Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

Автор Space books, 16.09.2020 09:54:02

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

Nicky

Цитата: Дмитрий Инфан от 02.12.2021 05:43:39
Цитата: SONY от 30.11.2021 00:00:55Этот материал прямо в ядерном реакторе и находится, что вы там заранее греть в реакторе хотите?..
Ксенон перед подачей в двигатели. Тем самым снижается расход электроэнергии для получения одинаковой тяги. Я, кстати, тоже самое несколько лет назад предлагал.
Кстати, о птичках. А есть какие-то официальные данные о годовой добыче и запасах ксенона в России? Или секретно?

OldChukchi

Цитата: Nicky от 02.12.2021 06:00:59
Цитата: Дмитрий Инфан от 02.12.2021 05:43:39
Цитата: SONY от 30.11.2021 00:00:55Этот материал прямо в ядерном реакторе и находится, что вы там заранее греть в реакторе хотите?..
Ксенон перед подачей в двигатели. Тем самым снижается расход электроэнергии для получения одинаковой тяги. Я, кстати, тоже самое несколько лет назад предлагал.
Кстати, о птичках. А есть какие-то официальные данные о годовой добыче и запасах ксенона в России? Или секретно?
гуглится

Nicky


OldChukchi


Nicky

Цитата: OldChukchi от 02.12.2021 09:55:47да их тьмы... вот это, например: https://mplast.by/novosti/2018-06-27-itogi-konferentsii-redkie-gazyi-2018/
Спасибо, но нет ли каких-то актуальных и авторитетных источников, а не примерных оценок смесей газов за 2017 данные неким экспертом? Лучше государственных.

Quetzalcoatl

Цитата: Nicky от 02.12.2021 10:30:49Спасибо, но нет ли каких-то актуальных и авторитетных источников, а не примерных оценок смесей газов за 2017 данные неким экспертом? Лучше государственных.
Авторитетные источники стоят немалых денег. Обзор рынка ксенона в России и Украине::)

KBOB

Есть не менее авторитетные - https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20150023080/downloads/20150023080.pdf
Вообще ректификация воздуха единственный источник ксенона, так что на тонну чугуна и аммиака получается в качестве побочного продукта малая доля ксенона.
Россия больше чем Плутон.

opinion

Цитата: Дмитрий Инфан от 02.12.2021 05:43:39
Цитата: SONY от 30.11.2021 00:00:55Этот материал прямо в ядерном реакторе и находится, что вы там заранее греть в реакторе хотите?..
Ксенон перед подачей в двигатели. Тем самым снижается расход электроэнергии для получения одинаковой тяги. Я, кстати, тоже самое несколько лет назад предлагал.
За счет чего уменьшится расход энергии? А вот коэффициент полезного использования топлива уменьшится.
There are four lights

SONY

Цитата: Quetzalcoatl от 01.12.2021 08:05:40У меня получился максимальный КПД 0,137. А это "маловато будет".  Скажем, в проекте НАСА, который я упоминал на прошлой странице, КПД получается 1,65/5,8 = 0,284. Более чем в два раза выше. Почувствуйте разницу между паровыми машинами 19-го века и газовыми турбинами 21-го. 
Учитывая условно бесконечный запас энергии в уране-235, КПД не имеет ни малейшего значения.

Значение имеет лишь площадь необходимого радиатора. А она зависит от четвёртой степени температуры. Т.е. если мы снижаем КПД с 30% до 10% (втрое), но зато повышаем температуру радиатора с 750 К до 1000 К (всего на одну треть), то в итоге площадь радиатора станет на 5%... меньше! Если же разница в КПД не столь радикальная, либо изменение температуры существеннее, то конструкция с низким КПД оказывается ещё более предпочтительной.

SONY

Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:351. Миссия рассчитана на 900 дней, из них 180 - перелет к Марсу. Вопрос - а после полугодового полета в невесомости кто будет вытаскивать астронавтов из кресел посадочного модуля? Ну это ладно, недельку отлежатся, оклемаются... ))
А после многолетнего перелёта на плазменных двигателях - кто?..


Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:352. ЯРД с УИ 950 сек. Такой можно создать?
900 секунд создавали ещё в 60-х...


Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:35Не понятно, каким образом ЖВ (именно он предполагаетя), необходимый для ЯРД, сохранится 1,5 года для обратного старта? Хранение ЖВ в течение 500 дней - выглядит ещё более фантастично, чем создание ЯРД.
Криохолодильник вам в помощь... Пока будет электричество, будет и жидкий водород.

Понятное дело, что подходящий для данной конкретной задачи (хранение огромных количеств водорода именно в космосе) холодильник ещё нужно создать, но ничего фантастического в этом нет. В конце концов сверхтекучий жидкий гелий-II в Большом Адронном Коллайдере хранят годами.

Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:353. Для обеспечения миссии потребуется сборка на НОО двух кораблей - грузового и с экипажем. Для варианта с ЯРД необходим запуск  девяти SLS для вывода на орбиту 850 тонн комплектующих, для варианта с ЖРД - двенадцати SLS для вывода 1250 тонн...

Да. И что? В рамках программы Аполлон запустили дюжину сверхтяжёлых ракет чтобы людей на Луну доставить. Чем запуск дюжины сверхтяжёлых ракет для доставки людей на Марс не устраивает?

SONY

Цитата: Дмитрий Инфан от 02.12.2021 05:43:39Ксенон перед подачей в двигатели. Тем самым снижается расход электроэнергии для получения одинаковой тяги. Я, кстати, тоже самое несколько лет назад предлагал.
Никакого снижения расхода энергии тут не будет.

Энергия ионизации ксенона - 12,13 эВ. Такая энергия соответствует температуре 140 760 К. Надеюсь, не нужно объяснять, насколько ничтожен будет вклад нагрева ксенона до, допустим, 1400 К в дело снижения затрат энергии на его ионизацию...
Но и это ещё не всё! Ионные двигатели находятся вовсе не прямо в реакторе... Т.е. нагретый ксенон нужно до них от реактора транспортировать. И он не должен по дороге остыть... А ещё не должен остыть уже в самом двигателе, по дороге от клапана на входе к разрядной камере. А для этого нам нужно "всего лишь"... весь ионный двигатель нагреть до 1400 К! Прям вижу, как двигатель, состоящий из кучи разнородных, в том числе хрупких, материалов и требующий идеально точной геометрии ионно-оптической системы, "образуется" перепадам абсолютной температуры в пять раз...

Nicky

Цитата: SONY от 03.12.2021 01:59:35Т.е. если мы снижаем КПД с 30% до 10% (втрое), но зато повышаем температуру радиатора с 750 К до 1000 К (всего на одну треть), то в итоге площадь радиатора станет на 5%... меньше!
Вы не могли бы с расчетами показать как приходите к таким выводам?

ratcustorb

#4032
Цитата: SONY от 03.12.2021 02:10:15
Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:351. Миссия рассчитана на 900 дней, из них 180 - перелет к Марсу. Вопрос - а после полугодового полета в невесомости кто будет вытаскивать астронавтов из кресел посадочного модуля? Ну это ладно, недельку отлежатся, оклемаются... ))
А после многолетнего перелёта на плазменных двигателях - кто?..
Многолетнего? На Плутон летим?

Цитата: SONY от 03.12.2021 02:10:15
Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:352. ЯРД с УИ 950 сек. Такой можно создать?
900 секунд создавали ещё в 60-х...
Да, было дело, только УИ был 850 с:
Цитата: undefinedПрограмма Rover/NERVA составила 17 часов работы двигателей, включая 6 часов при температуре выше 2000 К. Хотя двигатель, турбины и бак для жидкого водорода никогда не собирались в одно устройство, NERVA считался НАСА готовой к использованию на транспорте конструкцией.

Наиболее серьёзным инцидентом во время испытаний был взрыв водорода, при котором два сотрудника получили травмы ног и барабанных перепонок. В 1959 году жидкий водород случайно вышел из двигателя; реактор перегрелся и его осколки разлетелись по пустыне Невада.
Интересно, почему же так и не возобновили программу, если он такой перспективный?

Цитата: SONY от 03.12.2021 02:10:15
Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:35Не понятно, каким образом ЖВ (именно он предполагаетя), необходимый для ЯРД, сохранится 1,5 года для обратного старта? Хранение ЖВ в течение 500 дней - выглядит ещё более фантастично, чем создание ЯРД.
Криохолодильник вам в помощь... Пока будет электричество, будет и жидкий водород.

Понятное дело, что подходящий для данной конкретной задачи (хранение огромных количеств водорода именно в космосе) холодильник ещё нужно создать, но ничего фантастического в этом нет. В конце концов сверхтекучий жидкий гелий-II в Большом Адронном Коллайдере хранят годами.
Действительно, это же намного проще - создать ЯРД с хранением ЖВ весом в 800 тонн в течение 2-3 лет, чем реактор в 50 МВт.

Цитата: SONY от 03.12.2021 02:10:15
Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:353. Для обеспечения миссии потребуется сборка на НОО двух кораблей - грузового и с экипажем. Для варианта с ЯРД необходим запуск  девяти SLS для вывода на орбиту 850 тонн комплектующих, для варианта с ЖРД - двенадцати SLS для вывода 1250 тонн...

Да. И что? В рамках программы Аполлон запустили дюжину сверхтяжёлых ракет чтобы людей на Луну доставить. Чем запуск дюжины сверхтяжёлых ракет для доставки людей на Марс не устраивает?
Немного смущает стоимость вывода только  для одного полета 1250 тонн на НОО:
12 ракет SLS x $1,4 млрд. = $16,8 млрд...

vlad7308

Цитата: Nicky от 02.12.2021 02:54:20
Цитата: SONY от 30.11.2021 22:48:04Синявский В.В в своей публикации "Научно-технический задел по ядерному электроракетному межорбитальному буксиру «Геркулес»" (Космическая техника и технологии № 3/2013) заявляет:
• генерируемая ТРП электрическая мощность, кВт 630
• полная масса ЯЭУ, кг 6 900
И все это еще и необслуживаемое! Снимаю шляпу перед советскими инженерами.
на 95% уверен, что это были веселые картинки. Так что оставьте пока шляпу на месте :)
это оценочное суждение

Quetzalcoatl

Цитата: SONY от 03.12.2021 01:59:35Учитывая условно бесконечный запас энергии в уране-235, КПД не имеет ни малейшего значения.
Попахивает юношеским максимализмом. Эксперты со званиями просто засмеют такую позицию, когда будут давать экспертную оценку такого проекта.  ::)

Цитата: SONY от 03.12.2021 01:59:35Значение имеет лишь площадь необходимого радиатора. А она зависит от четвёртой степени температуры. Т.е. если мы снижаем КПД с 30% до 10% (втрое), но зато повышаем температуру радиатора с 750 К до 1000 К (всего на одну треть), то в итоге площадь радиатора станет на 5%... меньше! Если же разница в КПД не столь радикальная, либо изменение температуры существеннее, то конструкция с низким КПД оказывается ещё более предпочтительной.
Все хорошо за исключением элементарной физики. Слышали про термический и эффективный КПД? Чем выше температура холодильника, тем выше должна быть температура нагревателя при равных условиях. А условия тут совсем не равные.
В случае проекта ЯЭУ НАСА имеем эффективный КПД 0,284 при термическом КПД (1200K - 550K)/1200K = 0,54. Что вполне правдоподобно. Предположим, что в вашей ЯЭУ тот же самый термический КПД. Отсюда следует, что температура нагревателя в вашей ЯЭУ ~2170K. Ладно, пусть будет 1900K. Надежность работы ЯЭУ с температурой нагревателя 1200K несоизмеримо выше надежности ЯЭУ с температурой нагревателя 1900K-2200K. Кстати, об этом и говорил Коротеев весной на Собрании.  ::)

Цитата: Дмитрий Инфан от 02.12.2021 05:43:39
Цитата: SONY от 30.11.2021 00:00:55Этот материал прямо в ядерном реакторе и находится, что вы там заранее греть в реакторе хотите?..
Ксенон перед подачей в двигатели. Тем самым снижается расход электроэнергии для получения одинаковой тяги. Я, кстати, тоже самое несколько лет назад предлагал.

Так тем самым и электрическая мощность падает...

Цитата: ratcustorb от 03.12.2021 07:16:18Многолетнего? На Плутон летим?


Тяга у пепелаца околоникакая, разгон из-за этого длительный.


Цитата: ratcustorb от 03.12.2021 07:16:18Действительно, это же намного проще - создать ЯРД с хранением ЖВ весом в 800 тонн в течение 2-3 лет, чем реактор в 50 МВт.


Нафига тебе 800 тонн водорода?

Я напомню, что 123 тонная третья ступень Saturn-V при 420 секундах УИ могла отправить ~40 тонн к Марсу.

vlad7308

Цитата: Quetzalcoatl от 03.12.2021 12:46:36
Цитата: SONY от 03.12.2021 01:59:35Учитывая условно бесконечный запас энергии в уране-235, КПД не имеет ни малейшего значения.
Попахивает юношеским максимализмом. Эксперты со званиями просто засмеют такую позицию, когда будут давать экспертную оценку такого проекта.  ::)
это однако недалеко от истины.
Эксперты со званиями могут смеяться сколько им угодно, но для ЯЭДУ главное - удельная мощность. А на КПД почти плевать.
это оценочное суждение

Quetzalcoatl

Цитата: vlad7308 от 03.12.2021 17:20:56Эксперты со званиями могут смеяться сколько им угодно, но для ЯЭДУ главное - удельная мощность. А на КПД почти плевать.
Нет, КПД не самоцель, а всего лишь средство уменьшения выделения лишнего тепла, как следствие снижения температуры всех элементов ЯЭУ и в конечном итоге повышения надежности и увеличения срока безотказной работы лет до 10. На 2000K при почти нулевом КПД этого добиться невозможно.  ::)

ratcustorb

Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 03.12.2021 16:48:37
Цитата: ratcustorb от 03.12.2021 07:16:18Многолетнего? На Плутон летим?
Тяга у пепелаца околоникакая, разгон из-за этого длительный.
15 МВт полезной мощности позволят роторным магнитоплазменным двигателям со скоростью истечения плазмы 50 км/с развивать тягу в районе 250 кг, что обеспечит запас ХС в 6-7 раз больше, чем могут обеспечить ЯРД, и позволит осуществлять межпланетный полёт по параболической траектории, а не по гомановской.


Цитата: Верный Союзник с Окинавы от 03.12.2021 16:48:37
Цитата: ratcustorb от 03.12.2021 07:16:18Действительно, это же намного проще - создать ЯРД с хранением ЖВ весом в 800 тонн в течение 2-3 лет, чем реактор в 50 МВт.
Нафига тебе 800 тонн водорода?
Если цитируете, то хоть немного следите за тем, о чём идёт речь:

Цитата: ratcustorb от 01.12.2021 09:34:35
Цитата: SONY от 30.11.2021 23:04:43
Цитата: ratcustorb от 30.11.2021 14:42:29Это единственный реальный (даже теоретически) способ добраться людям до других планет и вернуться обратно без дополнительной заправки.
Кто вам такое сказал?.. NASA вот почему-то считают, что лучшим вариантом является ЯРД:
https://www.nasa.gov/pdf/373665main_NASA-SP-2009-566.pdf
Более того, они же приходят к выводу, что перелёт к Марсу и обратно вполне осуществим на обычных ЖРД.
Английским не владею, но что смог понять из кривого перевода pdf-файла с помощью гугла и яндекса:
1. Миссия рассчитана на 900 дней, из них 180 - перелет к Марсу. Вопрос - а после полугодового полета в невесомости кто будет вытаскивать астронавтов из кресел посадочного модуля? Ну это ладно, недельку отлежатся, оклемаются... ))
2. ЯРД с УИ 950 сек. Такой можно создать? Ну, предположим, что создали. Не понятно, каким образом ЖВ (именно он предполагаетя), необходимый для ЯРД, сохранится 1,5 года для обратного старта? Хранение ЖВ в течение 500 дней - выглядит ещё более фантастично, чем создание ЯРД.
3. Для обеспечения миссии потребуется сборка на НОО двух кораблей - грузового и с экипажем. Для варианта с ЯРД необходим запуск  девяти SLS для вывода на орбиту 850 тонн комплектующих, для варианта с ЖРД - двенадцати SLS для вывода 1250 тонн...

Выглядит ещё более фантастично, чем создание ЯБ для пилотируемых полетов...