Возможности ЯРД

[X]

Можно. Были такие проекты - сборщик атмосферы на топливо.

Т.е. пепелац с воздухозаборником, ЯЭУ, системой сжижения, баками выводится на низкую форсированую орбиту (для Земли 130-150 км), держится там на постоянном доразгоне ЭРД движками, хавает атмосферу и делает из нее топливо. Часть сразу тратит на доразгон.

[X]

Revisiting Project Orion[/size]


http://www.thespacereview.com/article/309/1

[X]

Вообще, по всей видимости, ТФЯРД целесообразнее всего использовать на космической ступени АКС - требования по тяговооруженности меньше, и с радиационной безопасностью проще решается - если и полетит немного чего из реактора, то рассеятся на таком пространстве, что повышение фона не каждый прибор заметит. Опять же, активации стартовых конструкций можно совершенно не опасаться.

По-моему, неплохая идея. К тому же УИ в 900с позволит выйти на орбиту в 1 ступень с приемлимым массовым совершенством. Одна ступень это весьма технологично, никаких разделяющихся частей. Почти самолет получается. Старт c земли на ВРД и крыльях, а на высоте включается ЯРД. Набранная высота и скорость частично снижают требования к максимальной тяге ЯРД.

[X]

Опять же для повышения удельной тяги можно в водород добавлять немного кислорода. Т.е. прогонять через реактор больше водорода, чем он в способен нагреть и добирать рабочую температуру добавляя кислород уже после реактора. УИ это ухудшит, но тягу поднимет. С набором высоты и скорости можно плавно переходить на чистый водород и высокий УИ. Возможна оптимальная регулировка соотношения тяги/УИ в зависимости от стадии полета.

[Alexey K.]

Alexey K.

Так же и в ЯРДе - завернуть поток водорода так, чтобы микротвэлы сгруппировались вместе образовав критику, при этом добиться отсутствия потерь микротвэлов (они могут выноситься водородом из реактора).

А можно ли добиться отсутствия потерь? Полного?

Если нужный вихревой поток будет полностью управляемый, то всё остальное уже технические трудности.

[Lin]

Не совсем по теме. Но по проcьбам трудящихся !

[Fakir]

Вадим Семенов

По-моему, неплохая идея. К тому же УИ в 900с позволит выйти на орбиту в 1 ступень с приемлимым массовым совершенством. Одна ступень это весьма технологично, никаких разделяющихся частей. Почти самолет получается.  Старт c земли на ВРД и крыльях, а на высоте включается ЯРД.

Думаю, лучше всё же в две полностью многоразовые ступени - самолёт-разгонщик плюс сам АКС. В одноступенчатом варианте АКС будет очень уж перегружен - это и ВРД, и топливо (Андрей Суворов недавно  напомнил, что Ту-144, например, на разгон до крейсерской скорости в 2000 км/ч тратил почти сорок тонн топлива - при взлётной массе в 200 тонн).

Опять же для повышения удельной тяги можно в водород добавлять немного кислорода. Т.е. прогонять через реактор больше водорода, чем он в способен нагреть и добирать рабочую температуру добавляя кислород уже после реактора. УИ это ухудшит, но тягу поднимет. С набором высоты и скорости можно плавно переходить на чистый водород и высокий УИ.

Вряд ли получится. Это же в газодинамический тракт должна добавляться камера сгоранию, которая в "проточном" варианте не нужна, плюс сопла должны быть совершенно разными - т.е. регулировать тягу-УИ на лету нереально.

Alexey K.

Если нужный вихревой поток будет полностью управляемый,

Так в этом-то и есть главные сомнения :wink: Как вы собираетесь добиться его полной управляемости?

[avp]

Можно. Были такие проекты - сборщик атмосферы на топливо.

Т.е. пепелац с воздухозаборником, ЯЭУ, системой сжижения, баками выводится на низкую форсированую орбиту (для Земли 130-150 км), держится там на постоянном доразгоне ЭРД движками, хавает атмосферу и делает из нее топливо. Часть сразу тратит на доразгон.

Т.е. в принципе получается что мы можем на ЯРД рассекать по всей солнечной системе.  Почему тогда сейчас не ведутся интенсивные расработки таких движков?

[X]

А кто сказал, что не ведуться ? Просто я так думаю, что это глубоко засекреченая информация. Ведь в тех же 30 годах никто из простых граждан не знал о разработке АБ.

[Shin]

А кто сказал, что не ведуться ? Просто я так думаю, что это глубоко засекреченая информация. Ведь в тех же 30 годах никто из простых граждан не знал о разработке АБ.

Наивный вы товарищ  

[X]

в конце 80 начале 90 годах прошлого века,я имел честь работать в ВНИИА то, что находиться у метро новослободская. Сейчас я думаю  не раскрою гостайну сказав, что эта контора работала на подземные ЯИ (делеала систему подрыва ЯЗ, изделие назывлось  ТБЗС 111). Так вот там иследования по проблеме ЯРД шли в полный рост, хотя  конечно это не было основным направлением. ))

[Shin]

Так вот там иследования по проблеме ЯРД шли в полный рост, хотя  конечно это не было основным направлением. ))

Исследования и хотя бы одна реальная железка - две большие разницы.

[avp]

А кто сказал, что не ведуться ? Просто я так думаю, что это глубоко засекреченая информация. Ведь в тех же 30 годах никто из простых граждан не знал о разработке АБ.

Сейчас засекретить такое практически невозможно. Тем более что военного применения вроде как и не видно.

[avp]

Вот что написано в "Библии" (Красной энциклопедии). Вернее, нарисовано:

Только сейчас заметил, что шкалы на осях непропорциональные.  Это искажает все зависимости.

Кстати, я тут прикинул  пальцах,  что  УИ должен быть пропорционален квадратному корню из температуры и обратно пропорционален  квадратному корню из молекулярной массы газа. Т.е. метан будет иметь УИ в 3 раза меньший чем водород. Что в общем то тоже неплохо.

[X]

Засекретить можно все, было бы желание  .  Тем более что дело, скорее всего, обстоит именно так, но не у нас, а в США. JIMO как мне кажется верхушка айсберга. А военное применение надеться, был бы девайс, да хотя бы выведение всяких спутников шпионов, по цене пятачок за пучок. IMHO ))

[Shin]

Засекретить можно все, было бы желание  .  Тем более что дело, скорее всего, обстоит именно так, но не у нас, а в США. JIMO как мне кажется верхушка айсберга. А военное применение надеться, был бы девайс, да хотя бы выведение всяких спутников шпионов, по цене пятачок за пучок. IMHO ))

Ну да. Вон вы имечко тоже свое засекретили
Жаль, что мы пока не услышали начальника транспортного цеха...

Пусть Fakir вам качественно ответит.

[X]

да я не нарочно его секретил, просто читаю вас постоянно, а вот зарегистрироваться как то все не досуг.

[Fakir]

Гость

А кто сказал, что не ведуться ? Просто я так думаю, что это глубоко засекреченая информация. Ведь в тех же 30 годах никто из простых граждан не знал о разработке АБ.

Да в 30-е про потенциальные возможности "атомной взрывчатки" писали вполне открыто, даже патенты на бомбу выдавались (идеи, правда, были неработоспособными, но тем не менее).

JIMO как мне кажется верхушка айсберга.

Ну начнем с того, что JIMO - это вообще не ядерный двигатель, а комбинация реактор+ЭРД. Т.е. совсем другой соус.

А военное применение надеться, был бы девайс, да хотя бы выведение всяких спутников шпионов, по цене пятачок за пучок. IMHO ))

Дык в том-то и дело, что в данное время никто не рассматривает ЯРД в качестве средства выведения. ЯРД считается исключительно движком открытого космоса, а на кой оно военным?  

Так вот там иследования по проблеме ЯРД шли в полный рост, хотя конечно это не было основным направлением. ))

Рассказали бы чего :wink: Я про участие этой конторы в разработке ЯРД вроде не слышал. Они работали в большой кооперации, или что-то своё соображали?

avp

Т.е. метан будет иметь УИ в 3 раза меньший чем водород. Что в общем то тоже неплохо.

300 с - неплохо? Гм...

[X]

Думаю, лучше всё же в две полностью многоразовые ступени - самолёт-разгонщик плюс сам АКС. В одноступенчатом варианте АКС будет очень уж перегружен - это и ВРД,

Да, но благодаря высокому УИ ~ 900c у нас есть изрядный резерв по массе. Скажем, при стартовом весе 100т (совсем небольшой самолетик) до орбиты долетит ок. 35т. Пусть массовое совершенство 15%, тогда 20т -- чистая полезная нагрузка. Имеет смысл поступиться частью ПН на ВРД (~3т.) в пользу удобства и дешевизны эксплуатации одноступенчатой системы.

Есть еще соображение в пользу ВРД на ядерной ступени -- ядерная безопасность. Наличие ВРД позволит мягко посадить реактор в любых ситуациях, скажем, при отказе ЯРД. А ежли он навернется, мало не покажется.

и топливо (Андрей Суворов недавно  напомнил, что Ту-144, например, на разгон до крейсерской скорости в 2000 км/ч тратил почти сорок тонн топлива - при взлётной массе в 200 тонн)..

Что-что, а топливо составляет мизерную часть в стоимости запуска, тем более простой керосин. Его экономить не нужно. Дай бог, чтоб наступили времена, когда станет  актуальной экономия топлива при космических запусках.

Опять же для повышения удельной тяги можно в водород добавлять немного кислорода. Т.е. прогонять через реактор больше водорода, чем он в способен нагреть и добирать рабочую температуру добавляя кислород уже после реактора. УИ это ухудшит, но тягу поднимет. С набором высоты и скорости можно плавно переходить на чистый водород и высокий УИ.

Вряд ли получится. Это же в газодинамический тракт должна добавляться камера сгоранию, которая в "проточном" варианте не нужна,

Не нужна, но вряд ли будет сильно мешать.

ЯРД со впрыском кислорода гораздо выгоднее, чем ЯРД+ЖРД по отдельности. Дeло в том, что кислорода требуется совсем чуть-чуть и УИ упадет незначительно (в выхлопе, в основном, водород), зато производительность реактора (следовательно, тягу) можно увеличить существенно.

Попробую пояснить на пальцах. Скорость теплопередачи в первом грубом приближении пропорциональна разнице температур между нагревателем и рабочим телом. Грубо говоря, реактор с температурой 3000К может нагреть в 30 раз больше водорода от 0 до 100К, чем от 2900 до 3000. А вот химической реакции все равно при какой температуре греть: добавление определенного количества кислорода добавит определенное количество энергии и поднимет температуру на то же самое число градусов (в приближении постоянной теплоемкости, разумеется). Поэтому, если надо временно (на старте) увеличить тягу ЯРД, лучше не наращивать массу реактора, а просто увеличить поток водорода через него и добрать последние, самые неффективные для реактора градусы при помощи химии. Можно и без подогрева кислородом расход повысить, но тогда УИ упадет значительно.

плюс сопла должны быть совершенно разными - т.е. регулировать тягу-УИ на лету нереально.

А как же трехкомпонентные ЖРД?

[Fakir]

Вадим Семенов

Да, но благодаря высокому УИ ~ 900c у нас есть изрядный резерв по массе.

Так в том и дело, что ЯРД с высоким УИ со всех точек зрения необходимо запускать на высоте - это и радиационная безопасность, и предотвращение активации старта, и уменьшение времени работы реактора (его нужно делать как можно меньшим - а только на набор высоты в 10-20 км и скорости в пару махов уйдёт не меньше десяти минут, что вовсе не есть хорошо).

Имеет смысл поступиться частью ПН на ВРД (~3т.) в пользу удобства и дешевизны эксплуатации одноступенчатой системы.

Так ведь это будут не только три тонны ВРД, но и тонн двадцать-тридцать топлива... Плюс баки под всё это счастье...

Есть еще соображение в пользу ВРД на ядерной ступени -- ядерная безопасность. Наличие ВРД позволит мягко посадить реактор в любых ситуациях, скажем, при отказе ЯРД. А ежли он навернется, мало не покажется.

С этой точки зрения - да, есть смысл. Но ведь аппарат у нас крылатый, при запуске с разгонщика всегда имеет запас скорости, и в принципе, при отказе двигателя на любом участке трактории выведения должне быть в состоянии спланировать и более-менее штатно сесть. Но если хочется дополнительно подстраховаться - можно поставить один небольшой ТРД с запасом топлива в полтонны-тонну - не летать полноценно, а чтобы в случае чего была возможность сделать второй заход на посадку.

Кстати, если все сооружение, не дай бог, и навернется - в принципе ничего особо страшного не должно произойти. Реактор должен находиться в прочном корпусе, окружающие конструкции должны в случае чего поглощать энергию удара. Можно запускать ядерные АКС над океаном - тогда вероятность разрушения реактора в случае аварии еще меньше. Если совсем извратиться - можно, в принципе, отстреливать реактор и спускать на парашютах.

Что-что, а топливо составляет мизерную часть в стоимости запуска, тем более простой керосин.

Так вопрос же не в цене, а в массе. Лишние тридцать тонн керосина на старте - это минимум минус 10 тонн на орбите.

Не нужна, но вряд ли будет сильно мешать.

Ну как же не будет, она ж всю газодинамику тракта поменяет.

ЯРД со впрыском кислорода гораздо выгоднее, чем ЯРД+ЖРД по отдельности.

 

Дeло в том, что кислорода требуется совсем чуть-чуть и УИ упадет незначительно (в выхлопе, в основном, водород), зато производительность реактора (следовательно, тягу) можно увеличить существенно.

Тут вопрос, насколько... И будет ли это увеличение тяги стоить всех проблем с варьируемым трактом - для двух режимов ведь все разное, разная критика сопла, вообще разные сопла нужны. Плюс кислород, хоть и не проходит непосредственно через реактор, всё же получает весьма нехилое облучение (защита ведь не круговая, и непосредственно рядом с реактором фон не сильно слабее, чем внутри), и может давать радиоактивные продукты - а оно нам надо в атмосфере?

Попробую пояснить на пальцах. Скорость теплопередачи в первом грубом приближении пропорциональна разнице температур между нагревателем и рабочим телом.

Несомненно.

Грубо говоря, реактор с температурой 3000К может нагреть в 30 раз больше водорода от 0 до 100К, чем от 2900 до 3000.

Ну это не так очевидно - хотя бы потому, что раньше может возникнуть ограничение из скорости прокачки, вполне возможно, что для того, чтобы прогнать через тот же самый реактор в 30 раз больше водорода, скорость у него должна будет оказаться выше, чем даже скорость истечения.

А вот химической реакции все равно при какой температуре греть: добавление определенного количества кислорода добавит определенное количество энергии и поднимет температуру на то же самое число градусов (в приближении постоянной теплоемкости, разумеется).

Поправочка: определенное количество энергии горение будет выдавать лишь до тех пор, пока исходная температура водорода меньше "температуры сгорания" - предела, при котором горение просто не дает энергии, т.к. его продукты тут же разваливаются. Т.е. максимально достижимая температура такая же, как и у обычного кислород-водородного ЖРД, разве что расход кислорода меньше.

Поэтому, если надо временно (на старте) увеличить тягу ЯРД, лучше не наращивать массу реактора, а просто увеличить поток водорода через него и добрать последние, самые неффективные для реактора градусы при помощи химии.

Ну если договоримся стартовать с разгонщика - увеличение стартовой тяги станет не так необходимо.

А как же трехкомпонентные ЖРД?

Так я же имел в виду не двигатели вообще, а данный конкретный прожект.