Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[pro-jectt]

Если оптимизировать КПД до 100% ХИ вообще не понадобятся

100% КПД преобразования тепла во что-либо ещё фундаментально запрещён.

Максимальный гипотетически возможный КПД равен (1-Тх/Тн)*100%, где Тх - это абсолютная температура холодильника (в нашем случае - радиатора), а Тн - абсолютная температура нагревателя (в нашем случае - активной зоны реактора). Как видим, 100% КПД получается только при в точности нулевой Тх. Но температура Тх не может быть ниже по крайней мере температуры реликтового фонового излучения (примерно 2,7 К), а на практике, учитывая излучение ближайших звёзд, минимальное значение ещё как минимум на порядок выше.
Таким образом, если даже нагреть активную зону до 2700 К (температура нити накала обычной лампочки), КПД всё равно не может быть выше 99,0%. И хотя кажется, что сбросить 4,75 кВт тепла - задача простая, на самом деле для этого, учитывая температуру 27 К, даже в отсутствии излучения окружающих звёзд потребуется радиатор площадью 151 000 квадратных метров, а если учесть нагрев радиатора светом звёзд, так счёт уже пойдёт на квадратные километры.
Если же у нас активная зона нагрета до "всего лишь" 1500 К, а радиаторы имеют температуру 1200 К, да ещё и преобразователь имеет КПД лишь в половину от теоретически возможного (10% вместо гипотетических 20%), то сбрасывать придётся уже 4 230 кВт, но для этого хватит радиаторов площадью 38 квадратных метров...

Наверное не 38 квадратных метров, а 38 квадратных километров)

[Старый]

Собственно текущие события и показывают кто научная, техническая, экономическая супердержава, а кто навоз истории.

Ты даже не представляешь себе насколько ты прав!

[blik]

Нужно как то решить проблему с радиаторами, запасом еды, воздуха, воды,радиаторами, двигателями, первый кто за это заикнулся публично - ДОР. У остальных начиная с Королёва и Фон Брауна всё было просто - вбухивали деньги в монстрообразную ракету, всё остальное было для фикции и такой пилотируемая космонавтика и осталась на НОО.
...

А вы сравните Сармат и Фау-2, Р-16.  Ну не говорю уже Калибры, Искандеры, Х-101 и прочие рабочие и надёжные вещи в отличие  от Броуновского фуфла

прошло 80 лет однако.

[Arzach]

На некторых сайтах есть функционал - не видеть (развидеть) комментарии особо одаренных персонажей. Сделайте здесь пожалуйста. Я готов платить за эту маленькую радость.

Так есть же - внесите раздражающего вас субъекта в число игнорируемых пользователей, они здесь для краткости именуются в личном меню "Друзья/враги", а по сути представляют собой черный и белый списки.

[ядерная лапка]

Что за водородный плазменный двигатель такой с импульсом 100 км\с и "нормальной тягой"?

[algol5720]

Если оптимизировать КПД до 100% ХИ вообще не понадобятся

100% КПД преобразования тепла во что-либо ещё фундаментально запрещён.

Максимальный гипотетически возможный КПД равен (1-Тх/Тн)*100%, где Тх - это абсолютная температура холодильника (в нашем случае - радиатора), а Тн - абсолютная температура нагревателя (в нашем случае - активной зоны реактора). Как видим, 100% КПД получается только при в точности нулевой Тх. Но температура Тх не может быть ниже по крайней мере температуры реликтового фонового излучения (примерно 2,7 К), а на практике, учитывая излучение ближайших звёзд, минимальное значение ещё как минимум на порядок выше.
Таким образом, если даже нагреть активную зону до 2700 К (температура нити накала обычной лампочки), КПД всё равно не может быть выше 99,0%. И хотя кажется, что сбросить 4,75 кВт тепла - задача простая, на самом деле для этого, учитывая температуру 27 К, даже в отсутствии излучения окружающих звёзд потребуется радиатор площадью 151 000 квадратных метров, а если учесть нагрев радиатора светом звёзд, так счёт уже пойдёт на квадратные километры.
Если же у нас активная зона нагрета до "всего лишь" 1500 К, а радиаторы имеют температуру 1200 К, да ещё и преобразователь имеет КПД лишь в половину от теоретически возможного (10% вместо гипотетических 20%), то сбрасывать придётся уже 4 230 кВт, но для этого хватит радиаторов площадью 38 квадратных метров...

Наверное не 38 квадратных метров, а 38 квадратных километров)

Как ни парадоксально но это именно так,сброс тепла излучением пропорционален Т4.Тут Сони прав компромиссы и компромиссы.Все уперается в материаоловедение,как и 15 и 25 и 50 лет назад.В результате получаются монстры ни на что не способные с учетом гравпотерь и поясов Ван-Алена...Но кто не делает ничего и не пьет ничего,даже гнилухи 

[C-300-2]

Что за водородный плазменный двигатель такой с импульсом 100 км\с и "норамльной тягой"?

VASIMR поди...

[ядерная лапка]

Походу это двигатель "ТРИНИТИ"
«Разработку прототипа плазменного ракетного двигателя планируем завершить в 2024 году. На данный момент на квазистационарном плазменном ускорителе продемонстрирован удельный импульс выше 100 км/с для водородной плазмы в режиме однократных импульсов, что позволяет достигнуть целевых показателей прототипа при переходе в частотный режим работы и иметь тяговую мощность в 300 кВт при КПД выше 55%», — сказал Константин Гуторов.
https://strana-rosatom.ru/2022/04/07/triniti-planiruet-razrabotat-proto/

[SONY]

Наверное не 38 квадратных метров, а 38 квадратных километров)

Именно метров.

Мощность теплового излучения равняется коэффициенту серости конкретного материала (для чёрных предметов это что-то около 0,95), умножить на 5,67*10^-8, умножить на площадь (в квадратных метрах), умножить на температуру (в кельвинах), возведённую в четвёртую степень.
0,95 * 5,67*10^-8 * 38 * 1200^4 = 4 244 390 Вт теплового излучения.

Обращаю внимание, что 38 квадратных метров - это полная площадь излучателя, а не площадь его поперечного сечения... Т.е. если у нас радиатор в виде плоской прямоугольной пластины, то нам достаточно пластины размером 2,5x7,6 метра: хотя произведение этих чисел даст только 19 м^2, излучают обе стороны пластины, давая полную площадь в 38 м^2.

[Inti]

Сенсация, Конаныхин даже подстриг бороду и оделся как правоверный монархист 

[AlexandrU]

Если оптимизировать КПД до 100% ХИ вообще не понадобятся

100% КПД преобразования тепла во что-либо ещё фундаментально запрещён.

Я знаю. Фраза указывала на вашу ошибку и означала: чем выше КПД, тем меньше системы теплосброса.

Мощность теплового излучения равняется коэффициенту серости конкретного материала (для чёрных предметов это что-то около 0,95), умножить на 5,67*10^-8, умножить на площадь (в квадратных метрах), умножить на температуру (в кельвинах), возведённую в четвёртую степень.
0,95 * 5,67*10^-8 * 38 * 1200^4 = 4 244 390 Вт теплового излучения.

У реального ХИ есть верхняя и нижняя температура, а у рабочего тела - собственная теплофизика, т.е. вы снова ошибаетесь. И ещё, проектируемый ТЭМ имеет другие хар-ки.

[Victor123]

Почему эта тема не в Межпланетные станции и научные аппараты, а в Средства выведения и другие технические вопросы? Он ничего не выводит он уже выведен.

Что делает буксир, он выводит груз на орбиту. А значит является средством выведения.

Он меняет орбиту выведенной нагрузки.

[ядерная лапка]

Нашел инфу по двигателю, о котором говорит Конаныхин:
• мощность в потоке — 300 кВт;
• удельный импульс — 100 км/с;
• тяга — 6 Н;
• расход — 60 мг/с;
• КПД — выше 60%;
• диаметр — до 30 см;
• ресурс — 5·107 Н·с (2,4 тыс. ч при заданных параметрах потока, или 8,5·106 импульсов).

Для сравнения VASIMR:
The most advanced VASIMR ® engine is Ad Astra's 200 kW VX-200 and its thermal steady state derivative, the VX-200SS being tested today. The VX-200 demonstrated a thruster efficiency [23] greater than 70% running with argon propellant. This thruster is capable of a specific impulse of ∼5000 s at a thrust level of 6 N.

[Inti]

Однако же движок на водороде выглядит куда привлекательнее чем на ксеноне, воды кругом полно на астероидах и на Луне. Доставка водорода с Луны должна быть в перспективе очень дешёвой. Парочку-тройку таких движков было бы здорово иметь.
Страницы 15-16 тут: https://www.rosatom.ru/upload/iblock/bf1/bf1c689a3a2e6a78826104ecc1e6061c.pdf

Кстати 2400 часов это всего лишь 100 дней, как-то не очень впечатлило.

[ядерная лапка]

Однако же движок на водороде выглядит куда привлекательнее чем на ксеноне, воды кругом полно на астероидах и на Луне. Доставка водорода с Луны должна быть в перспективе очень дешёвой. Парочку-тройку таких движков было бы здорово иметь.
Страницы 15-16 тут: https://www.rosatom.ru/upload/iblock/bf1/bf1c689a3a2e6a78826104ecc1e6061c.pdf

Кстати 2400 часов это всего лишь 100 дней, как-то не очень впечатлило.

Это для прототипа
В США сделали центрифугу которая раскручивает неболшую ракету и запускает со скоростью 5М -вот такая штука могла бы с луны баки с водой швырять ж-))).Хотя аргон тоже не плохо его много и в земной атмосфере и в марсианской.В ЕКА делают спутник способный летать на очень низкой орбите и питать ЭРД за счет воздуха.Возможно в будущем можно запустить подобный спутник по сбору аргона.И тогда вообще с земли топливо возить не надо...

[Старый]

Предлагаю изменить название станции чтобы более соответствовало её текущей концепции: ПОлярная РОссийская Станция Ядерная. 
Сокращённо - ПОРОСЯ.

[german_kmw]

Однако же движок на водороде выглядит куда привлекательнее чем на ксеноне, воды кругом полно на астероидах и на Луне. Доставка водорода с Луны должна быть в перспективе очень дешёвой. Парочку-тройку таких движков было бы здорово иметь.
Страницы 15-16 тут: https://www.rosatom.ru/upload/iblock/bf1/bf1c689a3a2e6a78826104ecc1e6061c.pdf

Кстати 2400 часов это всего лишь 100 дней, как-то не очень впечатлило.

Это для прототипа
В США сделали центрифугу которая раскручивает неболшую ракету и запускает со скоростью 5М -вот такая штука могла бы с луны баки с водой швырять ж-))).Хотя аргон тоже не плохо его много и в земной атмосфере и в марсианской.В ЕКА делают спутник способный летать на очень низкой орбите и питать ЭРД за счет воздуха.Возможно в будущем можно запустить подобный спутник по сбору аргона.И тогда вообще с земли топливо возить не надо...

Рельсовой катапультой с Луны можно стрелять, с астероидов так и требушетом только вместо противовеса - механическая пружина), тогда это уже  что-то типа римского онагра или скорпиона, с цифровой системой прицеливания и расчета траектории и по гомановской трактори ловить сетями. Либо использовать артиллерийскую систему, а не реактивную - ледышка выдержит перегрузки  в 50-100 g  при выстреле.
 Можно отправлять запас ледышек заранее например в точки лагранжа орбиты Юпитера или Сатурна, создавать запас до прилёта корабля. Когда тот прилетит соберет и заправится.  Чтобы не испарялись и не сублимировались покрывать плёнкой из полимеров или например пылью добытой на астероиде. 
 Комос по-сути пустой, там мало что происходит и кусок льда может летать десятилетиями на одной и той же орбите если её правильно рассчитать.

[SONY]

Фраза указывала на вашу ошибку и означала: чем выше КПД, тем меньше системы теплосброса.

В атмосфере (или, тем более, в воде) - да. Но в вакууме, где сброс только излучением, есть оптимальный КПД, и он весьма низкий, в пределах 10%.

У реального ХИ есть верхняя и нижняя температура

Безусловно, реальный ХИ горячее со стороны подвода теплоносителя и холоднее - со стороны его выхода.

Поэтому в реальности 38 м^2, о которых я говорил выше, являются завышенной оценкой. Реальный радиатор ещё меньше.

И ещё, проектируемый ТЭМ имеет другие хар-ки.

ТЭМ, согласно ТЗ, имеет электрическую мощность 480+/-20 кВт. По последним официальным заявлениям, более точное число - 470 кВт. Электрическая мощность - это единственная характеристика ТЭМ, которую я использовал в своих расчётах. О каких именно "другие хар-ки" вы говорите?..

[SONY]

Однако же движок на водороде выглядит куда привлекательнее чем на ксеноне, воды кругом полно на астероидах и на Луне. Доставка водорода с Луны должна быть в перспективе очень дешёвой.

Есть только "маленькая" проблема длительного хранения больших количеств водорода...

[ядерная лапка]

Есть только "маленькая" проблема длительного хранения больших количеств водорода...

С импульсом в 100км\с ему много водорода не надо можно хранить сжатый до 750атм в обычном баллоне.А можно как воду ведь на борту есть энергия для электролиза так что когда двигатель не включен установка может производить водород.Правда там масса кислорода большая.Но в случае пилотируемого полета (Угу мечты, мечты) кислород пригодится для дыхания да  и баки с водой могут стать защитой от гамма-лучей