Ядерно-ионный двигатель: возможности по оптимизации?

[hcube]

Собственно, вопрос вот в чем :

По околофонарным прикидкам, в ПН Протона (20 тонн) можно поместить примерно 2-5 МВт ядерную энергоустановку, возможно при этом совмещенную с ТФЯРД средней (1-5 тонн) тяги, имеющую на выходе 5 МВт _электрической_ мощности.

Эту мощность можно использовать для питания ионного или термоионного двигателя типа СПД-100 или VASIMR'а

Но для ближних полетов - например для выведения на ГПО/ГСО спутников связи, полет длящийся по полгода в одну сторону, неприемлем - проще 'переплатить' за химический РБ, чем ждать пока спутник доползет по спирали до ГСО.

Внимание - вопрос. До какой степени можно уронить УИ ионного двигателя, сохраняя при этом КПД скажем выше 50%? То есть нам надо, к примеру, набрать 1.5 км/с за 3-4 витка, то есть по 1 км/с в час, примерно - это дает ускорение 0.3 м/с. Может связка ЯРД+ионник обеспечить такое ускорение? А какое при этом будет массовое совершенство и УИ?

[frost_ii]

Любой компромисс всегда оказывается хуже альтернатив. Это Аксиома.
Делать такого универсала - невыгодно. Проще иметь ионник со своим источником питания отдельно и разгонный блок с высокой тягой отдельно. Будет выгоднее и по массе и по срокам.

Сочетание параметров будет сильно меняться в зависимости от поставленной задачи - приращения скорости и времени этого приращения. А уж какие ограничения задавать - решать Вам.

[X]

Любой компромисс всегда оказывается хуже альтернатив. Это Аксиома.

На правах свободы слова, где такую аксиому можно прочитать? (адекватня источник, url\книга)

[hcube]

Это смотря как рассматирвать альтернативы ;-)). Ионник хорош для дальних перелетов, где большой УИ выгоднее чем малое время маневра... ну, попросту из-за того, что скажем до Марса это время маневра порядка нескольких месяцев на разгон и торможение.

А вот для логистических миссий на Луну или при выводе спутников на ГСО время маневра - это несколько раз по полчаса, грубо говоря. Вот мне и интересно, нельзя ли тот же самый ионник который используется в дальнем перелете использовать и тут, с загрубленными характеристиками? Ну, то есть конечно можно сначала раскрутиться по спирали... потом обратно закрутиться... но это того... не обеспечивает нужной оперативности. Идеально конечно иметь двигатель на 0.1G и с УИ километров так 20-30 в секунду...

[X]

А почему не предлагались "каскадные" двигатели? или я невнимательно читал?
Объясню, вот лет 10 назад (у всех присутствующих, наверное, был такой период), размышлял, чтоб я сделал для упрощения доступа в космос.
Результат таков (по памяти) - берем банальную ядерную батарейку на N*10 киловатт от нее запитываем (К1) ядерный реактор (ЯР) с электрическим управлением реакции распада (ну грубо говоря через активную зону пропускаем ток и имеем реакцию) на выходе имеем, гм, более мощный источник электричества и тепловую энергию, через активную зону этого реактора пропускаем некое рабочее тело, там оно "превращается" в плазму,  далее накачиваем этой плазмой следующий (по каскаду, К2) термоядерный реактор (ТЯР) в нем используется ток от ЯР для удержания плазмы и т.п. некоторое время плазма там "дожигается" то есть радиоактивные частицы попавшие из ЯР распадаются и радиация падает до приемлемых значений, далее (К3) "готовая" плазма перекачивается в камеру где разбавляется еще рабочим телом (для массы) и выбрасывается \ ускоряется электромагнитным полем, сама камера двух режимная, в 1-м используется в качестве дополнительного рабочего тела наружный воздух на этапе старта с планеты, 2-ой из баков корабля.

Таким образом получается:
радиоактивного заражения нет;
если старт проходит с крупной планеты, то на ней скорее всего есть атмосфера и рабочее тело берется из нее;
если с малой то хватит и своего в баках;
относительно неважно что будет использовано в качестве дополнительного раб. тела.

STS

[frost_ii]

Любой компромисс всегда оказывается хуже альтернатив. Это Аксиома.

На правах свободы слова, где такую аксиому можно прочитать? (адекватня источник, url\книга)

Курс по теории оптимизации. Грубо говоря, компромисс оправдан в том случае, если стоимость альтернатив возрастает нелинейно.

[X]

Любой компромисс всегда оказывается хуже альтернатив. Это Аксиома.

На правах свободы слова, где такую аксиому можно прочитать? (адекватня источник, url\книга)

Курс по теории оптимизации. Грубо говоря, компромисс оправдан в том случае, если стоимость альтернатив возрастает нелинейно.

Долго смеялся, тото у нас везде предпочитаю - компромис но сейчас чем альтернативу через 10 лет.

STS

[frost_ii]

...ядерный реактор (ЯР) с электрическим управлением реакции распада ...

Пахнет нобелевкой

[frost_ii]

Долго смеялся, тото у нас везде предпочитаю - компромис но сейчас чем альтернативу через 10 лет.

Внимательно читаем топик не постим всякие глупости. Это пожелание

[X]

...ядерный реактор (ЯР) с электрическим управлением реакции распада ...

Пахнет нобелевкой

действительно самое слабое место, но есть идеи, так сказать АЛЬТЕРНАТИВА.

[Дмитрий Виницкий]

Только одно но: авария Протона с такой ПН - Бхопал с Чернобылем в одном флаконе. Правда, маленькие.

[frost_ii]

Это не альтернатива. Это компормисс. Причём - бредовый.

[X]

Только одно но: авария Протона с такой ПН - Бхопал с Чернобылем в одном флаконе. Правда, маленькие.

А кому легко? спутники с ябатарейками тоже не сахар.

Да и никаких протонов, сухая масса порядка 200 тонн весь корабль, моногоразововсть и т.п.

Старт с грунтовой дороги яму после закопать лопатой.

Полет без дозаправки земля - луна - земля.

Посадка на землю хвостом вперед прикрываясь плазменным щитом, благо адекватные магниты и плазма итак есть.

Вообщем как в кино.

Главное очевидных изянов нет, конечно кроме специфичного ядерного реактора. Но он сам по себе маленький, большой мощности ему ненадо, так  из 50 киловатт сделать 5 мегаватт, за кпд гнатся тоже ненадо, плазма свое возьмет, охлаждение вот это проблема, но она меньше чем в обычном реакторе, так как тепловая энергия уходит посредсвом плазмы из активной зоны.

Так что преимуществ моного, если подумать.

 


Как

[frost_ii]

... сухая масса порядка 200 тонн весь корабль,

..специфичного ядерного реактора. Но он сам по себе маленький, большой мощности ему ненадо, так  из 50 киловатт сделать 5 мегаватт, за кпд гнатся тоже ненадо, плазма свое возьмет,


Так что преимуществ моного, если подумать.

Самое главное преимущество - оно никогда не взлетит

[X]

... сухая масса порядка 200 тонн весь корабль,

..специфичного ядерного реактора. Но он сам по себе маленький, большой мощности ему ненадо, так  из 50 киловатт сделать 5 мегаватт, за кпд гнатся тоже ненадо, плазма свое возьмет,


Так что преимуществ моного, если подумать.

Самое главное преимущество - оно никогда не взлетит

сколько энергии содержится в 1000 тонн керосина?
столько неможет дать реактор?
а если может, и передать ее рабочему телу?
ненадо забывать что главное тут не элетроэнергия, она вспомогателная.
с отрывом конечно есть проблемы но для него плазма накапливается в достаточной массе в камере двигателя.

И вообще, что, обычные ядерные двигатели тоже не взлетят?

[Fakir]

Гость

берем банальную ядерную батарейку на N*10 киловатт от нее запитываем (К1) ядерный реактор (ЯР) с электрическим управлением реакции распада (ну грубо говоря через активную зону пропускаем ток и имеем реакцию) на выходе имеем, гм, более мощный источник электричества и тепловую энергию, через активную зону этого реактора пропускаем некое рабочее тело, там оно "превращается" в плазму, далее накачиваем этой плазмой следующий (по каскаду, К2) термоядерный реактор (ТЯР) в нем используется ток от ЯР для удержания плазмы и т.п. некоторое время плазма там "дожигается" то есть радиоактивные частицы попавшие из ЯР распадаются и радиация падает до приемлемых значений, далее (К3) "готовая" плазма перекачивается в камеру где разбавляется еще рабочим телом (для массы) и выбрасывается \ ускоряется электромагнитным полем, сама камера двух режимная, в 1-м используется в качестве дополнительного рабочего тела наружный воздух на этапе старта с планеты, 2-ой из баков корабля.

Уфф... Ну наворотили...
ЯР с электр. управлением распадом - это электроядерный бридинг имеется в виду, что ли? Так на кой он нужен в движке? Его единственно преимущество - повышенная безопасность по сравнению с обычным реактором, но в космосе он не нужен нафиг по причине большой массы. В любом ядерном реакторе вы плазму до состояния, пригодного к удержанию в термоядерном реакторе, никогда не нагреете - начальная температура в несколько тысяч градусов составляет доли процента от необходимой. Это не считая того, что через реактор нужно качать плотный водород, а в магнитной ловушке он уже должен быть чрезвычайно жидким, практически вакуумом. Если в ТЯР используется ток от ЯР - на кой вообще термоядерная фаза? Какие-такие радиоактивные частицы у вас попали в этот реактор? Ну а дальнейшее - разбавление, доразгон током - уже полные архитектурные излишества, чреватые чудовищной сложностью и неэффективностью.

[Fakir]

To hcube

Сделать такой ЭРД, чтобы его УИ и тягу можно было варьировать на порядки, не роняя КПД ниже плинтуса, по-видимому, крайне сложно.  Во всяком случае, на базе СПД, и, тем более, ионника. Нужны не применявшиеся ранее принципы.

[KBOB]

Вот когда Американцы JIMO запустют, тоды и фантазировать можно! А пока и не мечтать!

[frost_ii]

To hcube

Сделать такой ЭРД, чтобы его УИ и тягу можно было варьировать на порядки, не роняя КПД ниже плинтуса, по-видимому, крайне сложно.  Во всяком случае, на базе СПД, и, тем более, ионника. Нужны не применявшиеся ранее принципы.

Ну, не настолько не применявшиеся... Старый добрый коллоидный движок на такое способен. Но толку в практическом смысле от этого не много. Основная проблема - удельная масса источника энергии (от мощности). И на сегодняшний момент она такова, что оптимум по массе оказывается в области малых мощностей, большой длительности манёвра и высокого импульса.

[X]

Уфф... Ну наворотили...

Есть немного

ЯР с электр. управлением распадом - это электроядерный бридинг имеется в виду, что ли? Так на кой он нужен в движке? Его единственно преимущество - повышенная безопасность по сравнению с обычным реактором, но в космосе он не нужен нафиг по причине большой массы.

Несовсем, реактор другой конструкции, гм, даже архитектуры.

В любом ядерном реакторе вы плазму до состояния, пригодного к удержанию в термоядерном реакторе, никогда не нагреете - начальная температура в несколько тысяч градусов составляет доли процента от необходимой.

Есть такое, но это лучше чем с нуля

Это не считая того, что через реактор нужно качать плотный водород, а в магнитной ловушке он уже должен быть чрезвычайно жидким, практически вакуумом.

Это несколько менее узкое место чем в ЯР, но решаемо, плотность будет ниже но, не как в типовом ТЯР.

Если в ТЯР используется ток от ЯР - на кой вообще термоядерная фаза?

Дополнительная энергия, ведь все это дело должно быть хоть компактным но мощным.

Какие-такие радиоактивные частицы у вас попали в этот реактор?

Гм, а что при прокачке водорода небудет утечек из активной зоны ЯР - оптимистично.

Ну а дальнейшее - разбавление, доразгон током - уже полные архитектурные излишества, чреватые чудовищной сложностью и неэффективностью.

Сложность - да, но цель создать систему аналогичную, по тяговым характеристикам, ракетным реактивным двигателям, но без 1000 тонн топлива, очевидно необходимую массу надо гдето взять - там где надо много массы обычно есть атмосфера, где мало, хватит то что в баках.

Да и еще, реально ЯР и ТЯР конструктивно почти совмещены, процентов на 80, в описании я их разделил больше чем следовало, видимо из-за этого возникли возражений, вы судите опираясь на существующие конструкции реакторов, гм, получается несколько не та картина.

Вообщем надо чертить для понятливости.

[X]

Разница между типичным ЯР и необходимым в данном случае, как между печкой на керосине + чайник и дизельным двигателем, и сложность адекватная.

[X]

Да, 200 тонн это не сухая масса, а стартовая, ошибся.

[Fakir]

Несовсем, реактор другой конструкции, гм, даже архитектуры.

А именно?

Есть такое, но это лучше чем с нуля  

На выходе из реактора у вас есть дейтерий-тритиевая смесь температурой 3000 К, ну пускай даже 4000. Для зажигания ТЯ реакции нужна температура порядка 100 000 000 К. Ну и как, те жалкие 3-4 тысячи вам помогут?

Это несколько менее узкое место чем в ЯР, но решаемо, плотность будет ниже но, не как в типовом ТЯР.

Вы не поняли. В любом ТЯР, будь то наземный реактор или часть движка, плотность плазмы ничтожна. Масса плазмы, одновременно находящейся в установке - порядка граммов и менее. А через ЯР вы ежесекундно гоните килограммы, десятки и сотни килограммов.

Дополнительная энергия, ведь все это дело должно быть хоть компактным но мощным.

Надо сначала понять, что делать с этой энергией, какой и сколько и откуда её берется и для чего она нужна.

Гм, а что при прокачке водорода небудет утечек из активной зоны ЯР - оптимистично.

Если что-то активное попадет из реактора в "термоядерную" магнитную ловушку - радиационная безопасность от этого не улучшится. Частица при термоядерных температурах проживет в магнитной ловушке не более чем секунды, а потом вылетит. Что там высветится за это время?

Да и еще, реально ЯР и ТЯР конструктивно почти совмещены, процентов на 80,

Простите, это несколько смешно.

 

в описании я их разделил больше чем следовало, видимо из-за этого возникли возражений, вы судите опираясь на существующие конструкции реакторов, гм, получается несколько не та картина.

Вы считаете, что придумали новую конструкцию термоядерного реактора? Не хотелось бы вас разочаровывать, но боюсь, что вы очень сильно заблуждаетесь.

[frost_ii]

Да, 200 тонн это не сухая масса, а стартовая, ошибся.

Для того чтобы это взлетело, нужна скорость истечения 5 метров (!) в секунду при расходе РТ 40 тонн в секунду. Считается в уме.

Предлагаю для начала изучить курс элементарной физики.

[Fakir]

frost_ii

Ну, не настолько не применявшиеся... Старый добрый коллоидный движок на такое способен.

Старый добрый коллоидный движок не даст вам тяги хотя бы в десятки кг при минимально вменяемых габаритах. hcub'а же не интересует широкое варьирование тяги-УИ на малых тягах, вопрос стоит иначе - чтобы один и тот же движок выдавал и малую (уровня СПД) тягу при больших УИ, и действительно приличную тягу при меньших УИ.

KBOB

Вот когда Американцы JIMO запустют, тоды и фантазировать можно! А пока и не мечтать!

Если мы начнем фантазировать о аннигиляционных прямоточниках и субкварковых бустерах, пусть и не дожидаясь JIMO, толку от этого больше не станет.

[frost_ii]

frost_ii

Ну, не настолько не применявшиеся... Старый добрый коллоидный движок на такое способен.

Старый добрый коллоидный движок не даст вам тяги хотя бы в десятки кг при минимально вменяемых габаритах.

О вменяемых габаритах никто и не говорит. Тут топик такой - вообще не до вменяемости.

[hcube]

Ну, собственно я же описывал проблему ;-)

- у нас есть потенциально очень эффективная (вплоть до питания на 'подножном корму') связка ядерный генератор + ионный двигатель, в частности термоэмиссионный генератор + что-то типа VASIMR.

- но применимость этой связки ограничена ее малой тягой на основном рабочем режиме - с высоким УИ. Эффективное ускорение при этом составляет десятые миллиметра в секунду за секунду. Что кардинальным образом ограничивает возможность применения такой связки внутри систем планета-спутник (это не только Земля-Луна, но и скажем Марс-Фобос или Европа-Ио) - то есть там где надо набрать некое дельтаВ за время сравнимое с периодом ображения по орбите.

- ежику понятно, что механическая мощность излучаемой струи ограничена электрической мощностью бортового генератора. Каковая мощность составляет сейчас поряда 2-3 мегаватт на 20 тонн веса конструкции.

Поэтому возникает естественный вопрос - а нельзя ли снизить УИ (например переводом ионника на излучение H2O+ вместо H+), но кардинально повысить при этом тягу? Так чтобы можно было производить на ионнике межорбитальные операции?

Конечно, есть вариант двухрежимного ЯРД - двигатель и-или генератор. Но этот вариант несколько... ну... некрасивый, что ли... то же самое что вместо электровоза применять паровоз ;-).

Примерные параметры, которых хотелось бы добиться - это тяга 500 кг, при импульсе 10 км/с, и мощности реактора в 2.5 МВт. Ну, ладно, не теоретические 500, а хотя бы 300 ;-). Ускоряемый вес при этом - порядка 100 тонн, то есть ускорение - порядка 3-4 см/сек2, то бишь примерно 150 м/c в час, 10-30 часов для набора дельта-в для отлета к Луне. А не полгода.

Вообще, при фиксированной мощности УИ и тяга связаны обратным соотношением - то есть во сколько раз подрастает УИ, во столько раз падает тяга ;-)

[X]

Да, 200 тонн это не сухая масса, а стартовая, ошибся.

Для того чтобы это взлетело, нужна скорость истечения 5 метров (!) в секунду при расходе РТ 400 тонн в секунду. Считается в уме.

Предлагаю для начала изучить курс элементарной физики.

уже читаю, подзабыл, гм, если неизменяет память я получил порядка  10 км\сек, быстрее чем взрыв тротила (вроде), единственный недостаток, яма большая получается но решаемо, несразу же такие скорости достигаются. Признаюсь, там еще 4 турбины стоят, електрические, для толчка, тобишь на первом этапе "пытаются" поднять корабль, на втором, накачивают дополнительно рабочее тело, при достижении определенной скорости отключаются, это 3 этап, когда кончается атмосфера - 4 этап - переключение на баки, это для взлета с атмосферой, марс кстати тоже подойдет.
С луны получается сложнее взлететь чем с земли.

Так что надо в целом смотреть.

[X]

40 заметил

[X]

А Вы думали - нафиг термояд.

[X]

А Вы думали - нафиг термояд.

А вот как хранить водород...
Предпологается активная защита баков от проникновения в метал водорода. Но там много неизвестного так что толком сказать нечего,
разве что, это специальный слой вещества при пропускаии через который тока заставляет вибрировать атомы + пространственная струтура и тем самым снижается степень проникновения.

[hcube]

А физическое обоснование можно, или лучше действющую модель? А то очень уж похоже на поток сознания...

[X]

Да и еще высокотемпературные сверхпроводники тоже нужны, в 92 году их толком небыло, еще лет 10 и можно делать корабль.

[X]

А физическое обоснование можно, или лучше действющую модель? А то очень уж похоже на поток сознания...

Это насчет водорода?
Вроде понятно что это и есть почти поток сознания и называется это - идея. Хотя предпосылки есть, надо поработать над этим.

[hcube]

Слюшай, дарагой! Ты заголовок тема читал, да? Что там написано, а?

И какого черта ты лезешь в обсуждение со своими прожектами? Создай свою тему, назови ее 'SSTO Васи Пупкина', и пиши туда. А сюда - пожалуйста - пиши или по топику или около того, или НЕ ПИШИ ВООБЩЕ!

Понятно, да?

Да, в порядке иллюстрации безграмотности - посчитай, какое давление создает плазма плотностью в 0.1 атмосферы и с температурой термоядерной реакции. Это просто, P = KT ;-)

[X]

Несовсем, реактор другой конструкции, гм, даже архитектуры.

А именно?

Есть такое, но это лучше чем с нуля  

На выходе из реактора у вас есть дейтерий-тритиевая смесь температурой 3000 К, ну пускай даже 4000. Для зажигания ТЯ реакции нужна температура порядка 100 000 000 К. Ну и как, те жалкие 3-4 тысячи вам помогут?

Это несколько менее узкое место чем в ЯР, но решаемо, плотность будет ниже но, не как в типовом ТЯР.

Вы не поняли. В любом ТЯР, будь то наземный реактор или часть движка, плотность плазмы ничтожна. Масса плазмы, одновременно находящейся в установке - порядка граммов и менее. А через ЯР вы ежесекундно гоните килограммы, десятки и сотни килограммов.

Дополнительная энергия, ведь все это дело должно быть хоть компактным но мощным.

Надо сначала понять, что делать с этой энергией, какой и сколько и откуда её берется и для чего она нужна.

Гм, а что при прокачке водорода небудет утечек из активной зоны ЯР - оптимистично.

Если что-то активное попадет из реактора в "термоядерную" магнитную ловушку - радиационная безопасность от этого не улучшится. Частица при термоядерных температурах проживет в магнитной ловушке не более чем секунды, а потом вылетит. Что там высветится за это время?

Да и еще, реально ЯР и ТЯР конструктивно почти совмещены, процентов на 80,

Простите, это несколько смешно.

 

в описании я их разделил больше чем следовало, видимо из-за этого возникли возражений, вы судите опираясь на существующие конструкции реакторов, гм, получается несколько не та картина.

Вы считаете, что придумали новую конструкцию термоядерного реактора? Не хотелось бы вас разочаровывать, но боюсь, что вы очень сильно заблуждаетесь.

небуду спорить с гуру, скажу только что плотность в одном месте будет высокая в другом низкая, что то вроде статичной волны, среда движется а градиент плотности стоит, обеспечить это сложно, но решаемо.

[X]

Слюшай, дарагой! Ты заголовок тема читал, да? Что там написано, а?

И какого черта ты лезешь в обсуждение со своими прожектами? Создай свою тему, назови ее 'SSTO Васи Пупкина', и пиши туда. А сюда - пожалуйста - пиши или по топику или около того, или НЕ ПИШИ ВООБЩЕ!

Понятно, да?

Да, в порядке иллюстрации безграмотности - посчитай, какое давление создает плазма плотностью в 0.1 атмосферы и с температурой термоядерной реакции. Это просто, P = KT ;-)

ок

[hcube]

В порядке извинения за некоторую грубость кидаю идею : МГД-бустер.

У нас есть (допустим) ТЯРД, который выдает некую струю плазмы, со скоростью истечения порядка 100 км/с. Но тяга от этого потока мала - потому что весовое совершенство реактора ограничено.

Нам надо получить умеренную тягу, для быстрого набора скорости (например, при взлете с поверхности)

Мы делаем следующее : не смешиваем (ни в коем случае!) струю с окружающим воздухом или там метаном ;-). Вместо этого эту струю плазмы мы направляем в МГД-генератор. Полученное на выходе напряжение гоним в каскад ЭРД, штук так из 200 ;-), работающих параллельно по тяге, но включенных последовательно по напряжению. Это нам дает чистое преобразование энергии струи плазмы из реактора в энергию комплекса струй плазмы из ионников. Вот уж не знаю, насколько хорошо ионники будут работать в атмосфере - но по крайней мере это лучше, чем просто смешивать плазменную струю с атмосферным воздухом. Причем просто коммутируя эти ЭРД по включению (то есть включая их последовательно-параллельно) мы можем варьировать степень 'подсоса' и соответственно УИ в зависимости от плотности окружающей среды.

[Fakir]

hcube

Вместо этого эту струю плазмы мы направляем в МГД-генератор.

Плазма термоядерных параметров весьма малопригодна для МГД-преобразования энергии. За исключением разве что плазмы образующихся при термоядерных микровзрывах, с преобразованием энергии, как в "Дедале" - но это уже не совсем то.

Вот уж не знаю, насколько хорошо ионники будут работать в атмосфере

Не будут. Вообще не будут. Ни ионники, ни СПД, ни твой любимый VASIMR :wink: С более-менее плотным рабочим телом могут работать только нагревные ЭРД либо МГД-ускорители со скрещенными полями.

Да и термояд в атмосфере не заведется - магнитный гарантированно, а инерциальный почти наверняка, хоть и пытаются сейчас отдельные энтузиасты придумать гипотетические схемы инерциального термояда для атмосферы. Но это пока совсем вилами по воде.

[X]

Кстати, возвращаясь к исходному сообщению темы.
Почему, говоря о электрореактивных двигателях все только и твердят о СПД (ну   еще упомянули колоидники). Есть еще множество типов ЭРД с меньшим импульсом, но приемлемой тягой - начиная от Дуговиков и заканчивая различными вариантами Сильноточников (все суть МГД). Таким образом возможна комбинированная установка из разных типов ЭРД.  
А вот получать электричество из кинетического потока плазмы в МГД для того что-бы потом превратить энергию опять в кинетическую энергию плазмы  (так и хочется добавить "далее по кругу") - это бред - кроме потерь на преобразованиях одного в другое и обратно ничего путного не получится.

[KBOB]

Собственно, вопрос вот в чем :

По околофонарным прикидкам, в ПН Протона (20 тонн) можно поместить примерно 2-5 МВт ядерную энергоустановку, возможно при этом совмещенную с ТФЯРД средней (1-5 тонн) тяги, имеющую на выходе 5 МВт _электрической_ мощности.

Эту мощность можно использовать для питания ионного или термоионного двигателя типа СПД-100 или VASIMR'а

Но для ближних полетов - например для выведения на ГПО/ГСО спутников связи, полет длящийся по полгода в одну сторону, неприемлем - проще 'переплатить' за химический РБ, чем ждать пока спутник доползет по спирали до ГСО.

Это вы под впечатлением SMART-1, а на самом деле этот полет всего лишь отработка технологии, нормальные люди - Американцы запускают DeepSpace сразу за пределу сферы действия Земли, а там ускорения в 1/1000 g вполне приемлемы.

Ядерный реактор штука капризная, требующая управление, а вот изотопный источник гораздо проще и следовательно надежнее и радиационной защиты требует меньше.

На счет СПД-100 это конечно вы загнули, сколько из в штуках потребуется? Нужен хотя бы 100 кВт движек. Американцы уже свояли 72кВт.

А если уж совсем помечтать, то топливо лучше Не, что бы можно было на Сатурн с дозапрвкой и назад.

[frost_ii]

Если говорить о создании разгонника с запиткой от реактора, тягой порядка сотен кГс, и импульсом около 1000с, то это возможно. Только про плазму нужно забыть. Для реализации подобного нужно кидаться чем-то тяжёлым. Разгонять не плазму, а какие-нибудь мелкие тела.

Вообще в этом направлении было проведено достаточно много работ, и изобрести нечто новое, что ещё не прорабатывалось и не испытывалось - достаточно сложно. Хотя вопросов и проблем по данной тематике было достаточно много - технически (!) они разрешимы. Да, на отработку потребуются годы и миллиарды, но создать рабочий образец можно. То есть создание подобного девайса будет по затратам где-то порядка марсианской экспедиции.

С другой стороны при заявленных параметрах - разгон 100т... Таким образом и обозначается область применения - регулярные (!) транспортировки 100 тонных грузов на высокие орбиты. И не просто грузов, а кораблей с экипажем на борту. Автоматика пару месяцов и подождать может. А сейчас, я извиняюсь, нам эти 100 тонн и выбросить на орбиту нечем...

[hcube]

Ну, 100 тонн вполне могут быть сборкой или там попутным грузом. Вообще, с УИ 1000 маневр 'на ГСО и обратно' для 100 тонн буксира потребует 30 тонн топлива... эээ.... рабочего тела. Плюс еще 20 тонн самого буксира. Итого 50 тонн - буксир, 50 тонн - досталяемая ПН. Ее вполне можно набрать на МКС из модулей - вывести на ГСО такую связную мегаплатформу, как планировали с Энергией - крылья СБ как у АС МКС, пара сотен транспондеров...  Но конечно в первую очередь такой корабль предназначен для перевозок Земля-Луна или Земля - NEAR астероиды.

Но, собственно, какие проблемы? Изотопные генераторы вполне себе масштабируются вниз. А для 2-3 тонного буксира ПН будет уже 20-30 тонн - как раз под Протон / Ангару / Атлас / Дельту

Касательно двигателей на макрочастицах - можно, конечно. Поставить этакий рейлган, и пуляться дробью из магнитного ускорителя. Но боюсь, что загаживание солнечного пространства этой самой дробью потомкам сильно не понравится ;-)

[frost_ii]

Если кидаться с низкой околоземной со скоростью 10км/с, то дробь будет иметь скорость меньше орбитальной...

[hcube]

Это смотря под каким ракурсом кидаться ;-). К примеру, если мы хотим раскручивать орбиту 'по эллипсу', чтобы поменьше через радиационные пояса ходить - то может и орбитальную. Или если там не 10, а 15 км/с. Не хотелось бы завязываться на что-то твердое, что в тебя же потом может попасть...

Вообще, надо посмотреть на проекты орбитальных боеголовок с испаряющимися поражающими элементами - вот можно их использовать.

Касательно работы ионника в плотной среде - я так понимаю, возражение в том, что требуемая плотность тока при _полной_ ионизации потока разорвет корпус 'как Тузик грелку'? Ну так давайте делать неполную ионизацию. 1% например. В реальности 'лИфтеров' никто не сомневается, надеюсь? ;-) А лифтеру, он же ионный вентилятор, в силу малого процента ионизации, ВСЕ РАВНО ПРИ КАКОЙ СКОРОСТИ ускорять воздушный поток - хоть 20м/с, хоть 200, хоть 2000. При росте скорости у него РАСТЕТ КПД. ;-)

[Дмитрий Виницкий]

А вот кто оценит:

http://www.livescience.com/technology/050427_fusion_table_A1.html

[Татарин]

А вот кто оценит:

http://www.livescience.com/technology/050427_fusion_table_A1.html

1000 нейтронов/сек - все равно что вообще ничего нет.
1000 * 3.5Е6MeV * 1.6E-19J/eV = 5.6Е-10Вт.
Т.к., ветки у нас две с примерно равными вероятностями, и только одна дает нейтроны, умножим на 2.
Получится 1 нановатт в термояде.

Безотносительно к КПД этого устройста (на входе-то - вовсе не нановатты), это что ж должен быть за "наноспутник", которому хватит такой тяги (кстати говоря, изначально - изотропной?)? Это ж все еще и при УИ в 100000, как минимум.

Сдается мне, что просто давление солнечного света на стенку спунтика будет создавать тягу куда эффективней... И что характерно - задаром.

[KBOB]

Безотносительно к КПД этого устройста (на входе-то - вовсе не нановатты), это что ж должен быть за "наноспутник", которому хватит такой тяги (кстати говоря, изначально - изотропной?)? Это ж все еще и при УИ в 100000, как минимум

Источник анизотропный
http://physicsweb.org/articles/news/9/4/15/1/0405151

[Татарин]

Ааа... Другое дело. Но тогда испльзуются только нейтроны и КПД падает в 10 раз.
Получается аналог ионника с УИ ~ полтора миллиона м/с и мощностью в нановатты. Тягу желающие могут оценить сами.

[X]

Ааа... Другое дело. Но тогда испльзуются только нейтроны и КПД падает в 10 раз.
Получается аналог ионника с УИ ~ полтора миллиона м/с и мощностью в нановатты. Тягу желающие могут оценить сами.

И что? это не отменяет переспективу развить систему до приемлемых показателей.
Совсем недавно тут некоторые ссали кипятком - что невозможно сделать подобное устройство (размер и т.п.), другим же это не мешает работать и получать результат.

[KBOB]

Ааа... Другое дело. Но тогда испльзуются только нейтроны и КПД падает в 10 раз.
Получается аналог ионника с УИ ~ полтора миллиона м/с и мощностью в нановатты. Тягу желающие могут оценить сами.

И что? это не отменяет переспективу развить систему до приемлемых показателей.
Совсем недавно тут некоторые ссали кипятком - что невозможно сделать подобное устройство (размер и т.п.), другим же это не мешает работать и получать результат.

Там было дополнение в статье, что если дейтерий заменить на тритий то поток нейтронов возрастет раз эдак в тыщу!
А может в таком случае проще убрать пластину из детерида совсем пусть будет просто ионный двигатель с напряжением 100kV.

[Татарин]

И что? это не отменяет переспективу развить систему до приемлемых показателей.

Подобную? На этом принципе?
Никаких шансов.

Вообще термоядерный движок?
Ну да.

Но тогда неясно, а причем тут этот прибамбас с выходом нейтронов на уровне поделок школьников (не шутка и не преувеличение!)?

Совсем недавно тут некоторые ссали кипятком - что невозможно сделать подобное устройство (размер и т.п.)...

ПОДОБНОЕ устройство? Вы уверены?
Чего тут невозможного? Тут и нового-то ничего нет... разве что, обычно в компактных генераторах пьезоэффект используется - с ним попроще, и КПД повыше.

другим же это не мешает работать и получать результат.

Дык, вопрос-то как раз - "а что за результат?"...

Нет, сама по себе штуковина интересная: вот взяли, вместо пьезо- пироэффект использовали. Быть может, где-нибудь именно такое - то, что нужно. Но причем тут двигатели КА?

[Татарин]

Там было дополнение в статье, что если дейтерий заменить на тритий то поток нейтронов возрастет раз эдак в тыщу!

...что не спасает отцов русской демократии...
Вот если б он возрастал, скажем, в триллион-квадриллион раз, то можно было б думать о том, что в перспективе это может дорасти по тяге до ионника...
А так... Да еще и с тритием. :\

А может в таком случае проще убрать пластину из детерида совсем пусть будет просто ионный двигатель с напряжением 100kV.

Именно.
И тяга возрастет, и полный импульс.

[X]

И что? это не отменяет переспективу развить систему до приемлемых показателей.

Подобную? На этом принципе?
Никаких шансов.

Вообще термоядерный движок?
Ну да.

Но тогда неясно, а причем тут этот прибамбас с выходом нейтронов на уровне поделок школьников (не шутка и не преувеличение!)?

Совсем недавно тут некоторые ссали кипятком - что невозможно сделать подобное устройство (размер и т.п.)...

ПОДОБНОЕ устройство? Вы уверены?
Чего тут невозможного? Тут и нового-то ничего нет... разве что, обычно в компактных генераторах пьезоэффект используется - с ним попроще, и КПД повыше.

другим же это не мешает работать и получать результат.

Дык, вопрос-то как раз - "а что за результат?"...

Нет, сама по себе штуковина интересная: вот взяли, вместо пьезо- пироэффект использовали. Быть может, где-нибудь именно такое - то, что нужно. Но причем тут двигатели КА?

Гм, вроде понятно было что это пример.
Объясняю:
1. Развить систему и если достигли предела и он не удовлетворяет требованиям то систему сменить долее на в начало и так до достижения требуемого.
2. Никто  не утверждал что надо делать такой движок, повторюсь, это пример нового сочетания уже известных технологий который демонстрирует что нестоит категорично утверждать - невозможно и т.п.

Так понятно?

Если все еще непонятно то перечитайте 20 первых (гм, "топовых") тем форума, особо обращять внимание на утверждения - нельзя, не может быть, невозможно, смотрите учебник по физике и т.п.

[KBOB]

Нужно правилные статьи читать  
http://fire.pppl.gov/cyrstal_fusion_nature.pdf

We have shown that small (about centimetre-sized) pyroelectric
crystals can produce ion beams (see also Supplementary Fig. 1 and
Supplementary Movie 2) of sufficient energy and current to drive
nuclear fusion.We anticipate increasing the field ionization current
by using a larger tip, or tip array, and by operating at cryogenic
temperatures. With these enhancements, and in addition using a
tritiated target, we believe that the reported signal could be scaled
beyond 10^6 neutrons s^-1. Pyroelectric crystals may also have applications
in electrostatic fusion devices^15, such as the Farnsworth
fusor^16–18, and as microthrusters in miniature spacecraft^19.

15. Nevins,W. M. Can inertial electrostatic confinement work beyond the ion-ion collisional time scale?
Phys. Plasmas 2, 3804–3819 (1995).
16. Farnsworth, P. T. Electric discharge device for producing interactions between nuclei. US Patent No.
3258402 (1966).
17. Farnsworth, P. T. Method and apparatus for producing nuclear-fusion reactions. US Patent No.
3386883 (1968).
18. Hirsch, R. L. Inertial-electrostatic confinement of ionized fusion gases. J. Appl. Phys. 38, 4522–4534
(1967).
19. Mitterauer, J.Micropropulsion for small spacecraft: a new challenge for field effect electric propulsion
and microstructured liquid metal ion sources. Surf. Interface Anal. 36, 380–386 (2004).

[X]

Всё это - любопытный физэффект, не более. В качестве эффективного движка, вообще в качестве источника энергии - никаких шансов. Абсолютно. Бомбардировка твердой мишени не даёт положительного энергетического выхода - такой вариант рассмотрели и отбросили еще в 50-х.

[Fakir]

Всё это - любопытный физэффект, не более. В качестве эффективного движка, вообще в качестве источника энергии - никаких шансов. Абсолютно. Бомбардировка твердой мишени не даёт положительного энергетического выхода - такой вариант рассмотрели и отбросили еще в 50-х.

[Татарин]

Гм, вроде понятно было что это пример.

Ну так пример ЧЕГО?
Подобные штуки давно существуют, их наличие известно мало-мальски эрудированному человеку... но причем тут термоядерный двигатель КА?

Вот, скажем, всем известно, что пружинный вертолет возможен, и существуют такие детские игрушки. Но это вовсе не значит, что можно построить достаточно большой пружинный вертолет, чтобы улететь на нем в космос. Если Вы такое предложите, Вам совершенно закономерно скажут, что это - бред и посоветуют почитать учебник.

Аналогия понятна?

Объясняю:
1. Развить систему и если достигли предела и он не удовлетворяет требованиям то систему сменить долее на в начало и так до достижения требуемого.

Месье "стратегией занимается"?
("-- А вы, мышки, станьте ежиками! Ежики колючие, их никто не ест.
-- Но как же нам стать ежиками?!
-- А это не ко мне вопрос, я стратегию вырабатываю.")
Речь-то и идет о том, что сейчас нет и в самом ближайшем будущем не просматривается систем, на основе которых можно было бы склепать компактный и мощный термоядерный двигатель... тем более - настолько компактный и мощный, что можно стартовать с земли.

2. Никто  не утверждал что надо делать такой движок, повторюсь, это пример нового сочетания уже известных технологий который демонстрирует что нестоит категорично утверждать - невозможно и т.п.

Чего именно он показывает?
Аппарат опровергает законы физики?
Или тот факт, что сейчас пока НЕТ ТЯ-систем с подходящим энерговыходом и массой?

Если все еще непонятно то перечитайте 20 первых (гм, "топовых") тем форума, особо обращять внимание на утверждения - нельзя, не может быть, невозможно, смотрите учебник по физике и т.п.

Что-то Вы все загадками говорите... Какое именно утверждение опровергнуто?
Или просто смотреть учебник по физике нынче не модно?

[Татарин]

Нужно правилные статьи читать  
http://fire.pppl.gov/cyrstal_fusion_nature.pdf
...

Ага.
Вот это - совершенно иное дело...