу с 6–8 месяцев до 6–8 недель.


http://www.atomic-energy.ru/news/2012/07/03/34557

[Mark]

А какова будет масса ТЭМ-25? Сколько времени ну будет разгоняться? ЯРДы смогут вытолкнуть модуль куда быстрее.

Тоже и ядерны как и химический двигатель не экономичны, за много росхода топлива и очен плохая скорость.

Скажем у нас есть химический двигатель на 900 кг тягу. До етого нужно скоростью истечения 3км/с и росход топлива на 3 кг/с. Получаем 9000 ньютонов, а мощность из сгорания компонентов топлива будет 13,5 Мвт.

На плазмены двигател скорость истечения увеличилась в 10 раз,  так что мы получаем 30км/с. А чтобы сохранить тягу на 900 кг, надо уменьшить расход также в 10 раз. Мы получаем росход топлива 300 грамм в секунду.
Толко вопрос, сколько же мощности нам нужне ?  Получаем  что нам нужне будет 135 Мвт.

А если мы увеличим скорость до 300 км/с (VASIMR или МПД двигател) и сохраним тягу, то нам будет толко 30 грамм  топлива в секунду нужне !!! Да, а мощности аж 1350 Мвт! Так что все зависит от энергии, чтобы сделать
быстрыи и экономичне полеты на Марс , Юпитер, Сатурн и далше.

Да, а розработка ТЭМ-25 Мвт ето первый маленькии шаг до двигатели на 1 ГВат.

[vlad7308]

Марк, вы забываете про "альфу" - отношение массы ЯЭДУ к электрической мощности
для ЯЭДУ даже теоретически достижимая альфа слишком велика (1-4 кг по разным оценкам), а реально достижимая сейчас - порядка 20-30 кг на кВт
вот и считайте

[Mark]

Марк, вы забываете про "альфу" - отношение массы ЯЭДУ к электрической мощности
для ЯЭДУ даже теоретически достижимая альфа слишком велика (1-4 кг по разным оценкам), а реально достижимая сейчас - порядка 20-30 кг на кВт
вот и считайте

vlad7308 , я то знаю, ну я не могу всё на руском языке и писать.

Посмотрим. Масса ТЭМ-25 мВт будет 125 тонн, а электрична мощность 25 мвт, получаем 1 до 5 или 1 Квт на 5 кг.
Так что ето очен плохо. Ну что сделать? Думаю что ТЭМ-100 мВт будет 350 тонн, а ето можно и сделaть.
Патом будут совсем другие течничне решения и концепцие нужне, как МПД или другие.

[Mark]

Марк, вы забываете про "альфу" - отношение массы ЯЭДУ к электрической мощности
для ЯЭДУ даже теоретически достижимая альфа слишком велика (1-4 кг по разным оценкам), а реально достижимая сейчас - порядка 20-30 кг на кВт
вот и считайте

Ранше были концепцие з удельной массы 0.83 кг/кВт. На таке решения ещо нет времи, наверно после 2050 года. А если мы сделаем двигател 1000 мВт и 350 тонн массы, будет моя мечта. Я уверен !


А.Борисов cпециально для «Новостей космонавтики» №3, 2001

Конкуренцию газофазным ЯРД открытой схемы составляли электроракетные двигатели (ЭРД) с ядерными источниками энергии, для которых была выполнена концептуальная проработка ЯЭДУ замкнутой схемы массой 125 т и электрической мощностью 150 МВт с 19-твэльным струйным реактором без магнитной стабилизации, фарадеевским коаксиально-вихревым МГД-генератором со сверхпроводящей системой возбуждения и холодильной машиной с излучателем, с контуром циркуляции с сепарацией ядерного горючего от рабочего тела (гелий с добавкой NaK). Установка имела весьма хороший показатель удельной массы (0.83 кг/кВт); при этом масса реактора составила 35% от массы установки, МГД-генератора – 17%, систем теплосброса – 35%.
   Плазменные ЭРД, запитываемые от подобной энергоустановки, при удельном импульсе 5000 с могли развивать тягу примерно 450 кгс. Марсианский экспедиционный комплекс (МЭК) с такой двигательной установкой имел бы тяговооруженность порядка 10-3, что во много раз превосходит значение этого параметра для ЯЭДУ, использующих твердофазные твэлы.

[Mark]

Aкадемик Борис Каторгин :

— Не означает ли достижение этими ЖРД неких совершенных качеств, причем случилось это полвека назад, что ракетный двигатель с химическим источником энергии в каком-то смысле изживает себя: основные открытия сделаны и в новых поколениях ЖРД, сейчас речь идет скорее о так называемых поддерживающих инновациях?

— Безусловно нет. Жидкостные ракетные двигатели востребованы и будут востребованы еще очень долго, потому что никакая другая техника не в состоянии более надежно и экономично поднять груз с Земли и вывести его на околоземную орбиту. Они безопасны с точки зрения экологии, особенно те, что работают на жидком кислороде и керосине. Но для полетов к звездам и другим галактикам ЖРД, конечно, совсем непригодны. Масса всей метагалактики —10/56 (степень)
  граммов. Для того чтобы разогнаться на ЖРД хотя бы до четверти скорости света, потребуется совершенно невероятный объем топлива — 10/3200 (степень) граммов, так что даже думать об этом глупо. У ЖРД есть своя ниша — маршевые двигатели. На жидкостных двигателях можно разогнать носитель до второй космической скорости, долететь до Марса, и все.

— Следующий этап — ядерные ракетные двигатели?

— Конечно. Доживем ли мы еще до каких-то этапов — неизвестно, а для разработки ЯРД многое было сделано уже в советское время. Сейчас под руководством Центра Келдыша во главе с академиком Анатолием Сазоновичем Коротеевым разрабатывается так называемый транспортно-энергетический модуль. Конструкторы пришли к выводу, что можно создать менее напряженный, чем был в СССР, ядерный реактор с газовым охлаждением, который будет работать и как электростанция, и как источник энергии для плазменных двигателей при передвижении в космосе. Такой реактор проектируется сейчас в НИКИЭТ имени Н. А. Доллежаля под руководством члена-корреспондента РАН Юрия Григорьевича Драгунова. В проекте также участвует калининградское КБ «Факел», где создаются электрореактивные двигатели. Как и в советское время, не обойдется без воронежского КБ химавтоматики, где будут изготавливаться газовые турбины, компрессоры, чтобы по замкнутому контуру гонять теплоноситель — газовую смесь

http://expert.ru/expert/2012/26/dve-s-polovinoj-tonnyi-topliva-v-sekundu/?n=58742

[Mark]

Борис Каторгин: Разум должен питаться неизвестным, 12.07.2012.

– Лимит разработок советских времен давно исчерпан. Что теперь надо сделать, чтобы в будущем быть конкурентоспособными на мировом рынке?

– Надо вести новые разработки и модернизировать старые. Сейчас этот процесс если где у нас и происходит, то крайне вяло. Судите сами: в советское время Министерство общего машиностроения, в ведении которого находился космос, только на НИОКР тратило 22 процента своего огромного бюджета – по всем направлениям, включая двигательное. Сегодня объем финансирования исследований несопоставимо меньше. Вследствие этого главная беда – непривлекательные условия работы для молодых специалистов. Даже на «Энергомаше», несмотря на деньги американцев, нет достойной оплаты труда для молодых. Они уходят в бизнес. Надо развивать производство, чтобы выпускник инженерного факультета был уверен: у меня будет работа по профилю и с достойной оплатой. Еще необходимо повысить роль генеральных конструкторов и отдать им финансирование по НИОКР, пусть они сами проводят разработки по ведущим направлениям и самостоятельно распоряжаются средствами. А то сегодня генеральный конструктор вынужден бегать по каждому новому вопросу к директору и выслушивать в ответ неизменное: «Денег нет». Будь у нас деньги, мы давно сделали бы ядерные двигатели, на которых уже летали бы за пределы Солнечной системы. Когда я был молод, мы много спорили и мечтали, как на ядерных двигателях будем летать уже в 80-х годах. Даже над фотонными двигателями задумывались.

– А сегодня стоят в повестке дня полеты за пределы Солнечной системы?

– Для разработки ядерных ракетных двигателей многое было сделано еще при советской власти. Сейчас создается ядерный транспортно-энергетический модуль. Возглавляет это направление Исследовательский центр имени Келдыша под руководством академика Анатолия Коротеева – при непосредственном участии Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники (НИКИЭТ) имени Доллежаля под руководством члена-корреспондента Юрия Драгунова. В НИКИЭТ проектируют ядерный реактор с газовым охлаждением, который будет работать и как источник энергии для плазменных двигателей при передвижении в космосе, и как электростанция.

– Какие перспективы вы видите в освоении космической энергии и ее использовании на Земле?

– Развитие цивилизации немыслимо без освоения космической энергетики, увеличения доли возобновляемой энергии. Отходами углеводородных производств, вредными газами мы замусорили атмосферу и нанесли огромный ущерб природе. Давно пора его минимизировать. Кроме того, каждые четырнадцать лет на Земле прибавляется по миллиарду жителей, а значит, растет число потребителей товаров, для производства которых нужна энергия. Мусор растет в геометрической прогрессии, и на его утилизацию тоже нужна энергия. Когда-нибудь наступит критический момент и Земля не выдержит. При этом Солнце дает в 10 тысяч раз больше энергии, чем та, которую потребляет человечество. Можно и нужно строить солнечные орбитальные электростанции и передавать часть энергии на Землю. К примеру, после 2016 года в США собираются снабжать электричеством, полученным с космических солнечных орбитальных электростанций, около 250 тысяч индивидуальных домов. Причем будут аккумулировать электромагнитную энергию Солнца не только в инфракрасном, но и в ультрафиолетовом диапазоне, что расширяет КПД установок. На Землю она будет передаваться в виде СВЧ или лазерного излучения. Далее полученная энергия будет конвертироваться в электрическую для нужд людей. Конечно, пока нам от нефти и газа не уйти. Но форсировать создание возобновляемых источников энергии, направлять на это лучшие умы и финансы необходимо, иначе не выжить в будущем.

– Вы говорили о полетах в дальний космос. А так ли уж нужно лететь, скажем, на Марс? Противники этой идеи считают, что это слишком дорого, да и опасно для здоровья экипажа.

– Один философ сказал: «Всему живому на Земле присущи два стимула – стимул к утолению голода и стимул к воспроизводству. Только одному живому существу, человеку, Господь Бог дал разум. А разум должен питаться неизвестным, иначе он погибнет». И человек при любых условиях пойдет искать новые знания. И на Марс полетит, чтобы понять, была ли там жизнь и что будет с нашей Землей. Сергей Королев еще при жизни готовил аппараты именно для полета на Марс. Сейчас в РКК «Энергия» тоже активно рассматривают этот вопрос

http://nvspb.ru/tops/razum-doljen-pitatsya-neizvestnym-48814

[Mark]

Яблоки с Марса[/size]

Владимир Бугров:

РГ: Впрочем, в стратегии третьим приоритетом значится и  пилотируемый полет на Марс. Правда, в составе международной кооперации.

Бугров: Все поставлено с ног на голову. В 1974 году был создан реальный фундамент для осуществления нашей страной экспедиции человека на Марс в 70-80-х годах, но сегодня за марсианский проект сами мы не беремся. Будем ждать: авось, нас возьмет международная кооперация. Однако запросто беремся за то, что заведомо сделать в одиночку невозможно  - создать большой промышленный город на Луне.

РГ: Говоря, что стратегия противоречит ранее принятым документам, вы имеете ввиду федеральную программу на 2006-2015 годы, где был как раз Марс?

Бугров: Конечно. Три года назад прошло большое совещания при администрации президента РФ. И было четко записано: "Разработать специальную федеральную целевую программу "Осуществление марсианской экспедиции" на 2009-2022 годы..." То есть ясно была подтверждена стратегическая цель России - экспедиция на Марс. Президент выделил 17 миллиардов рублей на разработку ядерного двигателя. Из них 7,245 млрд. Росатому - на создание реакторной установки, 3,955 млрд. Центру имени Келдыша - на создание ядерной энергодвигательной установки...

Правда, сразу возник вопрос: почему начинается финансирование Росатома и Центра имени Келдыша, когда нет ни главного конструктора, ни проекта экспедиции. Наконец, кто ввел в заблуждение, что лететь на Марс нужно только на электрореактивных двигателях?  Они не нужны.

РГ: Их еще в 1962 году отвергли Королев и Келдыш?

Бугров: Верно. Они утвердили проект марсианского комплекса с жидкостными ракетными двигателями для разгона к Марсу с околоземной орбиты.  Глушко, которому еще в 1960 году поручили разработать электрореактивный двигатель (ЭРД), через 27 лет, не решив задачу, признался: "Я много думал и пришел к выводу, что плазменные двигатели для пилотируемых полетов не нужны - мы все задачи можем решить на химии".

РГ: Так почему экспедиция на Марс все-таки ставится в зависимость от создания ЭРД?

Бугров: Скажу так. Слишком много специалистов занято в этих разработках. Даже вышла книга с попыткой, и весьма некорректной, доказать превосходство ЭРД перед жидкостными двигателями. Скажем, приводится весовая сводка комплекса: 366 тонн на околоземной орбите, однако без посадки на Марс. То есть облет Марса. Еще в 1969 году Келдыш дважды официально предлагал   выполнить в 1975 году пилотируемый облет Марса на двух носителях Н1 с ЖРД. Но это 190 тонн, а не 366! Мстислав Всеволодович считать умел.  В любом случае, выигрыш, равно, как и проигрыш - почти в два раза!

РГ: Кажется, авторы книги договорились  даже до того, что к экспедиции на Марс Сергей Королев никакого отношения вообще не имел?

Бугров:  Да. И что проекта с жидкостными ракетными двигателями тоже не было. И что в 1960 году некий "секретный главный конструктор" разработал проект "МЭК" - марсианского экспедиционного комплекса с плазменными двигателями, который и описан в книге... А главный редактор - академик утвердил эту чепуху.

http://www.rg.ru/printable/2012/06/27/kosmos-poln.html

[Bell]

Что за бред несет Бугров???  

[Дмитрий В.]

Что за бред несет Бугров???  

"Вперед, на Марс!" - вполне цандеровский призыв :wink:

[Mark]

Что за бред несет Бугров???  

Да, я тоже очен удивился. На далеке полеты нет другой альтернативы как плазменные и ядерные двигатели.

[Дмитрий В.]

Что за бред несет Бугров???  

Да, я тоже очен удивился. На далеке полеты нет другой альтернативы как плазменные и ядерные двигатели.

Это иде-фикс Бугрова. Он постоянно подчеркивает, что реальный "королёвский" проект экспедиции на Марс базировался на ЖРД с использованием идеи торможения в атмосфере Марса.

[Shestoper]

Для Марса они не являются необходимыми, в случае полета по энергетически оптимальной траектории. ХС вполне посильная для ЖРД - около 15 км/с, считая от поверхности Земли. И время полета на Марс по Гоману приемлемое - 500 суток летаем, 500 суток на планете работаем.
 
Сложности начинаются, если хотим сократить время экспедиции, включая пребывание на Марсе. Но даже в случае 30-суточного пребывания на Марсе можно корабль на ЖРД уместить в 1200-1400 тонн на НОО, при условии разгона от Земли на водороде, а маневрирования у Марса  - на "вонючке".
При такой траектории, требующей большей прмерно на 4 км/c ХС, ЭРД позволяют в 3 раза сократить массу корабля.
Но такая экспедиция суть вредительство и злостный флаговтык.
Так что не очень-то ЯРД для Марса и нужны, без них можно обойтись. Другое дело, если лететь куда-то подальше.

[Shestoper]

Это иде-фикс Бугрова. Он постоянно подчеркивает, что реальный "королёвский" проект экспедиции на Марс базировался на ЖРД с использованием идеи торможения в атмосфере Марса.

Если орбита ожидания у Марса высокая, то и тормозиться в атмосфере не обязательно. ХС для торможения порядка 0,2-1 км/с, в зависимости от выбранной орбиты. Торможение на ЖРД может быть выгоднее, чем делать для всего комплекса аэродинамический экран.
Вот спускаемый аппарат - да, выгодно тормозить в атмосфере со второй космиченской до нуля.
Межпланетный комплекс не нужно сильно тормозить - потом обратно нужно больше разгоняться. Проще разогнать от поверхности Марса  почти до второй космической маленькую кабину с людьми, чем всю бандуру межплантного корабля сначала сильно тормозить, потом разгонять.

[Bell]

Яблоки с Марса[/size]

Владимир Бугров:

http://www.rg.ru/printable/2012/06/27/kosmos-poln.html

Дочитал до конца. РыдалЪ...

Что предлагает эксперт РГ:

РГ: Что вы конкретно предлагаете?

Бугров: Принять документ, в котором:
1.  Определить национальной задачей России - многолетний надежный и безопасный марсианский попил. Определить его как главную задачу на долгие лета, с кучей бестолковых и затратных подзадач и сделать это госпрограммой с запуском загребущих ручек в федеральный бюджет.

2.  Определить РКК "Энергия" головной организацией по осуществлению великого марсианского попила и всего что рядом с ним.

3.  Назначить меня-любимого главным конструктором Всего и Вся, позволив пилить бабло на государственном уровне со всеми полномочиями.

4.  Главному конструктору ТМК в срок до конца 2012 года:

4.1. Разработать бесперспективный и морально устаревший ТМК на основе фантазий 50-летней давности.

4.2.Разработать стратегию этапного марсианского попила:

    - 2014 г. - попил на бумажном проектировании;
    - 2014-2018 гг. - попил на изготовлении опытных образцов всяких конструкций;
    - 2018-2020 гг. - наземный попил;
    - 2020-2022 гг. - околоземный попил;
    - 2022-2024 гг. - окололунный попил;
    - 2023-2025 гг. - околосолнечный попил;
    - 2024-2026 гг. - второй окололунный попил;
    - 2025-2030 гг. - морковка в виде околомарсианского попила, до которого при моей жизни точно не дойдет и я мне ничего за это не будет.

4.3. Дать мне-любимому как можно больше власти и включить в РККЭ как можно больше организаций.

5.   Роскосмосу подготовить предложения по изменению структуры отрасли, с учетом всех моих требований и ваще чтоб я стал владыкой моским!

6.  Выпилить всех конкурентов и все бабло кинуть на марсианский попил.

Аминь

[Mark]

Яблоки с Марса[/size]

Владимир Бугров:

http://www.rg.ru/printable/2012/06/27/kosmos-poln.html

Дочитал до конца. РыдалЪ...

 
Аминь

К солжалениу,  НАСА будет опять первая :

1- 2017 первый старт SLS носителя
2- 2021 полет на луну, две недели вокруг луны
3- 2022- 2023 полет до Lagrange-Punkt L2
4- 2025, 2028, 2029, 2030- полет до астероида 1999 AO10-  а патом на 3 другие астероиды.
5- 2032 полет на Марс, время полета год

Тоже амен !