Тяжёлый носитель + ЯРД vs. супертяж

[pkl]

Mark пишет:
 Могу сказать что удельная масса например для 25,000-lbf (111,2 KN) двигатели будет для верси SNRE (Axial как и Radial Growth Option) на около 3,5. Масса топлива 235U будет на 55 кг, а масса только реактора на 2343 кг.

Тяга 3,5 т.с. при массе реактора 2343 кг? Фигово! Как у РД-0410. В общем, для межорбитальных перемещений ещё годится, а для довыведения - уже нет!  Т.е. ЯРДу придётся впрямую конкурировать с ЯЭДУ, которая много чего умеет, помимо обеспечения транспортных операций.

[Mark]

@ pkl
Ну как, я правильно писал, смотрите картинки как и цитаты.

Тяга двигателя версии SNRE  = 11,3 тонн (111,2 КН)
Масса двигателя на около = 3,3 тонн (реактора 2343 кг)

Двигатель будет использованы для пилотируемых СЛС полетов как и для РБ например для Falcon Heavy.
(Я писал про уделная масса на 3,5)

[pkl]

Извините, я не всегда Вас понимаю! Нашёл старинные фильмы про ЯРД.
Nuclear Propulsion in Space (США, 1968)

Много видео про испытания Киви и NRX. Я такие кадры никогда не видел. Что интересно, факел почти не виден!
И наш фильм:

[Mark]

pkl пишет:
Извините, я не всегда Вас понимаю! Нашёл старинные фильмы про ЯРД.
Nuclear Propulsion in Space (США, 196  

Много видео про испытания Киви и NRX. Я такие кадры никогда не видел. Что интересно, факел почти не виден!
И наш фильм:

Ничего не случилось.
Да, старинные фильмы про ЯРД всегда интересные. У меня очень много информации и публикации как и техничные данные, картинки про ЯРД каторые будут в США. Буду еще немножко писать.

[pkl]

Валяйте!

[Mark]

Cross-section of an experimental fuel rod design for the Nuclear Cryogenic Propulsion Stage (NCPS), Photo: NASA

 
 
Про NTREES (Nuclear Thermal Rocket Element Environmental Simulator) я уже писал, ещо раз:

Для тестирования и сертификации новых материалов, с которыми может быть увеличена максимальная температура реактора, является первым шагом на пути разработки следующего поколения ядерных ракетных двигателей. Для етого НАСА спроектировала и построела объект, называется NTREES, который можно безопасно и тщательно протестировать широкий спектр элементов ядерного топлива без опасности для окружающей среды. 


Одна из предлагаемых топливных сборок выполнен из металлокерамики (композитных керамических и металлических материал) с составом шестьдесят процентов двуокиси урана (UO2) и металла вольфрама сорок процентов. Он пронзил с около ста дыр, которые нагревают водорода, как он проходит через реактор. Отверстия являются около 2 мм в диаметре и одетый с 90 микрон толщиной трубы вольфрамрениевых сплавов. Каждый из элементов гексагональной топлива в Ассамблее заключена в рукав облицовки вольфрама 50 микрон толщины.

Информация которую мы получаем с помощью этого полигона позволит инженеров сделать  дизайн повышенной прочности, эффективных топливных элементов и ядерных двигательных установок, сказал исследователь НАСА Bill Emrich. 

"Это мы надеемся, что это позволит нам разработать надежный, экономически эффективный ядерный ракетный двигатель в не слишком отдаленном будущем".

[Mark]

Mark пишет:
Про NTREES (Nuclear Thermal Rocket Element Environmental Simulator) я уже писал, ещо раз:

Теперь, уже от трех лет работают инженеры НАСА над созданием ЯРД прежде всего, для верхних ступеней ракет-носителей и в качестве первичных двигателей для дальних космических полетов. Стоимость разработки, как ожидается, составит около четырех миллиардов долларов США в течение 10-13 лет. Первый техничны полет будет на Атлас-5 или Делта-4 около 2023 года. Дилна РБ без ПН будет на 12,2 метров, диаметр на 5м.
 
До сравнения стоимость разработки и создание F1 двигатели, доллары 1991 года. Сегодня будет более чем для ЯРД.

- Общая стоимость разработки F-1 следует 1,77 миллиарда $.
- Создание испытательных стендов для первой ступени Сатурн-5 и двигатели тоже на 1,77 миллиард $.

[pkl]

Хотелось бы посмотреть первоисточник.

[Mark]

pkl пишет:
Хотелось бы посмотреть первоисточник.

Ссылки и картинки будут в другой теме. Кроме того серверы НАСА тепер не работают.

[Mark]

pkl пишет:
Сроки расплывчатые. "После 2030" можно толковать по-разному: и 2032, и 2050. Жаль, что он не сказал про массу этих ЯРД.

 

Ещо про массу ЯРД. Интересно если мы сравним российские двигатели RD-0140 и  NPPS.

Thrust (vacuum) (kN)....... 35.28.............68
Propellant............. H2 + Hexane ............H2       
Specific impulse (vacuum) (s) 900......... 920
Propellant flow rate (kg/s)...... ~4........ ~7.1
Chamber pressure (10х5 Pa). 70 .............60
Fuel composition (U,Nb,Zr)C..........U-Zr-C-N      
Mass (kg) ........................2000..........1800
Thermal power (MW)...........196............340        

Core dimensions (mm)
Length ..........................800 ..........700
Diameter............................500............515

NPPS ето бимодальный двигатель для пилотируемых полетов и РБ, мненшы, компактны и большая тяга от РД-0410. Тоже и температура в реакторе есть меньше, да это очень важно. Кроме того получаем для корабля нужно эклектичность на 50kW, топливо 93% Xe +7% He (Brayton cycle). Тоже и в НАСА документах видно что после NTR будут и BNTR (бимодальный) и TNTR (тримодальный) розработаны. 

Источник:
International Conference "Nuclear Energy in Space—2005", Russia, March 1-3, 2005, Ponomarev-Stepnoy N N, Ranchuk V S, Smetannikov V P,
Fedik I.

[mark2000]

Mark пишет:

pkl пишет:
Сроки расплывчатые. "После 2030" можно толковать по-разному: и 2032, и 2050. Жаль, что он не сказал про массу этих ЯРД.
 
 

 Ещо про массу ЯРД. Интересно если мы сравним российские двигатели RD-0140 и NPPS.

 Thrust (vacuum) (kN)....... 35.28.............68
Propellant............. H2 + Hexane ............H2   
Specific impulse (vacuum) (s) 900......... 920
Propellant flow rate (kg/s)...... ~4........ ~7.1
Chamber pressure (10х5 Pa). 70 .............60
Fuel composition (U,Nb,Zr)C..........U-Zr-C-N   
Mass (kg) ........................2000..........1800
Thermal power (MW)...........196............340      

 Core dimensions (mm)
Length ..........................800 ..........700
Diameter............................500............515
 
 NPPS ето бимодальный двигатель для пилотируемых полетов и РБ, мненшы, компактны и большая тяга от РД-0410. Тоже и температура в реакторе есть меньше, да это очень важно. Кроме того получаем для корабля нужно эклектичность на 50kW, топливо 93% Xe +7% He (Brayton cycle). Тоже и в НАСА документах видно что после NTR будут и BNTR (бимодальный) и TNTR (тримодальный) розработаны.
 
 Источник:
 International Conference "Nuclear Energy in Space—2005", Russia, March 1-3, 2005, Ponomarev-Stepnoy N N, Ranchuk V S, Smetannikov V P,
Fedik I.
 

Сказка какая то! Все меньше, а тяга больше. За счет чего?

[Mark]

Ето технологичны прогресс, видно тоже и в ЖРД. В двигателю NPPS получаем удельную массу на 3,85. В НАСА розработках получаем для NTR Pewee-class, тяга на 111,2 kN, уделную массу на 3,5.

[mark2000]

Mark пишет:
 Ето технологичны прогресс, видно тоже и в ЖРД. В двигателю NPPS получаем удельную массу на 3,85. В НАСА розработках получаем для NTR Pewee-class, тяга на 111,2 kN, уделную массу на 3,5.
 

А не известно как у него турбонасос устроен?

[vlad7308]

mark2000 пишет:
Сказка какая то! Все меньше, а тяга больше. За счет чего?

сравните ДВС 1910х годов с современным  

кстати, вспомнил про один серьезный недостаток ТфЯРД как маршевого двигателя.
ТфЯРД очень неэффективно включать ненадолго, ибо после выключения его надо довольно долго расхолаживать, продолжая продувать через АЗ водород. А это сильно снижает эффективный УИ (и к тому же усложняет управление, если отсутствует безинерционный сброс рабочего тела).
Чем длиннее включения, тем влияние этого эффекта ниже, и наоборот.

[октоген]

В табличке Марка данные по американскому движку АЦЦКИЕ ХОТЕЛКИ. Наш работал на полигоне и подтвердил параметры. У америкосов только проект. Причем нет гексана-здравствуй больший унос материала и меньшая стабильность физических характеристик сборки( нужен больший запас реактивности и расход регулирующих стержней-это масса). Кроме того, загнать почти в 2 раза большую мощность в тот же объем-это просто так не выйдет, где-то косяки полезут. И большая теплопроводность нитрида урана тут не поможет.

[vlad7308]

октоген пишет:
В табличке Марка данные по американскому движку АЦЦКИЕ ХОТЕЛКИ. Наш работал на полигоне и подтвердил параметры. У америкосов только проект.

вообще-то реальных испытаний по проекту NERVA было гораздо больше, чем РД410. как бы не на пару порядков. в том числе изделий, готовившихся к ЛКИ, или близким к ним.

конструкция АЗ правда у них была проще

[mark2000]

Да, большие сомнения вызывают приведенные цифры. В принципе поднять тягу можно увеличив расход рабочего тела. Для этого надо в два раза увеличить производительность ТНА и площадь критического сечения сопла. При этом УИ немного упадет. Но очень большие сомнения вызывает, что при этом не изменятся (даже уменьшится) масса и размеры

Так же у меня большие сомнения вызывают приведенный выше для другого двигателя УИ в 1050 сек.

ИМХО РД - 0410 машина очень неплохо спроектированная и серьезно ее характеристики улучшить не возможно. Реально, на настоящий день, это единственная машина, которую можно назвать двигателем. Остальное - планы, реализация которых вызывает сомнение.

[Mark]

mark2000 пишет:
ИМХО РД - 0410 машина очень неплохо спроектированная и серьезно ее характеристики улучшить не возможно. Реально, на настоящий день, это единственная машина, которую можно назвать двигателем. Остальное - планы, реализация которых вызывает сомнение.

Только, сегодня РД - 0410 не будет, это очевидно. Для буксиров как и для полетов на Марс не идёт, за слабый. Двигатель NPPS имеет лучшие характеристики. Всё говорят что в России с начала будет двигатель на тягу 6-8 тонн, в принцыпие как NPPS сделаны.

[Mark]

vlad7308 пишет:

октоген пишет:
В табличке Марка данные по американскому движку АЦЦКИЕ ХОТЕЛКИ. Наш работал на полигоне и подтвердил параметры. У америкосов только проект.

вообще-то реальных испытаний по проекту NERVA было гораздо больше, чем РД410. как бы не на пару порядков. в том числе изделий, готовившихся к ЛКИ, или близким к ним.

конструкция АЗ правда у них была проще

В течение 16 лет Соединенные Штаты Америки разработали 20 реакторов для использования в космосе. А сегодня уже планы использовать двигатели и для третьей СЛС ступени.

[октоген]

vlad7308 пишет:

октоген пишет:
В табличке Марка данные по американскому движку АЦЦКИЕ ХОТЕЛКИ. Наш работал на полигоне и подтвердил параметры. У америкосов только проект.

вообще-то реальных испытаний по проекту NERVA было гораздо больше, чем РД410. как бы не на пару порядков. в том числе изделий, готовившихся к ЛКИ, или близким к ним.

конструкция АЗ правда у них была проще

Тем не менее, то все было на уровне ТОГО времени. Сейчас лишь часть тех данных можно применить.

А конкретный проект NPPS  еще не испытан как целое работающее изделие. В нем например есть нитрид урана, релевантных данных по которому из НЕРВы нету.