Двигатель для межпланетной тяги.

[Гусев_А]

У меня, по наивности то-же был порыв сделать прорыв в энергетике, создать вечный двигатель, но потом почесав в затылке, разобравшись с системой отсчета, с преобразованием энергии из потенциальной в кинетическую и обратно, вдруг неожиданно для научной общественности понял, что НЕ ЗАКРУТИТСЯ. Попытайтесь и Вы. Ну если желаите посмотреть мои умозаключения в разделе ЧД есть моя тема, с моей точки зрения та конструкция и проще и изящней, но все равно НЕ ЗАКРУТИТСЯ. А создать безопорный двигатель можно только в непосредственной близости с источником притяжения, чем дальше, тем ниже КПД. На LEO уже от такого двигателя толку мало, а дальше совсем нет.

[Anatoly Rykov]

Могу добавить ссылку:

http://www.rususa.com/news/news.asp-nid-6105-catid-2

К сожалению, начальные сообщения в "Комсомольской правде" , Саратов или Пермь, нет под рукой.

[Гусев_А]

Так полетела она или ПОКА ЕЩЕ нет?

[Anatoly Rykov]

Да! У Кардановского модель летала, чему свидетелями неоднократно были корреспонденты газеты. Принцип - несимметричное "вращательное" (замкнутое) движение ртути. Для того, чтобы диск не улетел далеко - Кардановский удерживал тарелку на веревке, а его супруга после окончания демонстрации ловила её в мешок.

Я же упоминал о том, что Меньшиков из одного института Космических Исследований демонстрировал для телевидения модель безопорного движения с усилием что-то около 12 Гр. Куда-то исчзли все ссылки на опыты Меньшикова и его Ко.

[Гусев_А]

Здесь немного отвлекли от мыслей не нарушающих законы класической физики.

Я срвнил КПД преобразования электрической энергии в энергию рабочего тела в ионниках ( до 18%, есть инфа да 28%, но это наверно афера). И в линейных двигателях способных разогнать алюминевые пластинки с не меньшей скоростью, в них в вакууме КПД может достичь аш 70% и более.

То есть в 4 раза меньше нужно солнечных батарей, или в 4 раза будет больше тяга. Ведь не плохо.

А хранить в полете проще некуда, смотал в рулон ленту и стреги и стреляй. Да и такой двигатель не сложнее, чем огромное колличество ионников, чтоб набрать столько же тяги.

[поверхностный]

В принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю. Частота вращения близка к идеальной для электропривода. Частота работы клапанов близка к частоте брызгалок у струйных принтеров. Если ставить клапаны близко к оси вращения, то ни нагрузок, ни давления на них особых не будет. Подвес, конечно, магнитный (вспомним хотя-бы поезд). Ну и, наконец, допускаю, что удельная мощность будет куда выше, чем у ионника.

Нарисовал свою разновидность, чтобы не утонуло в общих рассуждениях. Клапанов нет, рабочее тело - газ.


Вместо штанг - колесо со спиральными каналами (hcube). Если каналы делать прямыми:

Проблемы: до половины энергии может пропасть в каналах вентилятора; неизвестно сколько пропадет в кожухе. .

[поверхностный]

В догонку. Интересная вещь - скорость вылета рабочего тела будет В ДВА РАЗА выше окружной, т.е. 20 км/с. Такова будет работа центробежных сил в канале вентилятора.

[Перепил]

Хочу открыть новую тему про двигатели которые лутьше использовать для межпланетных полетов. Это двигатели с болшим УИ, пригодные для длительных полетов.
Сейчас вроде общепринятое мнение, что это электростатические на инертном газе, с эл.питанием от солнечных батарей.
Я как и не первый раз хочу выложить свою очередную идею.
Ее смысл такой, на валу раскручивается, закрепленная за центр труба некоторой длины (пусть 3 м). К концам трубы закреплены гибкие трубки-капиляры(пусть по 4 м). На концах трубок пьезоклапаны. Вся эта карусель раскручивается до высокой скорости(35000-40000 об/мин), нагрузки на разрыв на этой скорости современные материалы выдержат легко, зато скорости по касательной БОЛЕЕ 20 км/с !!! На таких оборотах легко могут работать современные подшипники и сальники. В трубку через вал подается ртуть, а пьезоклапаны на концах капиляров вполне могут работать с частотой единицы кГц, делая плевок всегда в одну сторону. Ртуть в космосе хранить очень легко, а благодаря большой плотности не требует огромных баков. При расходе 1 гр./сек. тяга получается 20 кг. Правда для него потребуется 200 кВт, но КПД высокий, да и  крупные солнечные батареи создать можно. Конечно будет нужно на вал с обратной стороны корпуса ставить еще одну карусель вращающую в противоположную сторону.
С моей точки зрения вполне реальная идея. Как Ваше мнение?

Не очень ясно зачем усложнять схему и добавлять "пьезоклапаны". Если для того, чтобы они что то сдерживали, то на такой скорости вращения, любое то, что они будут пытаться сдерживать просто снесет их нафиг (в космос  :wink:  ). По моему, если вы удалите их из своей схемы, то будет только хорошо. Ведь скорость вращения известна, трение ртути о стенки труб известно, значит можно расчитать момент впрыска с вала в трубу - т.е. именно здесь на валу - в месте впрыска реактивного материала и можно ставить "пьезоклапаны". Кстати, а почему именно труба? зачем так редко "выплевывать" реактивный материал из "камеры сгорания", сделайте хотя бы две трубы (крест на крест), а лучше сразу 3 (6 оконцовок). И почему именно труба?, ведь принцип заключается в механическом способе разгона реактивного материала, соотвественно на стены трубы будут действовать нехилые боковые силы и если делать стенки трубы потолще, а оконцовок труб будет 4 или 6, то они легко превращаются, легко превращаются..., превращаются в монолитное колесо с радиальными "пропилами" и дыркой посередине, через которое подается ртуть. И почему именно ртуть? Ведь магнитное поле использовать на таких мощных механических воздействиях для дополнительного удержания ртути никто не собирается? и объема в космосе нам не жалко. Может воду? :wink: Скажете, далась тебе эта вода! Но ведь дешево и сердито . А сам принцип - для создания кинетического движения (т.е. механического) использовать механический же способ мне кажется перспективным. Кстати, когда в следующий раз будете разгонять в "трубе" ртуть, воду или пластинки, подумайте как уменьшить трение между "реактивным материалом" и стенками "труб". Потому что температуры из за трения там будут нихилые и чем меньше будет трение, тем вроде как лучше.

[поверхностный]

Кстати, когда в следующий раз будете разгонять в "трубе" ртуть, воду или пластинки, подумайте как уменьшить трение между "реактивным материалом" и стенками "труб". Потому что температуры из за трения там будут нихилые и чем меньше будет трение, тем вроде как лучше.

Если трение в трубе будет очень большим, ровно половина затраченной энергии перейдет в тепло. Поэтому я выбрал для себя газ  .

[Гусев_А]

Я не настаивал на ртути, просто рассказал на её примере. Подбор рабочего тела уже делать исходя из задуманной конструкции от газа, жидкости, до дробин, или даже до использования сверхтекучести. Тогда можно действительно смело использовать клапана у оси вращения, и наложение скоростей разгона центробежными силами и скорости максимального радиуса. Конечно просто арифметическое сложение не подходит, двойной скорости не будет.

[чайник17]

В принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.

А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.

[Гусев_А]

В принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.

А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.

Глубоких расчетов на прочность не делал, (чесно не знаю предельные прочности современных приемлимых материалов). На вскидку. При длине гибкой трубы-лопасти 4-6 метров, у основания внешний диаметр может быть до 5-8 см, на конце 2-3 мм. Внутреннее отверстие если для ртути, это капиляр в десятки микрон. По длине может быть несколько промежуточных пьезоклапанов, чтоб снизить давление на конечный клапан.

[поверхностный]

В принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.

А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.

Посчитал, и что же я вижу...

Модель для расчета следующая. Взял все-таки не диск, а стержень, как у Гусева. Диск слишком непрост. Каждое сечение стержня нагружено до предела, на конце стержня есть площадка, которая несет некоторую полезную нагрузку (если площадки не будет, то стержень окажется нулевой толщины). Надо найти отношение диаметров в основании стержня и на его кончике.

Теперь исходные данные. Прочности эксклюзивных материалов я не знаю (и не верю). В новостях писали о кольцевом маховике из углерода, со скоростью обода 2000м/с. Эта скорость однозначно определяет прочность на единицу веса. За исходные данные взят коэффициент K - отношение скорости кончика нашего стержня к максимальной скорости кольцевого маховика из этого же материала. Интересно, что от длины стержня ничего не зависит.

Ну и ответ: сужение   Rкорня/Rкончика = exp(K*K/4)

Пример. Если взять материал из упомянутого маховика, получим:
скорость 4 км/сек       сужение 2.7
скорость 5 км/сек       сужение 4.8
скорость 6 км/сек       сужение 9.5
скорость 7 км/сек       сужение 21
скорость 8 км/сек       сужение 54
скорость 9 км/сек       сужение 158
скорость 10 км/сек      сужение 518

То есть, чайник17, в отношении моего рисунка вы правы. 10км/с - это  перебор. В схеме Гусева реально получить скорость стержня 7 км/сек, скорость рабочего тела (*sqrt(2)) 10 км/с.

[поверхностный]

PS  Да и вообще, схем насосов тьма, можно многие примерить к задаче. Например, стОит рассмотрения осевой многоступенчатый компрессор со сверхзвуковым движением лопаток. Газу, (на мой взгляд), все равно обо что ускоряться, о неподвижные стенки сопла ЖРД, или о лопатки компрессора.

Нарисовать?

[Гусев_А]

Сенсация: достигнуто ускорение твёрдого тела в 10 миллиардов g

Физики из американской национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories) ускорили маленький снаряд от нуля до скорости 122 тысячи 300 километров в час за доли секунды.

Для опыта использовалась так называемая Z-машина (Z Machine), создающая сверхсильный импульс магнитного поля, который ускоряет в специальном канале снаряд – пластинку из алюминия размером 30 миллиметров на 15 миллиметров и толщиной 0,85 миллиметра.

Скорость снаряда составила примерно 34 километра в секунду (в 50 раз быстрее винтовочной пули). А ускорение при старте достигло чудовищных 1010 g.

Данная максимальная скорость, а также и ускорение материального тела – самые большие из-когда-либо полученных людьми.

Точный контроль за магнитным полем позволил выбросить эту пластинку, не разрушая её в процессе ускорения. Впрочем, эта пластинка свободно пролетела внутри установки только пять миллиметров, после чего попала в цель.

В серии данных опытов это были разнообразные материалы, которые и изучаются таким необычным способом – бомбардировкой сверхбыстрым снарядом.

Полученные ударные волны внутри целей настолько мощны, что превращают твёрдое тело в жидкость, жидкости в газ, а газы в плазму. Давление в месте удара достигает 15 миллионов атмосфер.

Одна из задач этих "стрельб" состоит в том, чтобы помочь учёным понять чрезвычайные условия, существующие внутри планет-гигантов, и чтобы воспроизвести состояние материи, которое чрезвычайно трудного воссоздать на Земле.

В следующем году американцы намерены модернизировать аппарат, чтобы достичь ещё более высоких скоростей.

http://www.membrana.ru/lenta/?4727

Примерно грамм аллюминия вроде, да ?

Эх ! В общем была бы только энергия.

Еще бы эта установка не так много весила, имела бы приличный КПД и ресурс на несколько месяцев работы с возможными длительными перерывами, тогда это наверно был бы лучший двигатель для межпланетных аппаратов. Взяли бы  с собой катушки алюминевой ленты и вперед на просторы Солнечной системы.

[sychbird]

В принципе, насколько я вижу, физических ограничений у "вентилятора А_Гусева" нет. Прочность достижима, если грамотно сделать вращающуюся часть - сужающейся к краю.

А вы степень сужения считали ? Посчитайте, и узнаете где там физические ограничения.

Глубоких расчетов на прочность не делал, (чесно не знаю предельные прочности современных приемлимых материалов). На вскидку. При длине гибкой трубы-лопасти 4-6 метров, у основания внешний диаметр может быть до 5-8 см, на конце 2-3 мм. Внутреннее отверстие если для ртути, это капиляр в десятки микрон. По длине может быть несколько промежуточных пьезоклапанов, чтоб снизить давление на конечный клапан.

Я понимаю, что такое творческий азарт. Но это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию. Как профессиональный зануда, хочу напомнить, что движитель характеризуется КПД, и, что самое неприятное, требует подвода энергии. Не белки же крутить то Ваши  творческие изыски будут! Видел в теме чертеж электродигателя. КПД на уровне 40%! Ну допустим Вы ТФЯР  в качестве источника энергии используете. И "нафига козе баян" при таких сочетаниях КПД?

[Гусев_А]

Я понимаю, что такое творческий азарт. Но это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию. Как профессиональный зануда, хочу напомнить, что движитель характеризуется КПД, и, что самое неприятное, требует подвода энергии. Не белки же крутить то Ваши  творческие изыски будут! Видел в теме чертеж электродигателя. КПД на уровне 40%! Ну допустим Вы ТФЯР  в качестве источника энергии используете. И "нафига козе баян" при таких сочетаниях КПД?

Вы про что? Даже самые ширпотребовские эл.двигатели имеют КПД 98%, особенно высокооборотистые.

[Андрей Суворов]

Нет, ширпотребовские коллекторные имеют к.п.д. 70-80%, 98% - достижим для бесколлекторного движка, где-то от киловатта и выше.

[sychbird]

Я понимаю, что такое творческий азарт. Но это все по поводу конструкции движетеля - устройства, преобразуещего энергию. Как профессиональный зануда, хочу напомнить, что движитель характеризуется КПД, и, что самое неприятное, требует подвода энергии. Не белки же крутить то Ваши  творческие изыски будут! Видел в теме чертеж электродигателя. КПД на уровне 40%! Ну допустим Вы ТФЯР  в качестве источника энергии используете. И "нафига козе баян" при таких сочетаниях КПД?

Вы про что? Даже самые ширпотребовские эл.двигатели имеют КПД 98%, особенно высокооборотистые.

http://www.ufn.ru/ufn07/ufn07_11/Russian/r0711e.pdf, стр 1247.

До электродвигателя есть система преобразования ТФЯР-источник электрической мощности. Лучшие данные до настоящего момента по реальному девайсу на орбите - Топазу и составляют порядка 40%

[Гусев_А]

Конечно если рассматривать КПД всей цепочки преобразований энергии...

Но если рассматривать непосредственно преобразование эл.энергии в кинетическую энергию разогнанных частиц рабочего тела, то вариант вентилятора повыгоднее будет чем ЭРД и Холла. Может и удельная масса двигателя быдет лучше, размер баков меньше. Но УИ ниже в несколько раз, тут не поспоришь.

А вот импульсный линейный двигатель по УИ не хуже чем ЭРД, но другие параметры наверно ?

А всякие шнеки, пропеллеры и гребные колеса после сопла, это похоже бред.