Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[ZOOR]

Скорость орбитального движения вокруг Земли считается как V = 631324/SQRT(H+6371)
Т.е. Если H=500 км, то V=7616 м/с
Насколько я знаю, чтобы выйти за пределы земного притяжения высота должна быть ~1 млн км
При такой высоте V= 630 м/с
Так что данный манёвр требует Delta V = 7616-630 = 6986 м/с

Понятно. Вы считали перелет на малой тяге.

Давайте проверять. НОО пусть будеть 200 км, точка L₁ - 1,5 млн км
V₂ = 7,79 км/с
_V1 = 0,51 км/с

А тут методическая ошибка, и проверить не получится.

Поскольку круговая скорость считается в центральном поле притяжения, а движение в L - плод действия задачи трех тел.
Но НАСА я верю. Тем более что там с меня бабки попросили

[Гусев_А]

Подскажите ЭРД работают в непрерывном режиме? Вроде в импульсном проще создать большие токи и напряжения, и даже схема создающая высокие напряжения и токи будет проще и легче при равной мощности.

[Бертикъ]

Подскажите ЭРД работают в непрерывном режиме? Вроде в импульсном проще создать большие токи и напряжения, и даже схема создающая высокие напряжения и токи будет проще и легче при равной мощности.

Импульсные режимы работы любых устройств по-умолчанию менее эффективны стационарных из-за наличия переходных процессов.

[Верный Союзник с Окинавы]

Подскажите ЭРД работают в непрерывном режиме? Вроде в импульсном проще создать большие токи и напряжения, и даже схема создающая высокие напряжения и токи будет проще и легче при равной мощности.

Импульсные режимы работы любых устройств по-умолчанию менее эффективны стационарных из-за наличия переходных процессов.

Тем не менее, DAWN так и летал.

[Бертикъ]

Подскажите ЭРД работают в непрерывном режиме? Вроде в импульсном проще создать большие токи и напряжения, и даже схема создающая высокие напряжения и токи будет проще и легче при равной мощности.

Импульсные режимы работы любых устройств по-умолчанию менее эффективны стационарных из-за наличия переходных процессов.

Тем не менее, DAWN так и летал.

На нем были обычные стационарные ионники, пусть даже и работавшие попеременно. Речь (как я понял) не об этом, а об импульсных ЭРД.

[SONY]

Дык никто и не собирается ионизировать напрямую нагревом от реактора

Дмитрий Инфан - собирается...

[SONY]

Подскажите ЭРД работают в непрерывном режиме? Вроде в импульсном проще создать большие токи и напряжения, и даже схема создающая высокие напряжения и токи будет проще и легче при равной мощности.

Существуют разные ЭРД. Первые в истории плазменные двигатели, реально использованные в космосе, были импульсными. И до сих пор то там, то тут, импульсные двигатели устанавливают. Но следом за импульсными появились стационарные плазменные двигатели, которые чаще всего и используются. Ионные двигатели с самого начала были только стационарными.

Сделать в импульсе большой ток, конечно, проще, чем точно такой же ток, но в стационарном режиме. Однако точно такого же тока никак не хватит... Если у вас с частотой 10 Гц происходят импульсы с длительностью 10 мкс, то каждый импульс должен быть в 10 000 раз мощнее, чем средняя мощность двигателя... Т.е. там, где стационарный двигатель имел бы ток в 1 А, импульсный должен будет создавать 10 000 А. А тут уже очень большой вопрос, что проще...
Импульсные двигатели хороши тем, что средняя потребляемая мощность может быть сколь угодно мала, т.к. конденсаторы можно заряжать очень долго, потребляя малый ток из бортовой сети, а вот стационарные двигатели ниже определённой мощности перестают нормально работать. Но в контексте буксира на сотни киловатт это преимущество значения не имеет, так что стационарные двигатели предпочтительнее.
Впрочем, ТРИНИТИ это не останавливает, и они создают для буксира импульсный двигатель. Не верю, что его реально кто-то будет использовать (есть уже готовые ИД-500, идут работы над роторным двигателем Арсенала и безэлектродном двигателем Курчатника), но финансирование на разработки выделяют.

[Гусев_А]

А такой вариант имеет смысл? Например рабочий материал двухкампонентный, в нем, в маленькой порции происходит детонация, он за очень короткое время нагревается и импульсным ЭРД, происходит разгон этой порции. Даже начальный разгон происходит от давления при сгорании.

[SONY]

А такой вариант имеет смысл? Например рабочий материал двухкампонентный, в нем, в маленькой порции происходит детонация, он за очень короткое время нагревается и импульсным ЭРД, происходит разгон этой порции.

Если говорить про ЭРД вообще в целом, то нечто схожее не просто имеет смысл, но и десятилетиями используется на практике: электротермические двигатели зачастую работают на гидразине, и разложение гидразина даёт существенный вклад в общую энергетику. Правда всё это происходит непрерывно, а не импульсно. Как минимум потому, что импульсы детонации быстро разрушат двигатель. Те же детонационные ЖРД используют непрерывно бегающую по кольцу детонационную волну, а вовсе не отдельные импульсы.

Однако электротермические двигатели имеют весьма посредственный удельный импульс... Отсюда, собственно, и солидный вклад в энергетику от разложения рабочего тела: сам двигатель не способен вложить в него особо много энергии, так что даже ничтожный вклад от химических реакций становится заметным.
Плазменные и ионные ракетные двигатели вкладывают в рабочее тело минимум на порядок, а то и на два-три порядка больше энергии, чем может содержаться в химических реакциях. А потому попытка использования в них химической энергии рабочего тела заведомо бессмысленна, т.к. не способна сколько-нибудь заметно что-то улучшить, зато запросто может всё ухудшить, т.к. рабочее тело будет выбираться уже не из соображений наиболее эффективного электрического разгона, а из соображений содержания химической энергии.

[Гусев_А]

Если говорить про ЭРД вообще в целом, то нечто схожее не просто имеет смысл, но и десятилетиями используется на практике: электротермические двигатели зачастую работают на гидразине, и разложение гидразина даёт существенный вклад в общую энергетику. Правда всё это происходит непрерывно, а не импульсно. Как минимум потому, что импульсы детонации быстро разрушат двигатель. Те же детонационные ЖРД используют непрерывно бегающую по кольцу детонационную волну, а вовсе не отдельные импульсы.

Однако электротермические двигатели имеют весьма посредственный удельный импульс... Отсюда, собственно, и солидный вклад в энергетику от разложения рабочего тела: сам двигатель не способен вложить в него особо много энергии, так что даже ничтожный вклад от химических реакций становится заметным.
Плазменные и ионные ракетные двигатели вкладывают в рабочее тело минимум на порядок, а то и на два-три порядка больше энергии, чем может содержаться в химических реакциях. А потому попытка использования в них химической энергии рабочего тела заведомо бессмысленна, т.к. не способна сколько-нибудь заметно что-то улучшить, зато запросто может всё ухудшить, т.к. рабочее тело будет выбираться уже не из соображений наиболее эффективного электрического разгона, а из соображений содержания химической энергии.

Если детонационная волна не спотыкается о стенки и прочие препядствия и выступы, а движется в канале паралельно стенкам, как в PDE или RDE то быстрое разрушение конструкции можно и предотвратить.
Если по аналогии с PDE в канале с полостью открытым выходом еденичная детонационная волна за очень короткое  время разогреет порцию газа до величин близких к 3000 градусов. А импульсный ЭРД вложит в доразгон этого газа (плазмы) имеющуюся энергию, то получится гибрид со свойствами двигателя "средне малой тяги". УИ меньше чем у ЭРД, но больше чем у ЖРД. А тяга кратно больше чем у любого ЭРД, что на средних растояниях, типа до Марса и даже пояса астероидов на много предпочтительнее.

[Inti]

Рогозин назвал сроки запуска российского ядерного «Зевса» https://lenta.ru/news/2021/12/04/zeus/

[Tagir2000]

Рогозин назвал сроки запуска российского ядерного «Зевса» https://lenta.ru/news/2021/12/04/zeus/

Интересно, журналюгам не надоело делать по 100500 однотипных новостей про полёт в 2030-м?

[Верный Союзник с Окинавы]

Если детонационная волна не спотыкается о стенки и прочие препядствия и выступы, а движется в канале паралельно стенкам, как в PDE или RDE то быстрое разрушение конструкции можно и предотвратить.
Если по аналогии с PDE в канале с полостью открытым выходом еденичная детонационная волна за очень короткое  время разогреет порцию газа до величин близких к 3000 градусов. А импульсный ЭРД вложит в доразгон этого газа (плазмы) имеющуюся энергию, то получится гибрид со свойствами двигателя "средне малой тяги". УИ меньше чем у ЭРД, но больше чем у ЖРД. А тяга кратно больше чем у любого ЭРД, что на средних растояниях, типа до Марса и даже пояса астероидов на много предпочтительнее.

Проще сделать arcjet/resistojet. Там можно 1200 секунд УИ развить, с водородом.

[Чебурашка]

ДОР же опытный аппаратчик. Тридцатый год уже близко. Пора начинать обещать на сороковой 

[Inti]

Рогозин назвал сроки запуска российского ядерного «Зевса» https://lenta.ru/news/2021/12/04/zeus/

Интересно, журналюгам не надоело делать по 100500 однотипных новостей про полёт в 2030-м?

И про колонию на Марсе?

[Верный Союзник с Окинавы]

Рогозин назвал сроки запуска российского ядерного «Зевса» https://lenta.ru/news/2021/12/04/zeus/

Интересно, журналюгам не надоело делать по 100500 однотипных новостей про полёт в 2030-м?

И про колонию на Марсе?

Не, там он говорил про меньший срок - 8 лет.

[Бертикъ]

ДОР же опытный аппаратчик. Тридцатый год уже близко. Пора начинать обещать на сороковой 

Он еще и считать, наверное, не совсем разучился - ему в 2030 будет 67... по-любому пенсия союзного значения. Так что дальше можно уже не обещать))

[Space books]

https://vk.com/newexpanse?w=wall-179591471_1282

Модульный солнечный буксир.

Длиннопост полезный тем кто хочет провести анализ своего гипотетического буксира.
В статье, которую я нашел, продемонстрировано как можно собрать крупный солнечный буксир на орбите Земли. Проведен анализ для отправки грузов к Луне или Марсу.

Выбор двигательной установки.

1. Pulsed Inductive Thruster (PIT).
Хороший вариант благодаря их длительному сроку службы из-за отсутствия электродов и возможности использовать различное топливо, особенно углекислый газ, который можно получить на Марсе. Однако эти типы двигателей имеют ограниченные экспериментальные данные в лабораторных условиях.

2. Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR).
Имеет сложную конструкцию и трудности в обслуживании, хотя имеет превосходные характеристики в межпланетном полете.

3. Hall Effect Thrusters (HET).
Используют гораздо более простую конструкцию. Хотя HET обычно имеют более низкую эффективность и срок службы, чем ионные двигатели, их выгодное соотношение мощности и тяги, более низкая удельная масса могут компенсировать этот недостаток.

4. Nested Hall effect Thruster (NHT)
Двигатель Холла, но со вложенными друг в друга каналами, это повышает его эффективность. Активируя различные комбинации каналов, тягу и удельный импульс можно менять, что важно для повышения эффективности перелета. Экспериментально проверен на больших мощностях, проработал на момент написания статьи более 11000 часов (больше года) и продолжал работу. Предполагается что срок службы составит 5-10 лет. Автор выбрал для своего проекта этот двигатель.

За основу взят двигатель X3 NHT с характеристиками:
-масса 250 кг
-тяга 1.518 Н при 30 кВт
-тяга 4 Н при 100 кВт
КПД 50-70% в зависимости от удельного импульса (1600 с - 4000 с).

Топливо
1.Ксенон
Самый тяжелый не радиоактивный газ, не опасен, не конденсируется, легко хранится, в 5-10 раз дороже Криптона.
2.Криптон
Имеет значительно более высокую производительность в двигателе, так же легко хранится.

Солнечные панели.
Автор выбрал проверенные в полете панели из арсенида галлия с кпд 29% (Azurspace 3G30C), раскладываемые в форме гармошки с удельной массой 2,5 кг на квадратный метр. Деградация оценена в 20% за 15 лет с учетом перепадов температур, радиации и микрометеоритов. Конфигурация для 200 кВт составляет 1060 квадратных метров панелей, что соответствует массе в 2700 кг.

Автор ориентировался на самые доступные технологии и низкую стоимость буксира.

Буксир достаточно легкий, собирается одним пуском Delta IV M+(4.2), что соответствует 11.9 тонн на НОО и 2 пусками falcon 9 с солнечными батареями. Судя по контексту, выбор разных типов ракет связан с размером обтекателя, а отказ от одного пуска значительно упростил раскладываемые конструкции.

Полет на Лунную орбиту займет 380 дней и доставит 20 тонн груза с затратами лишь 4 тонн топлива. Меня смущает то что срок службы этого буксира быстро закончится + дорогое топливо, и придется снова 3(4) пуска делать. Но все равно, довольно интересные числа.

Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.Вы не можете просматривать это вложение.

Файл:
https://vk.com/doc133585953_568398968?hash=2fb50a98f60c834cd7&dl=6d6f085962626d1b98

[Бертикъ]

Руководство "Сделай сам межорбитальный буксир с ЭРДУ" от Самарского университета. 2019

[KBOB]

Топливо
1.Ксенон
Самый тяжелый не радиоактивный газ, не опасен, не конденсируется, легко хранится, в 5-10 раз дороже Криптона.

што?