Тяжёлый носитель + ЯРД vs. супертяж

[mark2000]

Дем пишет:
Тут ещё надо учесть такой момент, что для ЯРД рабочее тело в достаточной степени пофиг, водород конечно хорошо, но и что угодно другое тоже подходит.
Так что возможен запуск с заправкой чем попало на низкой орбите (хоть предыдущую ступень плавь и используй)

Интересную идею Вы предложили.

Допустим есть ЯРД способный работать на водороде и воде, При работе на воде скорость истечения  снижается в три раза до 3000 м/сек. Немного хуже, чем у керосиновых или гидразиновых двигателей, но тоже неплохо. Зато тяга растет в три раза.

Такой двигатель идеально подходит для старта с поверхности Марса и спутников планет. На старте он работает на воде и развивает максимальную тягу. По мере выработки рабочего тела и снижения массы, в воду  добавляется водород. Скорость истечения при этом увеличивается. Посадка осуществляется на водороде.

С таким двигателем реально создать многоразовый одноступенчатый транспорт для доставки грузов с поверхности Марса (или спутников планет) на его орбиту.  Возможно даже создание одноступенчатой РН стартующей с Земли.

В ноябре увижусь со своими бывшими коллегами из КБХА, поинтересуюсь у них возможно ли создание ЯРД на воде.

[Back-stabber]

mark2000 пишет:
Допустим есть ЯРД способный работать на водороде и воде, При работе на воде скорость истечения снижается в три раза до 3000 м/сек. Немного хуже, чем у керосиновых или гидразиновых двигателей, но тоже неплохо. Зато тяга растет в три раза.

Заливать воду, разлагать, водород ныкать "на потом", кислород жечь.  

[Shestoper]

pkl пишет:
Даже сравнительно простой и ненавороченный тфЯРД, который, если мы хотим летать далеко и долго, всё равно когда-нибудь придётся делать, имеет у.и. раза в два больше, чем пережатый и вылизанный квЖРД. Соответственно, масса ПН увеличивается где-то раза в два.

Если бы все было так радужно. Сейчас я бухну ложку дегтя. УИ-то высокий, но массовое совершенство ЯРД и водородных баков низкое.
Вот параметры РБ с ЯРД: http://ru.wikipedia.org/wiki/NERVA

[/li]
• Сухая масса: 34019 кг
  
• Полная масса: 178321 кг
  
• Тяга в вакууме: 333,6 кН
  
• Удельный импульс (в вакууме): 850 с (8,09 кН·с/кг)
  

Если использовать ЯРД на третьей ступени/разгонном блоке, то во сравнению с кислород-водородом ПН повышается примерно на 30% при разгоне до второй космической скорости.
А применение ЯРД на второй ступени проблематично, тяговооруженность нужна высокая. Даже если сделаем двигатель нужной мощности, радиационная защита может оказаться такой тяжелой, что в итоге по ПН не получим большого преимущества перед ЖРД.
Так что давайте ограничимся прибавкой мю ПН для ЯРД 30-35%.
Это существенная прибавка, но совершенно недостаточная, чтобы тяж сравнялся по грузоподъемности с супертяжем.
Поэтому самый выгодный вариант - супертяж + ЯРД  

[Back-stabber]

Shestoper пишет:
Даже если сделаем двигатель нужной мощности, радиационная защита может оказаться такой тяжелой,

Нужна-ли _тяжёлая_ защита на не запущенном реакторе?  :oops:

[Shestoper]

Back-stabber пишет:
Нужна-ли _тяжёлая_ защита на не запущенном реакторе?

Если её не будет, то откуда она возьмется на запущенном?
В общем я привел данные по американскому проекту - ступень с ЯРД при тяговооруженности менее 0,2 имела массовое совершенство  0,2.
Для второй ступени тягу нужно увеличить вчетверо. А ЯРД тяжелее, чем ЖРД даже сами по себе, без учета радиационной защиты. Так что вторая ступень с ЯРД будет иметь массовое совершенство в лучшем случае 0,25-0,3.

[Back-stabber]

Shestoper пишет:
Если её не будет, то откуда она возьмется на запущенном?

А нужна? Он ведь уже где-то "там" запустится...  

[Mark]

Сосдание ЯРД для 2 ступени, тяга на 120-250 тонн, ест пока невозможно как и нереально.
Теперь будут создание двигатели на тягу от 3 до 25 тонн  

[Shestoper]

Back-stabber пишет:
А нужна? Он ведь уже где-то "там" запустится...

А экипаж и прочая ПН остались на Земле? Думаете защита нужна для спасения пролетающих мимо ракеты ворон?

[Дем]

vlad7308 пишет:
УИ сильно упадет
чем выше молярная масса рабочего тела, тем ниже УИ при той же температуре
а температура ЯРД ограничена сверху

Да. Но зато рабочее тело - вообще на халяву. Не жалко.

mark2000 пишет:
Водород используется не только как рабочее тело, но и для охлаждения реактора. Заменить его на что то другое, без переделки системы охлаждения реактора нельзя.

Само собой. Но это чисто расчётная проблема...

2025 пишет:
А зеленых вообще как собак не резанных.

Намекаешь на метод решения проблемы?  

Shestoper пишет:
А применение ЯРД на второй ступени проблематично, тяговооруженность нужна высокая. Даже если сделаем двигатель нужной мощности, радиационная защита может оказаться такой тяжелой, что в итоге по ПН не получим большого преимущества перед ЖРД.

если мы выводим инертную массу (например бочку с рабочим телом) - то радиационная защита ей вообще не нужна.

[Back-stabber]

Shestoper пишет:

Back-stabber пишет:
А нужна? Он ведь уже где-то "там" запустится...

А экипаж и прочая ПН остались на Земле? Думаете защита нужна для спасения пролетающих мимо ракеты ворон?

Ккакой "экипаж"??  

[dmdimon]

Искандер пишет:
поднял вопрос про экологическую безопасность.
На самом деле системно ни кто не ответил.

вы не сформулировали вопрос. Отвечать системно не на что. Вы высказали опасения. Системно - вероятность пострадать от аварии КК с ЯРД или ее последствий намного ниже, чем от автомобильной аварии например. Имеющаяся статистика случаев аварий, связанных с ЯО или реакторами для космоса, показывает, что радиационная опасность (в силу принятых при конструировании мер) совсем невелика. Описанный мной случай - официально крупнейшая авария с ЯО, по заражению местности. Заражено сколько там, 29 кв. км., причем такая площадь связана с детонацией ВВ заряда и рассеиванием в результате плутония. В ситуациях без детонации заражение либо отсутствует, либо его площадь исчисляется десятками-сотнями квадратных МЕТРОВ. Общее количество инцидентов на настоящий момент по разным данным от ~300 до экстремальной гринписовской цифры >1000, данные в основном открыты и доступны.

[Alex_II]

Shestoper пишет:
Если бы все было так радужно. Сейчас я бухну ложку дегтя. УИ-то высокий, но массовое совершенство ЯРД и водородных баков низкое.
Вот параметры РБ с ЯРД: http://ru.wikipedia.org/wiki/NERVA

Ну, это мягко скажем очень древнее устройство...  Более новые вещи типа РД-0411 и Timberwind 45 имели характеристики куда как лучше:
DoE nuclear/lh2 rocket engine. 441.3 kN. Development ended 1992. Isp=1000s. Used on Timberwind Centaur launch vehicle. Thrust (sl): 392.800 kN (88,305 lbf). Thrust (sl): 40,050 kgf.Engine: 1,500 kg (3,300 lb). Thrust to Weight Ratio: 30.Status: Development ended 1992. 
Unfuelled mass: 1,500 kg (3,300 lb). 
Diameter: 4.25 m (13.94 ft). 
Thrust: 441.30 kN (99,208 lbf). 
Specific impulse: 1,000 s. 
Specific impulse sea level: 890 s. 
Burn time: 449 s. 

[vlad7308]

Shestoper пишет:
УИ-то высокий, но массовое совершенство ЯРД и водородных баков низкое.

баков - да
а вот самого ЯРД - неизвестно
характеристики никогда не летавших прототипов 40-летней давности вряд ли стоит использовать как окончательную данность

Shestoper пишет:
Так что давайте ограничимся прибавкой мю ПН для ЯРД 30-35%.

все зависит от потребной ХС. чем она больше, тем больше выигрыш
для ГСО и Луны - вроде бы примерно так.

[Mark]

Shestoper пишет:
Так что давайте ограничимся прибавкой мю ПН для ЯРД 30-35%.

Факт, использование ЯРД например на Арес-5 при полетах на Луну, получаем на 50% большыю ПН. Большая эффективность ядерного двигателя означает, что Ares V мог бы доставить на Луну около 30 тонн ПН, вместо 21 тонны.
 
Источник: Space Nuclear Conference 2007

[vlad7308]

Искандер пишет:
поднял вопрос про экологическую безопасность.
На самом деле системно ни кто не ответил.

я ответил давно
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic13823/message1130970/#message1130970
настолько системно, насколько это вообще позволял вопрос

[Alexandr_A]

2025 пишет:
2. Очень серьезный политический вопрос. Ядерную истерию в мире еще никто не отменил. Поэтому никаких взлетающих с Земли ЯРД не будет.

Все будет летать как только цены на нефть подскочат раза в два три, когда тотальный кризис и мировая война расставят все по местам. Это чуть ли не сама Ванга предсказала.

[2025]

Alexandr_A пишет:
Все будет летать как только цены на нефть подскочат раза в два три, когда тотальный кризис и мировая война расставят все по местам. Это чуть ли не сама Ванга предсказала.  

Облик носителей никак не зависит от уровня цен на нефть завтра. Ангару только 20 лет разрабатывают, думаете ядерный супертяж быстрее запустят? А через 20 лет точно сегодняшние экономические проблемы либо разрешаться, либо уже не разрешатся со всеми вытекющими.
Ну и кстати, проблема нефти уже нашла решение в газе. Нефтяной век плавно сменяется газовым. Поэтому никакого апокалипсиса в ближайшие десятилетия не предвидится.
И да, Ванга - это безусловно самый авторитетный персонаж в нашей сказке.
В общем, ядерная может быть только вторая-третья ступень со средствами ее спасения на любом этапе вывода. Все остальное не будет поддержано ни низами, ни властями.

[Mark]

Shestoper, вы не совсем прав  :!:  
 
1- Двигатели НЕРВА ето многоразовые ЯРД, ниски УИ, высокая сухая масса
2- Планировалось заменить ступень  S-IVB Сатурна-5 на ядерны двигатель. Вариант 01, данные:
 
 ..........................  S-IVB.............  NERVA
Стартова масса 121200кг........ 53694кг
Сухая масса...... 12200кг ........ 10429кг
Тяга.................... 912КН............   266КН
УИ......................  4180м/с...........  7840м/с
ПН на Марс...... 39 тонн........  54,5 тонн

3- На другом варианте была немножко большая ПН. Из анализ видно, мы получаем на около 50% больше полезной нагрузки. Смотри тоже Space Nuclear Conference 2007.Толко ЯРД является безусловно, не из дешевых.

4- При использованию 4 ступени на Сатурне-5, получаем ПН тоже на 54 тонн до Марса, как на ЯРД.
5- Я уже писал, тепер будут сосданые ЯРД для СЛС на УИ от 850с (многоразовые) и на 950-1050с.

[pkl]

Дмитрий Инфан пишет:
ИМХО, основное назначение ядерного носителя - как можно быстрее создать промышленную базу на Луне. За 50-100 пусков (20-30 лет). Надо исходить из того, что мировой центр космонавтики переместится за пределы Земли, и потому угроза экологии, что, безусловно, будут создавать эксплуатация ТФЯРД сугуба временна.
То есть, нужен конкретный план освоения Луны. Тогда риск радиоактивного заражения будет временным, с чем экологи, уверен, смогут согласиться.

Да. Хотя я основную проблему вижу не столько в угрозе радиоактивного заражения - она, всё же, несколько надуманна, сколько в ФИЗИЧЕСКОМ дефиците урана, который рано или поздно вылезт. Что до рисков - существуют пути их сведения почти к нулю и они достаточно просты и очевидны.

[pkl]

Искандер пишет:
Дорогой мой, объективность всегда кончается, когда это касается непосредственно Вас.
Аргумент что вероятность 0,001 и ничего страшного не может быть, а вам ставят страшный диагноз - не срабатывает.
Вы представьте, что это случилось с Вами... Представили? [IMG]
И я не истерию тут устраиваю, не в "отказы" кидаюсь, а поднял вопрос про экологическую безопасность.
На самом деле системно ни кто не ответил.

Давайте не будем переходить на личности и выяснять, кого что коснулось. Я бы очень хотел, чтобы Вы поняли: человеческая цивилизация столкнулась с очень серьёзным кризисом, ресурсно-экологическом. И единственный выход из него - освоение ядерных и космических технологий. Больше нас ничто не спасёт. Поэтому У НАС НЕТ ДРУГОГО ВЫХОДА, КРОМЕ КАК РАЗВИВАТЬ ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, В Т.Ч. И ДЛЯ ОСВОЕНИЯ КОСМОСА, нравится это кому-то или нет. ПРОСТО НЕТ ДРУГИХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ. В противном случае нас ждёт коллапс цивилизации. И это будет гораздо жёстче, чем после распада СССР. Рекомендую посмотреть н/ф "Почтальон". Правда, в реальности, упав один раз, мы уже, скорее всего, не поднимемся. И, конечно, в этом постапокалиптическом мире не стоит и думать о высококвалифицированной медицинской помощи. Максимум - раннесредневековое знахарство.

Что касается экологических рисков - Вам уже показали, что они существенно ниже. Реактор ЯРД принципиально отличается от реактора АЭС, поэтому тяжёлая катастрофа с обширным заражением исключена. Уже в силу малого количества ядерного топлива и краткого времени /1 ч у РД-0410/ работы реактора.