Просьба о помщи. Универсальная двигательная сборка.

[Fakir]

hcube

Касательно нейтронной активации конструкции - а как же тогда ИТЕР будет работать?  

Радиационно-напряженные элементы конструкции по возможности сделают из неактивирующихся и слабоактивирующихся материалов. После демонтажа всё, что активировалось - захоронят.

[falanger]

Просьба ко всем товарищам, особенно к тем кто неплохо разбирается в теме ТЯ. Нельзя ли набросадь прикидочную схему-иллюстрация ТЯРД на "пробкотроне"? А то нужно очень....

И есть следующие вопросы:
а) как снять энергию с ТОКАМАКА где горить D+He3?
б) как с нять энергию с ТЯРД на "пробкотроне" где горить  D+He3?
Ну и кокнретно указать что как и откуда снимается.  
Буду очень благодарен за это.

[Татарин]

ВТСП сдохнут в момент. Просто сразу.

Ну если ВТСП - то вероятно, сдохнут. Хотя наверняка не знаю. А вот что-нибудь "гелиевое" - пожалуй, что и поживёт.

Разве что гелиевое (даже не "водородное")...

[Татарин]

Ладно, а если гнать дейтерий прямо через керамику? Дейтерию-то поглощение нейтронов только на пользу, нет? ;-)

Касательно нейтронной активации конструкции - а как же тогда ИТЕР будет работать? ;-)

И я бы обычный H2 вообще наборт не брал ;-) Дейтерий точно так же сгорает как и H2, а массовый импульс даже побольше будет. Ну, или можно унифицировать баки под H2 и De2. Чтобы можно было ЖРД и тем и тем питать.

Через керамику - ВТСП что ли? да не выживут они в таких условиях. По крайней мере, известные нынешние.

Тяжело ему будет, ИТЭРу. Но там, вообще-то, гелиевые СП сидят под бланкетом, основной поток в бланкете оседает.

Удельный импульс падает (да десять с фигом процентов), а стоимость топлива ЖРД - растет. Нафига козе рояль?

[hcube]

Так у нас ЖРД есть сугубо промежуточный этап, когда ГПВРД уже не может, а ТЯРД еще не может (кстати, я несколько погорячился с оценкой минимальной высоты запуска - грубо говоря, она зависит от давления торможения струи, а та от тяги. Если у нас есть ТЯРД с тягой допустим 1м/с2, а площадь дюз составляет 1 м2, при весе корпуса 100 тонн - то давление торможения - 1 атмосфера. Если брать с запасом - то 0.5-0.3, но уже никак не 0.001 ;-)), т.е. задача ЖРД - это выйти на горку для запуска ТЯРД и набрать вертикальную. скорость достаточную для того чтобы успеть это сделать.

.. мда, с тяговооруженностью сильно меньше 1 довольно сложно такую скорость набрать ;-)). То есть можно смело записать в уставе АКС - если у тебя тяга меньше 0.5 - ты труп ж-).

[falanger]

Нда. Значит как только АКИ взлетел ему надо или летать в атмосфере или сразу уходить на орбиту. Как вариант - самолёт-заправщик.

[falanger]

Товарищий! Не могли бы вы сдалеть набросок схемы ЖРД-ТЯРД?
Если уж разговор стал стихать....
Уже и так ясно что все 4 типа двигателей в один блок не вобьёш. Но если уж можно то надо обьединять ЖРД-ТЯРД. Всяко лучше чем отдельно ЖРД а отдельно ТЯРД.

[X]

Товарищий! Не могли бы вы сдалеть набросок схемы ЖРД-ТЯРД?
Если уж разговор стал стихать....
Уже и так ясно что все 4 типа двигателей в один блок не вобьёш. Но если уж можно то надо обьединять ЖРД-ТЯРД. Всяко лучше чем отдельно ЖРД а отдельно ТЯРД.

Нельзя их совместить. СОВСЕМ нельзя. ВСЕ разное - от топлива до сопла, ни один элемент нельзя использовать совместно. Ну, разве что крепления...

[hcube]

Ну почему... КС одна и та же может быть, охлаждение КС - опять же одно и тоже, ТНА... общая форма более-менее совпадает.

Другое дело, что отдельный ТЯРД и отдельный ЖРД могут быть лучше чем такая сборка, вплоть до того, что обладать в сумме меньшей массой чем гибридная конструкция.

[X]

Ну почему... КС одна и та же может быть, охлаждение КС - опять же одно и тоже, ТНА... общая форма более-менее совпадает.

Другое дело, что отдельный ТЯРД и отдельный ЖРД могут быть лучше чем такая сборка, вплоть до того, что обладать в сумме меньшей массой чем гибридная конструкция.

Камера сгорания одна и та же?! Эт каким же боком? Да ладно, не забираясь в глубь - хотя бы форма и размеры - как они могут совпадать?
Откуда и зачем в термоядерном движке ТНА? Да еще и масштаба ЖРД?!

Не. Таки совсем все разное.

[falanger]

Другое дело, что отдельный ТЯРД и отдельный ЖРД могут быть лучше чем такая сборка, вплоть до того, что обладать в сумме меньшей массой чем гибридная конструкция.

Понятно ме с массой. Аыше сложность системы.
А вот занимаемые объёмы? А то ведьл в 50 тонную машину утрамбовать 4 типа двигателей... Тут не только вес, тут и занимаемый обьём важен.
А то еще банально не поместятся. Ну и учитывая что машину нужно на 60-70% взлётного веса залить топливом....
Сложно сделать одноступенчатый АКС-АКИ.

Прикинем распределение массы в консрукции АКИ массой в 50 тон.
2 х ТРД (2 х 4 тонны) = 8 тон на 2 водородных ТРД. В конструкции композиты, керамика, титан и прочее. Активное охлаждение лопаток водородом. Регулируемый угол поворота лопаток к потоку и прочие фенечки.
2 х ГПВРД (2 х 1 тонна) = 2 тонны на 2 водородных ГПВРД. Как было сказано ранее они могут быть просто трубами с соплами. И легкие. так что для перестраховки каждому припишем по тонне веса.
1 х ЖРД тягой в 50 тон (1 х 1 тонна) - 1 тонна. Выше было сказано что водород-кислородный ЖРД тягой в 50 тон примерно столько и весит.
2 х ТЯРД ( 2 х ? тон) я пока не могу прикинуть сколько будет весить 2 малоразмерных ТЯРД с обмотками на 10-12 Тл на цикле D+He3.
Топливо - 35 тон. Тут и водород-кислород для химических двигателей и топливо для ТЯРД.
Бак с попливом + криосистемы (где то слышал что это 15% веса системы) - чуть округлим и посчитаем в 8 тон.  
В общем вывод - НЕ ВЛЕЗЕТ в 50 тон.   :?
А теперь вопрос. Что и как ужать чтобы утрамбовать всё в АКИ массой в 50 тон? А то построить АКИ размером с Ту-160 не особая проблема - проблема утрамбовать всё это в АКИ массой 50 тон.
Буду рад любым замечаниям и предложениям.  

[X]

Выкинуть  всю эту связку нафиг.

Зачем вообще нужна возня с химическим топливом, если на борту уже есть ядерный источник энергии?
Выкинуть ТРД, ЖРД и ГПВРД нафиг. 90% топлива - туда же. Туда же весь окислитель: нафиг его.

Оставить: ТЯР как источник энергии с прямой СВЧ-конверсией, нейтроны - нафиг.

Вместо всех атмосферных двигателей - 2 плазменных, на МГД-принципе с возможностью в вакууме герметично прикрыть заслонки и использовать бортовой запас рабочего тела. Забить на водород большой болт: он слишком нежен, долго не хранится и плотность малая. Рабочее тело - вода. Дешево, примитивно, надежно, сердито и никакой криогеники.

Да, от этого падает удельный импульс. Забить на удельный импульс два больших болта (вспомним, в исходном варианте вообще ЖРД были и туева хуча лишней массы на топливо). Тысяч этак пять секунд будет? Будет. Ну и порядок. Все равно не на Плутон лететь, то есть предельный УИ сам по себе нафиг не нужен. Куда ценнее для быстрых перемещений около Земли большая тяга, а тонной топлива больше... тонной ли меньше - не так важно.
Что толку с УИ в 50000, если при этом такая тяга, что 10км/с нужно сутки набирать?

Отсюда еще три болта. Их нужно забить на ТЯРД. Не нужно усложнять систему выводом плазмы, нафиг не нужно. Преимущества высокого импульса просто не реализуются на заданных расстояниях и возможных мощностях.

Получается скромная, компактная, применимая на всех высотах, в широком диапазоне тяг и УИ связка: ТЯР + плазменные двигатели.

Итого, имея лимит массы в 50 тонн:
плазменные двигатели:
2 х МГД с малым УИ, большой тяги, применимых в атмосфере в прямоточном режиме. Развивают при атмосферном давлении тягу до 50 тонн, потребляемая мощность - до 310МВт каждый. Предельный УИ при работе на бортовой воде - 1500с (с соответствующим падением тяги до 5 тонн). Масса - по полторы тонны каждый. 3 тонны.
1 х высокоимпульсный вакуумный малой тяги, магнитное удержание, ПЦР-нагрев водородной компоненты, магнитное сопло с системой минимизации ЭМ-эмиссии. Тяга до 100кг Предельный УИ - 9000с. Масса - две тонны.
1 х ТЯР, гелий-дейтериевый цикл, биозащита/охлаждение - графит-декаборан, развитые радиаторы по поверхности КА, возможность отвода пиковой тепловой мощности в рабочее тело (в том числе - ради снижения ИК-заметности). НТСП магнитная система на бориде магния (изотопически чистые бор-10, магний-24), охлаждение - жидкий гелий. Прямое преобразование на циклотронном резонансе, мощность - 650МВт(эл). Масса вместе с биозащитой - 18 тонн.

Запас рабочего тела - до 15 тонн. С подвесными невозвращаемыми баками - до 32 тонн.

Итого - 38 тонн.

12 тонн на СЖО, человека, БРЭО и встроенное вооружение.

Высокая тяговооруженность позволяет брать до 35 невозвращаемых в атмосферу тонн дополнительно, в унифицированном внешнем контейнере.

[Bell]

Выкинуть  всю эту связку нафиг.

Зачем вообще нужна возня с химическим топливом, если на борту уже есть ядерный источник энергии?
Выкинуть ТРД, ЖРД и ГПВРД нафиг. 90% топлива - туда же. Туда же весь окислитель: нафиг его.

Оставить: ТЯР как источник энергии с прямой СВЧ-конверсией, нейтроны - нафиг.

Вместо всех атмосферных двигателей - 2 плазменных, на МГД-принципе с возможностью в вакууме герметично прикрыть заслонки и использовать бортовой запас рабочего тела. Забить на водород большой болт: он слишком нежен, долго не хранится и плотность малая. Рабочее тело - вода. Дешево, примитивно, надежно, сердито и никакой криогеники.

Да, от этого падает удельный импульс. Забить на удельный импульс два больших болта (вспомним, в исходном варианте вообще ЖРД были и туева хуча лишней массы на топливо). Тысяч этак пять секунд будет? Будет. Ну и порядок. Все равно не на Плутон лететь, то есть предельный УИ сам по себе нафиг не нужен. Куда ценнее для быстрых перемещений около Земли большая тяга, а тонной топлива больше... тонной ли меньше - не так важно.
Что толку с УИ в 50000, если при этом такая тяга, что 10км/с нужно сутки набирать?

Отсюда еще три болта. Их нужно забить на ТЯРД. Не нужно усложнять систему выводом плазмы, нафиг не нужно. Преимущества высокого импульса просто не реализуются на заданных расстояниях и возможных мощностях.

Класс! [долгие, несмолкающие апплодисменты]  :lol:
Все оставшиеся болты забить на все остальное, ничего нафиг не писать, никуда нафиг не летать, лечь и помереть!

[Bell]

Получается скромная, компактная, применимая на всех высотах, в широком диапазоне тяг и УИ связка: ТЯР + плазменные двигатели.

Итого, имея лимит массы в 50 тонн:
плазменные двигатели:
2 х МГД с малым УИ, большой тяги, применимых в атмосфере в прямоточном режиме. Развивают при атмосферном давлении тягу до 50 тонн, потребляемая мощность - до 310МВт каждый. Предельный УИ при работе на бортовой воде - 1500с (с соответствующим падением тяги до 5 тонн). Масса - по полторы тонны каждый. 3 тонны.
1 х высокоимпульсный вакуумный малой тяги, магнитное удержание, ПЦР-нагрев водородной компоненты, магнитное сопло с системой минимизации ЭМ-эмиссии. Тяга до 100кг Предельный УИ - 9000с. Масса - две тонны.
1 х ТЯР, гелий-дейтериевый цикл, биозащита/охлаждение - графит-декаборан, развитые радиаторы по поверхности КА, возможность отвода пиковой тепловой мощности в рабочее тело (в том числе - ради снижения ИК-заметности). НТСП магнитная система на бориде магния (изотопически чистые бор-10, магний-24), охлаждение - жидкий гелий. Прямое преобразование на циклотронном резонансе, мощность - 650МВт(эл). Масса вместе с биозащитой - 18 тонн.

Запас рабочего тела - до 15 тонн. С подвесными невозвращаемыми баками - до 32 тонн.

Итого - 38 тонн.

12 тонн на СЖО, человека, БРЭО и встроенное вооружение.

Высокая тяговооруженность позволяет брать до 35 невозвращаемых в атмосферу тонн дополнительно, в унифицированном внешнем контейнере.

Ух, черт! Блеск!  :shock:
Вот прям так и оставить, ничего не менять!

[falanger]

Спасибо, тов Татарин. Так и сделаю.  
Вот и есть АКИ....

[hcube]

Ага, теперь осталось только придумать цикл преобразования в электричество и обратно, чтобы он занимал не более тоння на гигаватт ;-).

Я ж говорю - ничего лучше инжектирования в плотный поток ЗАТОРМОЖЕННОЙ термоядерной плазмы ионником РАЗОГНАННЫХ ионов не придумать. Это типа автотрансформатора - часть импульса получаем напрямую, а часть - за счет торможения того что напрямую ;-). В то время как Татарин предлагает сначала ВСЕ затормозить (грубо говоря ;-), а потом ВСЕ разогнать. КПД как ионника, так и термоэлектрических устройств не ахти, хорошо если 50% наберется... плюс еще вес. Я уж молчу о том, что если у нас нет увода энергии из реактора излучаемым He4 и протонами, то ее как-то надо по другому отводить... опять радиаторы... ммм... большие.

[X]

Ага, теперь осталось только придумать цикл преобразования в электричество и обратно, чтобы он занимал не более тоння на гигаватт ;-).

Я ж говорю - ничего лучше инжектирования в плотный поток ЗАТОРМОЖЕННОЙ термоядерной плазмы ионником РАЗОГНАННЫХ ионов не придумать. Это типа автотрансформатора - часть импульса получаем напрямую, а часть - за счет торможения того что напрямую ;-). В то время как Татарин предлагает сначала ВСЕ затормозить (грубо говоря ;-), а потом ВСЕ разогнать. КПД как ионника, так и термоэлектрических устройств не ахти, хорошо если 50% наберется... плюс еще вес. Я уж молчу о том, что если у нас нет увода энергии из реактора излучаемым He4 и протонами, то ее как-то надо по другому отводить... опять радиаторы... ммм... большие.

Вишь ли... Во всей конструкции есть одно фантастическое место - реактор на гелий-дейтерии. Никто его пока не видел.
Но воображение, если поставить ему задачу исходя из нынешних знаний и размеров нынешних машин сэкстраполировать в ту сторону, рисует страшные картины...
В лучшем случае мне видится маленький, компактненький такой реактор без биозащиты тонн этак на сотню массой и мощностью этак в сотню мегаватт. То есть, нечто такое, что никак не укладывается в изначальную постановку задачи.
И как только мы начинаем втискивать желаемый результат в прокрустово ложе реальности, везде и все начинает скрипеть и трещать: попа с массой, попа с мощностью, тяжелые двигатели те, те и те, много топлива (причем разного - водород, окислитель, а ведь мы еще двигатели ориентации не трогали!)... если дойти до компоновки, то там не то что черт ногу сломит, там будут целые штабеля чертей с множественными переломами.

Поэтому конструкция будет трещать по швам и разваливаться от вопиющей неубедительности.

Но.
С другой стороны, достаточно нам предположить, что у нас есть такой вот компактный и мощный реактор (а эти предположения не сильно хуже любых других), то все неувязки сразу утрамбовываются в одно место. В такое место, где их и неувязками не назвать. Что? Не бывает таких мощных реакторов такой массы? А если массу увеличить вчетверо - то такие бывают? И сильно это увеличение помогло это реалистичности?
Поэтому если уж приходится допускать фантастический элемент и "врать", то лучше уж делать это в одном месте. И так, чтобы нигде более потом не пришлось.

А ионника я нигде не предлагал. Не шейте мне чужого, товарищ следователь. Про гелий-4 и протоны я и вовсе не понял, а термоэлектрическую конверсию можно использовать лишь от большой тоски: низкопотенциальное тепло крайне сложно рассеять.

(Правда вот насчет ПЦР-разогрева я погорячился. Если у нас рабочее тело - вода, то, пожалуй, будет очень глупо выкидывать кислород холодным... Ну и написать тогда - ИЦР, а кто там будет разбираться... хотя интересно было бы рассмотреть возможность выводить энергию волноводами и сразу же использовать ее в двигателях в виде СВЧ, без полного преобразования в ток постоянный или низкой частоты)

[hcube]

Хмм... а вот по поводу последнего пункта поподробнее... ;-))

Вообще, если даже у нас конструкция фантастическая, то все равно ее надо стараться оптимизировать. Ибо результат этой оптимизации может быть применен в менее фантастическом реакторно-двигательном блоке уже для реальных применений ;-).

Вообще, если удастся решить вопрос увода СВЧ от реактора, то это значит, что у нас готов ТРД двигатель без топлива - с нагревом рабочего тела 'термоядерным' СВЧ. На крайняк може сделать некий радиатор в потоке, эффективно поглощающий оное СВЧ и греющий рабочее тело.

Это для классического ТРД, который 0-2М примерно. ГПВРД... ммм... не знаю, боюсь, там такое решение не покатит, надо сжигать водород. Или, как вариант, вообще ГПВРД не использовать, а сразу переходить на ионный двигатель с нагревом заранее припасенного рабочего тела.

Еще есть та проблема, что на быстрых режимах полета вкачиваемая в рабочее тело мощность должна расти примерно пропорционально скорости, а время контакта этого же рабочего тела с радиаторами или излучением наоборот падает пропорционально той же скорости.

[Татарин]

Хмм... а вот по поводу последнего пункта поподробнее... ;-))

Вообще, если даже у нас конструкция фантастическая, то все равно ее надо стараться оптимизировать. Ибо результат этой оптимизации может быть применен в менее фантастическом реакторно-двигательном блоке уже для реальных применений ;-).

"Свежесть бывает одна - первая, она же последняя" (С)
Либо "фантастический" (хотя и "менее") либо "для реальных применений".
Хотя пофантазировать на тему... отчего бы нет.

Вообще, если удастся решить вопрос увода СВЧ от реактора, то это значит, что у нас готов ТРД двигатель без топлива - с нагревом рабочего тела 'термоядерным' СВЧ. На крайняк може сделать некий радиатор в потоке, эффективно поглощающий оное СВЧ и греющий рабочее тело.

Я не понимаю, зачем вообще возиться с теплом, когда есть энергия высокого качества?
СВЧ-ионизация, разгон - постоянным током.

Это для классического ТРД, который 0-2М примерно. ГПВРД... ммм... не знаю, боюсь, там такое решение не покатит, надо сжигать водород. Или, как вариант, вообще ГПВРД не использовать, а сразу переходить на ионный двигатель с нагревом заранее припасенного рабочего тела.

А почему не плазменный МГД?
Прелесть в том, что он способен работать в очень широком диапазоне давлений, скоростей и тяг, одна и та же относительно легкая и простая конструкция при сохранении приличного КПД. А если энергии в избытке... Ессно, это не мешает поставить на выходе МГД-канала сопло и утилизировать тепловую энергию плазмы и испольовать поток рабочего тела для сброса тепла от реактора.

Износ электродов можно сократить особым профилированием канала (тут должнв была быть картинка...).

Еще есть та проблема, что на быстрых режимах полета вкачиваемая в рабочее тело мощность должна расти примерно пропорционально скорости, а время контакта этого же рабочего тела с радиаторами или излучением наоборот падает пропорционально той же скорости.

Поэтому и нужен первый контур теплоносителя: разруливать потоки тепла (а в нашем реакторе его где-то 40-50% от мощности) по мере надобности.

[falanger]

А конкретено обьяснить про МГД двигатель нельзя? Это что, МГД без съёма энергии?