Электровакуумные приборы для Венеры от Lunatik-k вперед Россия.

[Lunatik-k]

Обычные электровакуумные приборы (на примере диода) состоят из анода и катода.
В многоэлектродных лампах присутствуют ещё дополнительные сетки.
Также присутствует баллон лампы поддерживающий вакуум в лампе, который может быть как стеклянным, керамическим, металлическим, комбинированным.
Для того чтобы катод начал испускать электроны его разогревают с помощью нити накала, иногда она совмещена с катодом являясь единым целым.
Нить накала электровакуумных приборов потребляет значительную энергию, что значительно снижает общий КПД электровакуумного прибора.

Окружающая среда у поверхности Венеры приближается к температуре 500°С.
Этой температуры не достаточно для нормальной работы катода.
Минимальная температура разогрева для катодов с бариевым покрытие находится в районе 600°C.
Оптимальная температура разогрева для катодов с оксид-бариевым покрытием находится в интервале от 700° до 900°.

Согласно законов физики инфракрасное излучение может фокусироваться.
Предлагаю внести изменение в конструкцию электровакуумных приборов, создаваемых для работы в окружающей среды Венеры и прочих горячих точек.

А именно, отказаться от нити накала разогревающей катод.
Вместо нити накала в конструкцию с металлической(ого) или стеклянной(ого) колбы(баллона) лампы внести фокусирующий участок инфракрасного излучения.
Который будет фокусировать инфракрасное излучение непосредственно на катоде лампы.
Этот фокусирующий участок с внешней стороны баллона(колбы) будет сам разогреваться окружающей средой Венеры.

Что позволит с помощью фокусировки инфракрасного излучения разогревать катод лампы с бариевым или оксид-бариевым покрытием до температур от 600°С до 900°С.

Данное предложение позволит создать новую линейку безнакальных электровакуумных приборов, что значительно повысит их КПД.

Все мои мысли принадлежат только России.

Разрешаю любому российскому конструкторскому бюро(институту) (предприятию), которое возьмется за разработку технологий и создание электровакуумных приборов использующих данное предложение использовать его для процветания и во славу России.

[Антикосмит]

Слишком много возни. И тем более удерживать вакуум при температуре в 500 градусов и давлении в 100 атмосфер это дорогое удовольствие. Гораздо проще разориться и сделать высокотемпературные полупроводниковые приборы, которые при этой температуре только и будут работать.

Венера покрыта облаками, там нет прямых лучей (почти) , есть только рассеянное излучение, а его не сфокусировать. Можно только тепловым насосом перекачать. Или подогреть каким-либо еще способом.

[Lunatik-k]

Слишком много возни. И тем более удерживать вакуум при температуре в 500 градусов и давлении в 100 атмосфер это дорогое удовольствие. Гораздо проще разориться и сделать высокотемпературные полупроводниковые приборы, которые при этой температуре только и будут работать.

Венера покрыта облаками, там нет прямых лучей (почти) , есть только рассеянное излучение, а его не сфокусировать. Можно только тепловым насосом перекачать. Или подогреть каким-либо еще способом.

А зачем нам держать электровакуумные приборы под давлением в 100 атмосфер, создается простой герметичный корпус с нормальным земным(можно даже меньше) давлением, в него они и помещаются.
Этот корпус помещается на внешнюю оболочку посадочного модуля.
Можно еще вместо воздуха в этот корпус сухого песочка насыпать(который засыпается в термометры сопротивления) улучшающий теплопроводность, для более быстрого разогрева ламп после посадки.
Для работы электронных ламп нам нужна только венерианская температура, но не давление.
Температуру ничем не удержать в отличии от 100 атмосферного давления.
Ищете трудности где их нет.

[mik73]

Который будет фокусировать инфракрасное излучение непосредственно на катоде лампы.

Инфракрсное излучение чего вы хотите фокусировать?

[SONY]

Вместо нити накала в конструкцию с металлической(ого) или стеклянной(ого) колбы(баллона) лампы внести фокусирующий участок инфракрасного излучения.
Который будет фокусировать инфракрасное излучение непосредственно на катоде лампы.
Этот фокусирующий участок с внешней стороны баллона(колбы) будет сам разогреваться окружающей средой Венеры.

Что позволит с помощью фокусировки инфракрасного излучения разогревать катод лампы с бариевым или оксид-бариевым покрытием до температур от 600°С до 900°С.

Данное предложение позволит создать новую линейку безнакальных электровакуумных приборов, что значительно повысит их КПД.

Данное предложение фундаментально невозможно.

А будь оно возможным, исследование Венеры было бы последним по важности его применением, т.к. оно позволяло бы создать вечный двигатель второго рода и получать энергию просто из равномерного тепла окружающего пространства.
Берём ваш вакуумный диод, в котором катод пассивной оптической системой разогревается до 900 градусов, когда вокруг температура 500 градусов, и просто подключаем его к электрической нагрузке: начинает идти ток! Ведь в вакуумных диодах при нулевом напряжении есть ненулевой ток, связанный с тепловым движением электронов - на этом термоэмиссионные преобразователи основаны.
Более того! Всё это легко переносится и в земные условия: всё вокруг вас (и вы тоже) излучает инфракрасное излучение! Да, обычные стеклянные линзы не могут его сфокусировать, т.к. стекло непрозрачно в этом (~10 мкм) диапазоне, но есть (можно купить на AliExpress) линзы из других материалов, например германия, которые такое излучение отлично фокусируют. Если бы мы могли просто сфокусировать тепловое излучение от температуры 300 К и получить 450 К (177 по Цельсию), то паровоз мог бы ехать без топки!

Разумеется, ничего подобного добиться невозможно, причём на фундаментальном уровне. Максимальная температура, получаемая при фокусировке теплового излучения, равна температуре излучателя.
Лишь если излучение имеет нетепловую природу, его фокусировкой можно достичь температур выше, чем температура излучателя. Так, например, для лазерного излучения нет фундаментальных ограничений на достигаемые в фокусе температуры. Но на Венере излучение вокруг - именно тепловое.

[Lunatik-k]

Если бы мы могли просто сфокусировать тепловое излучение от температуры 300 К и получить 450 К (177 по Цельсию), то паровоз мог бы ехать без топки!

Окружающая температура на Венере не 300°К , там она порядка 773°К.
Она приближается к температуре красного каления.
При 550°С начинается каление в видимом человеческому глазу(и даже вашему) диапазоне.

Помимо выпуклых стеклянных линз не прозрачных для ИК диапазона, не отраженное(и отраженное) излучение может фокусироваться на предметах и за счет вогнутых поверхностей.
В данном случае мы не пытаемся изменить среднюю температуру по больнице, а сфокусировать вогнутым концентратором(являющемся  излучателем энергии) на катоде.
Температура которого(катод) повысится и катод начнет излучать полученную энергию в окружающее пространство  и  тем самым поддерживать среднюю температуру по больнице.
Но локальная температура катода будет выше.

Кстати предложенная  вами схема фокусировки выпуклыми стеклянными линзами не работает только потому что данная линза не прозрачна в тепловом диапазоне, она просто нагревается, а нагревшаяся равномерно выпуклая поверхность не концентрирует излучение, а рассеивает его во все стороны(а точнее преимущественно по нормали к кривизне выпуклой поверхности) .

[Serge V Iz]

Они все пытаются объяснить, что любое изображение источника, полученное любой оптической системой, холоднее, чем сам источник. В противном случае, само это изображение становится новым источником, а бывший источник нагревается  изображением этого нового источника. ) Оптические системы обратимы.

[mik73]

Окружающая температура на Венере не 300°К , там она порядка 773°К.

В данном случае мы не пытаемся изменить среднюю температуру по больнице, а сфокусировать вогнутым концентратором(являющемся  излучателем энергии)

Я понимаю, магия цифр.
1. Возьмите и сделайте вогнутый концентратор (можно взять зеркало от спутниковой ТВ-антенны, которое и есть тот самый "концентратор", отполировав его, чтобы отражало все подряд, включая ИК - это технически несложно). Встаньте посередь комнаты и попробуйте хоть что-нибудь "сфокусировать". При отсутствии сосредоточенных (точечных в пределе) источников излучения - фокусировать окажется нечего. Рассеянное излучение - почему-то не фокусируется, такая вот беда (см раздел "геометрическая оптика" учебника физики). . Какой сосредоточенный источник ИК-излучения вы предполагаете использовать на Венере?
2. Допустим вы нашли там сосредоточенный источник температурой 800К. Как вы думаете, что у вас получается после того, как вы сфокусируете чем-нибудь на чем-нибудь излучение от него? Можете сами попробовать - зажгите у себя в комнате, скажем, свечку (температура пламени ~1000 °C  или ~1300 К.   Сфокусируйте его тем зеркалом. Вопрос: какая максимальная температура получится в фокусе зеркала? Ответ: даже в самом идеальном случае (которого не бывает) - не выше температуры исходного источника, т.е. те самые 1300 К. А на самом деле много меньше (из-за множества потерь по дороге, рассеивающих энергию в окружающее пространство прежде, чем она окажется "в фокусе").

Ровно то же самое будет для любой пассивной фокусирующей системы и для любой температуры источника.
Поэтому единственное, что можно сделать в обсуждаемом вами случае - выставить катод на улицу, пусть приобретает температуру окружающей среды за счёт теплообмена с ней. Толку будет больше, а выше температуру взять все равно оказывается негде без дополнительных источников энергии.

Не удержусь, и порекомендую прежде чем разрешать кому либо как либо использовать ваши идеи - почитать школьный учебник физики.

[SONY]

Окружающая температура на Венере не 300°К , там она порядка 773°К.

Я вам в том месте не про Венеру писал, а про Землю уже...

В данном случае мы не пытаемся изменить среднюю температуру по больнице, а сфокусировать вогнутым концентратором(являющемся  излучателем энергии) на катоде.
Температура которого(катод) повысится и катод начнет излучать полученную энергию в окружающее пространство  и  тем самым поддерживать среднюю температуру по больнице.
Но локальная температура катода будет выше.

Ещё раз:

будь оно возможным, исследование Венеры было бы последним по важности его применением, т.к. оно позволяло бы создать вечный двигатель второго рода и получать энергию просто из равномерного тепла окружающего пространства.
Берём ваш вакуумный диод, в котором катод пассивной оптической системой разогревается до 900 градусов, когда вокруг температура 500 градусов, и просто подключаем его к электрической нагрузке: начинает идти ток! Ведь в вакуумных диодах при нулевом напряжении есть ненулевой ток, связанный с тепловым движением электронов - на этом термоэмиссионные преобразователи основаны.
Более того! Всё это легко переносится и в земные условия: всё вокруг вас (и вы тоже) излучает инфракрасное излучение! Да, обычные стеклянные линзы не могут его сфокусировать, т.к. стекло непрозрачно в этом (~10 мкм) диапазоне, но есть (можно купить на AliExpress) линзы из других материалов, например германия, которые такое излучение отлично фокусируют. Если бы мы могли просто сфокусировать тепловое излучение от температуры 300 К и получить 450 К (177 по Цельсию), то паровоз мог бы ехать без топки!

Разумеется, ничего подобного добиться невозможно, причём на фундаментальном уровне. Максимальная температура, получаемая при фокусировке теплового излучения, равна температуре излучателя.

Читайте ВНИМАТЕЛЬНО.

[Юрий Темников]

Есть такая полузабытая технология:Называется пневмоника.Логические элементы-ВМ на сжатом воздухе(газе).Для её работы нужен только вентилятор.До точки Кюри Т на Венере вроде не доходит,так что электромоторы будут работать.Есть также высокотемпературные топливные элементы-как источник энергии.Ну и связь,единственный ЭВ-прибор рентгеновская трубка.Ультразвуковое "зрение.Вот вам и Венероход

[Юрий Темников]

Ну и ещё вариант:Расположить все катоды ЭВ приборов на поверхности нагреваемого шара.Лампы получаются как иглы у ежа ;аноды на внутренней поверхности внешнего шара. И все навесные элементы в промежутках между лампами около анодов.

[Антикосмит]

На Венере много углекислоты. Надо проектировать электрохимическую батарею на магнии - он горит в такой атмосфере, а значит есть некоторый шанс что получится. Существуют же воздушно-цинковые и прочие разные элементы? А еще надо в будущие версии венероходов/венеролетов заложить агрегат для получения кислорода из атмосферы Венеры - там его дохрена. Более того, лучше всего это делать на аэростате. Вроде как мы делаем первый шаги для летающих венерианских станций, в т.ч. обитаемых. а ещё можно было бы прикинуть реально ли сделать твердотопливный двигатель из компонентов венерианской атмосферы: углеродная крошка в жидком кислороде или что-то типа этого. Понимаю, сейчас скажут что это взрывчатка, но летают же ракеты ПРО в режиме горения управляемый взрыв? В общем тут пространство для фантазии.

На магнии можно построить замкнутую систему жизнеобеспечения на Венере. По шагам:

1. Добываем углерод углерод из атмосферы
2Mg + CO2 = 2MgO + C
2. Добываем воду из атмосферы
MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
3. Добываем магний и кислород электролизом расплава
2MgSO4 ⟶ 2Mg + 2SO3↑ + O2↑
(при температуре выше 600 градусов можно и из серного ангидрида выжать  кислород)
2SO3 = 2SO2 + O2
(фотохимически УФ)
3SO2 = 2SO3 + S
4. Добываем кислород и водород электролизом воды из п. 2
2H2O = 2Н2 + O2
5. Получаем метан
С + 2H2 = CH4

Солнечной энергии над облаками  грубо 2,5 кВт/м2, под ногами 500 градусов бесплатные для расплавления солей. В общем шанс есть.

Вот вам и план по преобразованию венерианской атмосферы. Основной парниковый газ там это CO2. Разлагай его на орбите с выделением кислорода и графитизированного углерода и сбрасывай все обратно на планету и в атмосферу. Графит стойкий, окисляется на воздухе при температуре выше 400 градусов. Причем охлаждать Венеру не надо до бесконечности, т.к. большая часть её атмосферы  это продукты разложения горных пород и при некой критической температуре литосфера (когда подостынет) начнет жадно поглощать углекислоту и сульфаты.

Но смысла мало - там все равно будет безжизненная и безводная пустыня с диким перепадом температур и бешенными ветрами. Венера уже безнадежно мертва. А Марс еще мертв, время его не пришло. На каждый миллиард лет Солнце увеличивает свою светимость на 10% и Марс вполне может оказаться в поясе жизни.

[SONY]

Ну и связь,единственный ЭВ-прибор рентгеновская трубка.

И каким же чудом рентгеновская трубка будет обеспечивать связь?..

[Юрий Темников]

Ну и связь,единственный ЭВ-прибор рентгеновская трубка.

И каким же чудом рентгеновская трубка будет обеспечивать связь?..

Так рентгеновский телескоп на орбите!Он же рентгеновский"прожектор.Не настаиваю,просто в пару к радио.

[Антикосмит]

Ну и связь,единственный ЭВ-прибор рентгеновская трубка.

И каким же чудом рентгеновская трубка будет обеспечивать связь?..

Так рентгеновский телескоп на орбите!Он же рентгеновский"прожектор.Не настаиваю,просто в пару к радио.

Рентген через венерианскую атмосферу не пройдет - слишком плотная.

[Антикосмит]

Вместо нити накала в конструкцию с металлической(ого) или стеклянной(ого) колбы(баллона) лампы внести фокусирующий участок инфракрасного излучения.
Который будет фокусировать инфракрасное излучение непосредственно на катоде лампы.
Этот фокусирующий участок с внешней стороны баллона(колбы) будет сам разогреваться окружающей средой Венеры.

Что позволит с помощью фокусировки инфракрасного излучения разогревать катод лампы с бариевым или оксид-бариевым покрытием до температур от 600°С до 900°С.

Данное предложение позволит создать новую линейку безнакальных электровакуумных приборов, что значительно повысит их КПД.

Данное предложение фундаментально невозможно.

А будь оно возможным, исследование Венеры было бы последним по важности его применением, т.к. оно позволяло бы создать вечный двигатель второго рода и получать энергию просто из равномерного тепла окружающего пространства.
Берём ваш вакуумный диод, в котором катод пассивной оптической системой разогревается до 900 градусов, когда вокруг температура 500 градусов, и просто подключаем его к электрической нагрузке: начинает идти ток! Ведь в вакуумных диодах при нулевом напряжении есть ненулевой ток, связанный с тепловым движением электронов - на этом термоэмиссионные преобразователи основаны.

Где-то я читал статью (никак не могу найти) о том, что решетки с размерами близкими к длине волны позволяют "синхронизировать" и превратить в когерентное некогерентное излучение. Во всяком случае по фазе, на счет поляризации я не помню, но и её можно подкрутить. А уже его можно было бы его сфокусировать на нелинейном оптическом кристалле и получить удвоенную частоту и соответственно более высокую энергию фотонов и равновесную температуру. Ну или можно антистоксовы люминофоры использовать. Эффективность их незначительна, но имея при температуре 450 С интегральную светимость в 15 кВт/м2 (длина волны 4 мкм) можно себе позволить низкую эффективность.

А еще лучше пойти путем, которым пошли создатели теплового движка без подвижных элементов на ректеннах или чем-то подобном. 4 мкм уже вполне доступная величина для формирования листов ректенн. Это для Венеры, пожалуй, самый лучший вариант. Хотя, возможно, они не будут работать в условиях, когда их температура будет равна "температуре излучения. Все равно придется какой-то охладитель делать.

[Serge V Iz]

придется

[Антикосмит]

Да, с местным излучением нихрена не выйдет: нужен перепад температур для всего от ректенн до пироэлектриков. Люминофоров на 4 мкм и вообще всяких нелинейных кристаллов скорее всего нет.

Ну тут вариант остается или местный ветерок ловить и крутить генератор или обращенный стирлинг для охлаждения и термоэлектрикой получать энергию или использовать солнечные батареи какой-то свет туда все-таки проникает.

[Юрий Темников]

Рентген через венерианскую атмосферу не пройдет - слишком плотная.

Дело не в плотности,а прозрачности среды для данного типа излучения.

[Astrodrive]

Ведь в вакуумных диодах при нулевом напряжении есть ненулевой ток, связанный с тепловым движением электронов - на этом термоэмиссионные преобразователи основаны.

Наверное можно просто размотать провод из Селенида Меди с дирижабля, висящего в атмосфере Венеры.
Один конец провода на дирижабле холодный, другой ближе к поверхности горячий. Замыкаем электрическую цепь обычным проводом из алюминия. Образуется ток от горячего конца к холодному.

https://mse.engin.umich.edu/about/news/turning-waste-heat-into-emissions-free-electricity

Дирижабль снабжается электроэнергией и бактерии в стеклянных сосудах преобразуют CO2 в кислород. Запасаемся сахаром и кормим бактерии. Идёт терраформирование атмосферы Венеры.

Хотя в статье говорится, что Селенид Меди плавится при 260 градусах и в него надо добавлять наночастицы Индия. Не говорится при какой температуре плавися этот новый материал. Потом говорится, что в индустрии уже используются термодинамические генераторы основанные на этом принципе - Эффекте Зеебека. В замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников возникает движение электронов если места контактов поддерживают при разных температурах.

Подробнее нужна замкнутая цепь, состоящая из двух разнородных проводников. Вот есть картинка.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Зеебека#Описание