Электрореактивные двигатели

[SONY]

Вопрос почему не используют в реальности Xимические ЭРД?

Потому, что используют. Двигатели типа arcjet на гидразине.
http://www.astronautix.com/m/mr-510.html
http://electricrocket.org/IEPC/7082.pdf

[moon]

А тот, кто доказал плазменную природу пламени, случайно не указал степень ионизации пламени?

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

[Serge V Iz]

А тот, кто доказал плазменную природу пламени, случайно не указал степень ионизации пламени?

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Еле нашел эту тему
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=17016.msg1918182#msg1918182
(ЗЫ. Шутка. Непосредственно дугой/разрядом эффективно, и этим пользуются)

[DiZed]

насколько помню, в мгд-генераторах щелочные металлы предполагалось вводить в обычное воздушно-углеводородное пламя

[Бертикъ]

А тот, кто доказал плазменную природу пламени, случайно не указал степень ионизации пламени?

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Уверен, что значительно меньше 1%. Сотые доли процента. Пламя фактически электронейтрально.
И технически для сколько нибудь мощных ЖРД этого не изменить.
Давайте прикинем хотя бы на уровне порядков величин.
Возьмем слабенький Н2-О2 двигатель тягой всего 10 т.
Расход топлива у него около 20 кг/с.
По порядку величины это около 10^27 частиц/с.
Потенциал ионизации и водорода и кислорода 13,6 эВ или 2*10^-18 Дж.
Умножаем две последние величины и получаем 2 ГВт.
Это порядок величины мощности, которую надо подвести к этому небольшому ЖРД, чтобы ионизовать его факел.
И это еще без учета рекомбинации, а при таких плотностях она будет играть значительную роль.
Для сравнения - мощность самой большой в РФ ГЭС 6 ГВт.

[SONY]

Потенциал ионизации и водорода и кислорода 13,6 эВ или 2*10^-18 Дж.

Потенциал ионизации молекулы воды 12,6 эВ.
Не то, чтобы это что-то принципиально меняло, но просто правильно брать энергию молекулы, а не составляющих её атомов.

[opinion]

А тот, кто доказал плазменную природу пламени, случайно не указал степень ионизации пламени?

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Уверен, что значительно меньше 1%. Сотые доли процента. Пламя фактически электронейтрально.

Любая плазма электрически нейтральна, даже полностью ионизированная.

[Бертикъ]

А тот, кто доказал плазменную природу пламени, случайно не указал степень ионизации пламени?

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Уверен, что значительно меньше 1%. Сотые доли процента. Пламя фактически электронейтрально.

Любая плазма электрически нейтральна, даже полностью ионизированная.

Неправильно выразил мысль - конечно имел в виду "не несет заряды".

[Бертикъ]

Потенциал ионизации и водорода и кислорода 13,6 эВ или 2*10^-18 Дж.

Потенциал ионизации молекулы воды 12,6 эВ.
Не то, чтобы это что-то принципиально меняло, но просто правильно брать энергию молекулы, а не составляющих её атомов.

Оценка процесса по порядку величины это прощает)

[AlexNB]

А тот, кто доказал плазменную природу пламени, случайно не указал степень ионизации пламени?

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Уверен, что значительно меньше 1%. Сотые доли процента. Пламя фактически электронейтрально.
И технически для сколько нибудь мощных ЖРД этого не изменить.
Давайте прикинем хотя бы на уровне порядков величин.
Возьмем слабенький Н2-О2 двигатель тягой всего 10 т.
Расход топлива у него около 20 кг/с.
По порядку величины это около 10^27 частиц/с.
Потенциал ионизации и водорода и кислорода 13,6 эВ или 2*10^-18 Дж.
Умножаем две последние величины и получаем 2 ГВт.
Это порядок величины мощности, которую надо подвести к этому небольшому ЖРД, чтобы ионизовать его факел.
И это еще без учета рекомбинации, а при таких плотностях она будет играть значительную роль.
Для сравнения - мощность самой большой в РФ ГЭС 6 ГВт.

Не совсем так.
Для простоты возьмем по порядку величин:
- Тяга 10тс
- сечение сопла - 1м2
- длина сопла - L=1м
Тогда, формально для получения тяги 10тс на сопле нужен перепад давления 10^8 Н
Из известного соотношения - P=Sgm*E*B*L выделяем комплекс Sgm*E=P/(B*L)
где P - перепад давления, Sgm - проводимость, E - напряженность эл. поля,  B - маг. поля
при B=1Тл, получаем Sgm*E =10^8
Полностью ионизированная струя будет иметь проводимость порядка 10^7...8
У нас же при E~10^4 В/м получается потребная проводимость Sgm~10^3...4, что ~ на 4 порядка меньше полной, соответственно и мощность будет пропорционально меньше.
Исходя из Вашего расчета энергии полной ионизации, получаем потребную мощность ионизации порядка 200 кВт, что не так много по энергетике, но сложно по технике.
 

[Бертикъ]

известного соотношения - P=Sgm*E*B*L

Не подскажете - откуда это "известное соотношение", связывающее перепад давления в ЖРД с электрическими величинами, которых в ЖРД нет?

[AlexNB]

известного соотношения - P=Sgm*E*B*L

Не подскажете - откуда это "известное соотношение", связывающее перепад давления в ЖРД с электрическими величинами, которых в ЖРД нет?

Ну мы же говорим об МГД устройстве, для которого нужна ионизация, а там эти электрические величины вполне присутствуют.
Если говорить об "известном соотношении", то в прямую к ЖРД оно отношения не имеет, оно из магнитогазодинамики.
Но привязать к ЖРД его можно используя уравнение тяги R= G*Vc+P*Sc, для упрощения обнулив Vc и считая что вся тяга создается давлением на срезе сопла, а само давление создается за счет МГД воздействия. Конечно, оценка давления будет в несколько раз завышена, но это же оценка.
Само "известное соотношение" можно получить из силы Лоренца для проводника с током F=B*j*V, сделав замены P=F/Sc, j=Sgm*E, V=Sc*L. 

[Бертикъ]

известного соотношения - P=Sgm*E*B*L

Не подскажете - откуда это "известное соотношение", связывающее перепад давления в ЖРД с электрическими величинами, которых в ЖРД нет?

Ну мы же говорим об МГД устройстве, для которого нужна ионизация, а там эти электрические величины вполне присутствуют.
Если говорить об "известном соотношении", то в прямую к ЖРД оно отношения не имеет, оно из магнитогазодинамики.
Но привязать к ЖРД его можно используя уравнение тяги R= G*Vc+P*Sc, для упрощения обнулив Vc и считая что вся тяга создается давлением на срезе сопла, а само давление создается за счет МГД воздействия. Конечно, оценка давления будет в несколько раз завышена, но это же оценка.
Само "известное соотношение" можно получить из силы Лоренца для проводника с током F=B*j*V, сделав замены P=F/Sc, j=Sgm*E, V=Sc*L.

Вообще-то мы говорили не об мгд-ускорении, а о процессе ионизации газового потока. Без его ускорения.

[AlexNB]

Вообще-то мы говорили не об мгд-ускорении, а о процессе ионизации газового потока. Без его ускорения.

Может я не прав, но тема об электрореактивных двигателях, в которых присутствуют процессы МГД ускорения, т.е. ускорение в скрещенных электрических и магнитных полях. А ссылку на МГД двигатели дали еще пару страниц назад. Ну и по логике - зачем поток ионизировать, если дальше не использовать в генераторе или ускорителе? Ну и самое интересное - мощные (очень) ЖРД с МГД генераторами и ускорителями испытывались еще в 80-х годах. А в ЦАГИ была МГД труба, разгонявшая поток до 9 км/с. В 90-х вокруг нее много заклятых друзей паслось. 

[Бертикъ]

Конкретно данное обсуждение, к которому Вы присоединились, началось с вопроса:

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Если у Вас есть, что сказать именно по нему, то пожалуйста.
Если же Вы хотите высказаться по изначальному посту moon-а , то отвечайте ему, а не мне.

[AlexNB]

Конкретно данное обсуждение, к которому Вы присоединились, началось с вопроса:

Логично там около 3000 градусов по Цельсию а ионизация врядли больше 1 % как то надо доинизировать вот это все. А как???

Если у Вас есть, что сказать именно по нему, то пожалуйста.
Если же Вы хотите высказаться по изначальному посту moon-а , то отвечайте ему, а не мне.

Я извиняюсь, но присоединился к обсуждению из-за не верного, с моей точки зрения и знаний, Вашего утверждения
................................................................
И технически для сколько нибудь мощных ЖРД этого не изменить.
Давайте прикинем хотя бы на уровне порядков величин.
Возьмем слабенький Н2-О2 двигатель тягой всего 10 т.
Расход топлива у него около 20 кг/с.
По порядку величины это около 10^27 частиц/с.
Потенциал ионизации и водорода и кислорода 13,6 эВ или 2*10^-18 Дж.
Умножаем две последние величины и получаем 2 ГВт.
...................................................................
Вы сами привели пример ионизации в ЖРД. Я только показал, что для технически интересных применений ионизации струи ЖРД нет необходимости в ее полной ионизации.   
Ну и если уж подходить совсем формально, то оно началось со ссылки moon на МГД электрореактивный двигатель в котором тоже нет необходимости полностью ионизировать его струю, что, как я понял, подразумевали Вы в своем сообщении. Извиняюсь, если не правильно понял.
Если отвечать moon - то добавками калия, цезия в крайнем случае, СВЧ, УФ, пучок электронов - способов много.   
В ИПМ в Новосибирске - Т-слои исследовали. В принципе, можно создавать области локального разогрева, что увеличивает среднюю проводимость..

[sychbird]

А можно узнать гдг-нибудь о результатах испытаний "очень мощных"  ЖРД с МГД генераторами и ускорителями?

Почему направление не получило развития?

[AlexNB]

А можно узнать гдг-нибудь о результатах испытаний "очень мощных"  ЖРД с МГД генераторами и ускорителями?

Почему направление не получило развития?

В открытой печати, вряд ли можно найти, разве что в области геофизических исследование, там насколько знаю, пару раз для МГД генератора использовали камеры ЖРД.
Я понимаю вопрос о развитии для применения в космонавтике? Сложность процессов, большие массы магнитных систем, получались, что увеличение массы ДУ превышало возможный выигрыш по УИ. Хотя к концу 80-х этот вопрос для некоторых вариантов применений был решен, но ни кому это уже не нужно было. В Химках даже была создана и работала установка по производству нужных материалов. К началу 2000 ее разобрали. Сейчас, судя по печати, ИПМ вернулись к исследованию Т- слоев для МГД. Но как мне кажется - это бессмысленно, время таких устройств уже прошло. 

[sychbird]

Спасибо за информацию. Курсовик когда-то писал на эту тему.    

[vlad7308]

А можно узнать гдг-нибудь о результатах испытаний "очень мощных"  ЖРД с МГД генераторами и ускорителями?

Почему направление не получило развития?

так а куда его в современных компоновках девать?
В режиме МГД генерации - мы отнимаем энергию у потока, уменьшая УИ ЖРД.
В режиме МГД ускорения - нам надо откуда то брать электроэнергию.
Не вижу смысла.

В древних проектах гфярд был МГД-генератор, отнимающий единицы процентов энергии потока, и питающий сам гфярд (насосы, магнитную систему и тп). Но там было чего отнимать и куда использовать. А в ЖРД-то куда?