Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Буцетам]

Почему именно гелий?

1. Потому, что гелий, в отличие от водорода - одноатомный газ.
2. Потому, что в высокотемпературных газовых ядерных реакторах именно он используется.

Да? А пары металлов, по вашему, многоатомные? А других инертных газов кроме гелия нет? К слову, и у неона и у аргона такой же показатель адиабаты, а вот плотность выше, утечки наоборот будут ниже

[Streamflow]

А у меня все 100% потока идут на турбину.

Это у меня, насколько я помню, 160 % потока идёт на турбину. Так что меряться потоками со мной бесполезно.

[Streamflow]

Кроме того, вы подаёте в сопло поток высокого давления, а я низкого. Но это уже второй вопрос, влияет в меньшей мере...

Чем выше давление на входе в сопло, тем, при прочих равных условиях, выше удельный импульс двигателя.

[telekast]

а после реактора поток поделить на две части: бОльшую в турбогенератор для выработки электричества, а меньшую в электросопло-нагреватель/ЭРД откуда его выбрасывать в космос. Получаем тот же абсолютно результат, но за меньшую массу, габарит, сложность и цену. Массовый расход через сопло должен быть равен массе впрыска из бака жидкого водорода.

1. А куда пойдёт поток после турбогенератора?
2. Если мы подаём часть потока в сопло сразу после реактора, то у этой части потока высокое давление. Значит мы недоиспользуем энергию полезным образом (не расширяем эту часть в турбине и не получаем электроэнергию).

Вот моя критика одноконтурного цикла

1) поток после турбогенератора пойдет на вход компрессора. В него будет впрыснута в любом подходящем сечении холодная масса рабочего тела из криогенного бака. Масса РТ впрыснутая численно равна массе РТ отправленной в сопло. Таким образом масса и температура потока на входе в компрессор будут приведены к требуемым значениям;
2) Если мы сначала всю массу РТ срабатываем в турбине прлучая электричество, а потом часть отработанной отправляем в элетросопло-нагреватель, то мы имеем для этой массы потери на преобразование температура-электричество-температура. Если мы отправляем чпсть потока в сопло сразу после реактора, то мы эти потери исключаем;
Критика не выдерживает критики. )))

[Streamflow]

Почему именно гелий?

1. Потому, что гелий, в отличие от водорода - одноатомный газ.
2. Потому, что в высокотемпературных газовых ядерных реакторах именно он используется.

Да? А пары металлов, по вашему, многоатомные? А других инертных газов кроме гелия нет? К слову, и у неона и у аргона такой же показатель адиабаты, а вот плотность выше, утечки наоборот будут ниже

В работающих высокотемпературных газовых реакторах не использовались ни пары металлов, ни более тяжелые инертные газы. А открывать НИР ещё и на эту тему я не пожелал. Да и неона, аргона, криптона для моих планов тогда, пожалуй бы, не хватило.

[telekast]

Могу выразиться по-другому: я с того же расхода водорода, поданного на вход в цикл, сниму вдвое больше электроэнергии. Значит я его в итоге сильнее перегрею чем вы. И УИ будет выше.

Нет.
Вы сначала отнимите у всей массы потока, в тч и той, что пойдет потом перегреваться в сопле, температуру, преобразуете ее в электричество с некоторым КПД, те часть тепла вы потеряете безвозвратно. Потом вы отберете половину, или другую часть потока и станете ее снова греть в сопле и тоже с некоторым кпд, те потерями электроэнергии на преобразовании в тепло. Ну и считайте.

[Streamflow]

1) поток после турбогенератора пойдет на вход компрессора. В него будет впрыснута в любом подходящем сечении холодная масса рабочего тела из криогенного бака.

"Впрыскивать" криогенное рабочее тело куда-либо - это варварство

[telekast]

1) поток после турбогенератора пойдет на вход компрессора. В него будет впрыснута в любом подходящем сечении холодная масса рабочего тела из криогенного бака.

"Впрыскивать" криогенное рабочее тело куда-либо - это варварство

С чего бы?
Изначально задача была в том числе избавиться от радиаторов и теплообменников. Нафига в теплобменнике греть криогенное рт, чтобы охладить газ на входе в компрессор?
Можно просто смешать оба этих потока без посредников. Теплоемкость и фазовый переход сделают все сами.)))

[Streamflow]

Решаться должна поставленная задача - достичь максимально возможного удельного импульса твердофазного ЯРД с электрическим форсированием при заданных ограничениях, а не куча задач "в том числе".

[telekast]

Решаться должна поставленная задача - достичь максимально возможного удельного импульса твердофазного ЯРД с электрическим форсированием при заданных ограничениях, а не куча задач "в том числе".

Решайте, какие вопросы.
А я "решал"(гипотетически) свою "в том числе" применительно к теме ветки.
Хотите максимальный уи? Это давно известно: яр+турбогенератор+ЭРД.

[Streamflow]

Решаться должна поставленная задача - достичь максимально возможного удельного импульса твердофазного ЯРД с электрическим форсированием при заданных ограничениях, а не куча задач "в том числе".

Решайте, какие вопросы.
А я "решал"(гипотетически) свою "в том числе" применительно к теме ветки.
Хотите максимальный уи? Это давно известно: яр+турбогенератор+ЭРД.

Это совсем другая задача, с малой тягой и сбросом большей части тепла через излучение. А исходная = с твердофазным тепловым ЯРДом и его электрическим форсированием, тут всё тепло (за исключением малых потерь) переходит в энергию реактивной струи, и тяга - большая.

И такой удельный импульс в рамках этой задачи, как в моей схеме, не сможет получить никто.

[Буцетам]

Кроме того, вы подаёте в сопло поток высокого давления, а я низкого. Но это уже второй вопрос, влияет в меньшей мере...

Чем выше давление на входе в сопло, тем, при прочих равных условиях, выше удельный импульс двигателя.

Нет, не выше. Для вакуумного сопла большого ресширения на водороде, разница будет незначительна. Вы будете подавать в сопло 30атм, я подам 3атм. Разница в УИ будет секунд 5. Зато я выработаю больше электроэнергии, нагрею поток сильней и перекрою разниицу УИ в плюс, у меня УИ будет выше.

2) Если мы сначала всю массу РТ срабатываем в турбине прлучая электричество, а потом часть отработанной отправляем в элетросопло-нагреватель, то мы имеем для этой массы потери на преобразование температура-электричество-температура. Если мы отправляем чпсть потока в сопло сразу после реактора, то мы эти потери исключаем;
Критика не выдерживает критики. )))

Да вы даже не поняли о чём я написал
У меня, после компрессора, весь поток (при 30атм) идёт в реактор, нагревается. Потом весь поток расширяется, да. Но после этого, поток идёт не в сопло. А опять в реактор! В отдельную секцию низкого давления. Где он нагревается при низком давлении (3атм) БЕЗ СЖАТИЯ, и уже в таком виде (нагретый и при низком давлении) идёт в сопло.
Преимушества? Я не сжимаю компрессором поток перед соплом, а вы сжимаете. Я расширя весь поток после реактора, а вы только 50%. В итоге я и энергию на сжатие не потратил, и с турбины снял больше электричества. Всё это идёт на перегрев, у меня перегрев в сопле больше чем у вас, и УИ выше

[Буцетам]

И такой удельный импульс в рамках этой задачи, как в моей схеме, не сможет получить никто.

Неправда! Ваш одноконтурный цикл проще моего и легче. Но УИ будет ниже. С тем что вы экономите массу оборудования, я не спорю. Увеличиваете массу ПН за счёт оборудования, это да.
Может даже в итоге ваш цикл, при низких dV даст ПН выше чем мой, надо считать. Но УИ, у меня УИ будет выше!
А впрыск отличная идея. Теплу деться некуда, и будет 100%-я эффективность теплообмена при компактных размерах и малой массе. Но впрыск увеличивает массовый расход, это проблема для энергобаланса. И впрыск не позволяет производить выработку электроэнергии в отдельном контуре с другим рабочим телом, т.к. после впрыска тела перемешаются

[telekast]

Кроме того, вы подаёте в сопло поток высокого давления, а я низкого. Но это уже второй вопрос, влияет в меньшей мере...

Чем выше давление на входе в сопло, тем, при прочих равных условиях, выше удельный импульс двигателя.

Нет, не выше. Для вакуумного сопла большого ресширения на водороде, разница будет незначительна. Вы будете подавать в сопло 30атм, я подам 3атм. Разница в УИ будет секунд 5. Зато я выработаю больше электроэнергии, нагрею поток сильней и перекрою разниицу УИ в плюс, у меня УИ будет выше.

2) Если мы сначала всю массу РТ срабатываем в турбине прлучая электричество, а потом часть отработанной отправляем в элетросопло-нагреватель, то мы имеем для этой массы потери на преобразование температура-электричество-температура. Если мы отправляем чпсть потока в сопло сразу после реактора, то мы эти потери исключаем;
Критика не выдерживает критики. )))

Да вы даже не поняли о чём я написал
У меня, после компрессора, весь поток (при 30атм) идёт в реактор, нагревается. Потом весь поток расширяется, да. Но после этого, поток идёт не в сопло. А опять в реактор! В отдельную секцию низкого давления. Где он нагревается при низком давлении (3атм) БЕЗ СЖАТИЯ, и уже в таком виде (нагретый и при низком давлении) идёт в сопло.
Преимушества? Я не сжимаю компрессором поток перед соплом, а вы сжимаете. Я расширя весь поток после реактора, а вы только 50%. В итоге я и энергию на сжатие не потратил, и с турбины снял больше электричества. Всё это идёт на перегрев, у меня перегрев в сопле больше чем у вас, и УИ выше

Это вы не поняли. Рассматривать нудно в равных +/- условиях. Ну, да ладно. При равной тепловой мощности реактора вы проиграете. Потому что половину вы отрежете на нагрев отработанного газа. Те на нагрев перед турбиной вы можете задействовать лишь половину тепла реактора. Отсюда, температура всего потока на выходе из реактора упадет и электричества вы выработаете меньше. Мухлеж не прокатит!
Вы никогда не задумывались, а для чего, собсно, газ сжимают в компрессоре? Ведь так классно было бы не тратить на это драгоценную мощность(в трд до 90% порою). А есть такая штука, называется коэффициент возврата работы. Это показывает, сколько работы потраченных в такте сжатия, вернется в цикл в такте расширения. Наилучший результат получается при подогреве после сдатия и равентстве расходов(см.Бехли Реактивный привод несущего винта вертолета). Так что так себе у вас аргументация.
Имху

[blik]

И такой удельный импульс в рамках этой задачи, как в моей схеме, не сможет получить никто.

Неправда! Ваш одноконтурный цикл проще моего и легче. Но УИ будет ниже. С тем что вы экономите массу оборудования, я не спорю. Увеличиваете массу ПН за счёт оборудования, это да.
Может даже в итоге ваш цикл, при низких dV даст ПН выше чем мой, надо считать. Но УИ, у меня УИ будет выше!
А впрыск отличная идея. Теплу деться некуда, и будет 100%-я эффективность теплообмена при компактных размерах и малой массе. Но впрыск увеличивает массовый расход, это проблема для энергобаланса. И впрыск не позволяет производить выработку электроэнергии в отдельном контуре с другим рабочим телом, т.к. после впрыска тела перемешаются

Вы прикидывали, какая должна быть удельная масса генератора и системы донагрева на единицу расхода.
Не приведет ли эта масса к тому, что двигатель перейдет в класс малой тяги, что уменьшит эффективность чуды значительно ниже обычного РД 0410?

[Старый]

всё тепло (за исключением малых потерь) переходит в энергию реактивной струи, и тяга - большая.

И такой удельный импульс в рамках этой задачи, как в моей схеме, не сможет получить никто.

К.п.д. 146%?

[Старый]

Вы никогда не задумывались, а для чего, собсно, газ сжимают в компрессоре?

Спрашивать такое у гениальных изобретателей это удар ниже пояса! 

[telekast]

А впрыск отличная идея. Теплу деться некуда, и будет 100%-я эффективность теплообмена при компактных размерах и малой массе. Но впрыск увеличивает массовый расход, это проблема для энергобаланса

Нет увеличения массового расхода при впрыске. Впрыскивается ровно столько рт, сколье рт направляется в сопло. Если в сопло, например, отправили 50% массы потока пришедшего в начале цикла на вход компрессора, то в возвращающийся из выхлопа в компрессор "похудевший" на 50% поток впрыскивается из бака те же 50% и на входе в компрессор получаем те же 100% массы потока. Массовые расходы постоянны в любом сечении тракта.
Имху

[blik]

И такой удельный импульс в рамках этой задачи, как в моей схеме, не сможет получить никто.

Неправда! Ваш одноконтурный цикл проще моего и легче. Но УИ будет ниже. С тем что вы экономите массу оборудования, я не спорю. Увеличиваете массу ПН за счёт оборудования, это да.
Может даже в итоге ваш цикл, при низких dV даст ПН выше чем мой, надо считать. Но УИ, у меня УИ будет выше!
А впрыск отличная идея. Теплу деться некуда, и будет 100%-я эффективность теплообмена при компактных размерах и малой массе. Но впрыск увеличивает массовый расход, это проблема для энергобаланса. И впрыск не позволяет производить выработку электроэнергии в отдельном контуре с другим рабочим телом, т.к. после впрыска тела перемешаются

Вы прикидывали, какая должна быть удельная масса генератора и системы донагрева на единицу расхода.
Не приведет ли эта масса к тому, что двигатель перейдет в класс малой тяги, что уменьшит эффективность чуды значительно ниже обычного РД 0410?

Смотрим
турбомаш в Зевсе порядка 2кг/квт
донагрев СПД/Васимр 1 кг/квт

Мощность РД 0410 - 200Мвт
значит для системы донагрева понадобится масса порядка 600 тонн

Вот такая чуда никуда не полетит.

[Streamflow]

И такой удельный импульс в рамках этой задачи, как в моей схеме, не сможет получить никто.

Неправда! Ваш одноконтурный цикл проще моего и легче. Но УИ будет ниже. С тем что вы экономите массу оборудования, я не спорю. Увеличиваете массу ПН за счёт оборудования, это да.
Может даже в итоге ваш цикл, при низких dV даст ПН выше чем мой, надо считать. Но УИ, у меня УИ будет выше!
А впрыск отличная идея. Теплу деться некуда, и будет 100%-я эффективность теплообмена при компактных размерах и малой массе. Но впрыск увеличивает массовый расход, это проблема для энергобаланса. И впрыск не позволяет производить выработку электроэнергии в отдельном контуре с другим рабочим телом, т.к. после впрыска тела перемешаются

1. Я ориентировался на давления в активной зоне реактора ЯРД, как минимум, не меньше 10 МПа, чтобы иметь достаточно мощный и компактный двигатель, а не огромные конструкции с длиной сопла в десятки метров.
2. Давление в обеих секциях активной зоны реактора должно быть одинаково, иначе там потребуются массивные несущие конструкции в мощных потоках нейтроной, которые, к тому же, будут их поглощать. Поэтому там будет не нормальный реактор, а черт знает что.
3. Деление активной зоны высокотемпературного реактора на две секции и польза от этого известны давно. Кажется, я это прочитал в книге Бассарда и Делауэра. Центральная горячая цилиндрическая секция является подкритической, а вокруг кольцом располагается более холодная секция, из нее вылетают нейтроны к центру активной зоны и подпитывают центральную секцию. То есть это эффективно с чисто "ядерной" точки зрения.

Продолжение следует.