Электрореактивные двигатели

[zandr]

https://www.roscosmos.ru/39009/

Роскосмос впервые испытал электроракетный двигатель на криптоне для проекта «Сфера»

2 фото

[свернуть]

В интересах федерального проекта «Сфера» предприятия Госкорпорации «Роскосмос» — ОКБ «Факел» (входит в интегрированную структуру НПО Энергомаш) и ГНЦ «Центр Келдыша» — впервые испытали стационарный плазменный двигатель СПД-70М на криптоне.

Испытания двигателя прошли в ОКБ «Факел», показав его стабильную работу и надежные параметры запуска. Двигатель полностью соответствует требованиям для космических аппаратов проекта «Сфера».

Двигатель СПД-70М создан в ОКБ «Факел» и имеет мощность от 300 до 1200 Вт. В ГНЦ «Центр Келдыша» для него был разработан катод-компенсатор с эмиттером из пористого вольфрама, пропитанного соединениями бария.

Традиционно в качестве рабочего тела для плазменных двигателей используется ксенон. Но в последнее время его стоимость на рынке существенно выросла, что активизировало научные изыскания по применению более доступных рабочих тел. Одним из возможных вариантов может стать криптон, стоимость которого по разным оценкам в 5—10 раз меньше ксенона. При этом можно получить приемлемые параметры плазменных двигателей.

Спойлер

В декабре 2022 года Роскосмос начал научно-исследовательскую работу, одна из задач которой исследовать возможность использования в электроракетных двигателях альтернативных ксенону рабочих тел.

Федеральный проект «Сфера» включает орбитальные группировки связи (с космическими аппаратами «Ямал», «Экспресс», «Экспресс-РВ», «Скиф» и «Марафон») и орбитальные группировки дистанционного зондирования Земли (с космическими аппаратами оптико-электронного и радиолокационного наблюдения «Беркут» и «Смотр»).

[свернуть]

[Старый]

Всётаки как ни крути а у криптона цвет свечения красивше! 

[moon]

Может лучше ссылку на саму статью вставить, а не видео с чьим-то обзором на статью?.. Тем более, что это, судя по всем, ваша статья...
http://samlib.ru/l/lemeshko_a_w/asd-2.shtml

Я просто поддерживаю тему. А насчет ссылки это самиздат Мошкова. В РФ его блокируют. Поэтому если без VPN зайти не возможно. И смысла поэтому выкладывать ссылку нет.. Но раз у Вас все работает то вот еще концепт "Реактивный "Солнечный парус"
За основу берем то, что "Магнитное поле Земли работает как ловушка"
Вы не можете просматривать это вложение.
Впрочем любое магнитное поле может работать как ловушка
Вы не можете просматривать это вложение.
А там далее просто дело техники получаем "вечный реактивный":
Вы не можете просматривать это вложение. Вы не можете просматривать это вложение.

В будущем если окажется что подобный концепт слишком громоздкий для установки на корабль. То такие сборники можно будет установить по всем "трассам" и собирать эту "смесь" закачивая в баке, а потом корабли будут пристыковываться к таким станциям для дозаправки. Так, что на основе этого девайса и ионника возможно получится создать нечто вроде железных дорог на диком западе. Где паравозы двигались от одного источника воды к другому.. А у нас буду вот такие вот сборники опорными точками..

[Tagir2000]

https://www.roscosmos.ru/39009/

Роскосмос впервые испытал электроракетный двигатель на криптоне для проекта «Сфера»

2 фото

[свернуть]

В интересах федерального проекта «Сфера» предприятия Госкорпорации «Роскосмос» — ОКБ «Факел» (входит в интегрированную структуру НПО Энергомаш) и ГНЦ «Центр Келдыша» — впервые испытали стационарный плазменный двигатель СПД-70М на криптоне.

Испытания двигателя прошли в ОКБ «Факел», показав его стабильную работу и надежные параметры запуска. Двигатель полностью соответствует требованиям для космических аппаратов проекта «Сфера».

Двигатель СПД-70М создан в ОКБ «Факел» и имеет мощность от 300 до 1200 Вт. В ГНЦ «Центр Келдыша» для него был разработан катод-компенсатор с эмиттером из пористого вольфрама, пропитанного соединениями бария.

Традиционно в качестве рабочего тела для плазменных двигателей используется ксенон. Но в последнее время его стоимость на рынке существенно выросла, что активизировало научные изыскания по применению более доступных рабочих тел. Одним из возможных вариантов может стать криптон, стоимость которого по разным оценкам в 5—10 раз меньше ксенона. При этом можно получить приемлемые параметры плазменных двигателей.

Спойлер

В декабре 2022 года Роскосмос начал научно-исследовательскую работу, одна из задач которой исследовать возможность использования в электроракетных двигателях альтернативных ксенону рабочих тел.

Федеральный проект «Сфера» включает орбитальные группировки связи (с космическими аппаратами «Ямал», «Экспресс», «Экспресс-РВ», «Скиф» и «Марафон») и орбитальные группировки дистанционного зондирования Земли (с космическими аппаратами оптико-электронного и радиолокационного наблюдения «Беркут» и «Смотр»).

[свернуть]

Интересно, почему не сообщили характеристики этого двигателя? Может, потому что там всё не слишком радужно?

Проведены параметрические испытания СПД-70М в диапазоне разряда от 500 Вт до 1000 Вт на двух рабочих тела – ксенон, криптон, так же была проведена ресурсная наработка на рабочем теле криптон в режиме 900 Вт (напряжение разряда 300 В) и составила 500 ч. На рабочем теле Xe в режиме мощности разряда 660 Вт (напряжение разряда 300 В) была получена тяга 41 мН при удельном импульсе 1600 с. В аналогичном режиме при работе на Kr получена тяга 32 мН при удельном импульсе 1530 с.

https://repo.ssau.ru/bitstream/Mezhdunarodnaya-molodezhnaya-nauchnaya-konferenciya-Korolevskie-chteniya/Kripton-kak-zamena-ksenona-v-kachestve-rabochego-tela-dlya-stacionarnyh-plazmennyh-dvigatelei-79784/1/XV%20%D0%9A%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D1%87%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%202019%20%D0%A2%D0%BE%D0%BC%201-361.pdf

Получается, тяга - 32 мН, УИ - 1530 с, мощность - 660 Вт, по этим цифрам КПД равен 36% (у Маска на аргоне 50%)

[Serge V Iz]

Получается, тяга - 32 мН, УИ - 1530 с, мощность - 660 Вт, по этим цифрам КПД равен 36% (у Маска на криптоне 50%)

А у кого при такой мощности КПД лучше?

[Бертикъ]

Интересно, почему не сообщили характеристики этого двигателя? Может, потому что там всё не слишком радужно?

Проведены параметрические испытания СПД-70М в диапазоне разряда от 500 Вт до 1000 Вт на двух рабочих тела – ксенон, криптон, так же была проведена ресурсная наработка на рабочем теле криптон в режиме 900 Вт (напряжение разряда 300 В) и составила 500 ч. На рабочем теле Xe в режиме мощности разряда 660 Вт (напряжение разряда 300 В) была получена тяга 41 мН при удельном импульсе 1600 с. В аналогичном режиме при работе на Kr получена тяга 32 мН при удельном импульсе 1530 с.

Падение тяги вполне логично, но вот ухитриться при этом еще и УИ прос...ть... Печалька(((

[Serge V Iz]

https://astra.com/wp-content/uploads/2022/06/ASE-DATA-SHEET-JUNE-2022.pdf

[Бертикъ]

https://astra.com/wp-content/uploads/2022/06/ASE-DATA-SHEET-JUNE-2022.pdf

И у амеров аналогичное тотальное падение?
Значит нахрапом криптон не возьмешь!
Значит надо оптимизировать конструкцию и делать "конкретно криптоновый" СПД.

[ratcustorb]

Значит надо оптимизировать конструкцию и делать "конкретно криптоновый" СПД.

Нужно делать"конкретно йодный",  у которого КПД на 50% больше, чем на ксеноне.

[Tagir2000]

Цитата: Бертикъ от 04.03.2023, 16:01:25

Цитата: Serge V Iz от 04.03.2023, 15:40:31
https://astra.com/wp-content/uploads/2022/06/ASE-DATA-SHEET-JUNE-2022.pdf

И у амеров аналогичное тотальное падение?
Значит нахрапом криптон не возьмешь!
Значит надо оптимизировать конструкцию и делать "конкретно криптоновый" СПД.

Даа, картина весьма печальная.
КПД СПД-70М на ксеноне 49% а на криптоне 36% (падение более чем на четверть)
КПД двигателя астры на ксеноне 43% а на криптоне 29% (падение почти на треть)

По идее, такой разницы в КПД не должно было быть даже у ксенона и аргона.

/немного теории ЭРД
Ксенон имеет самую низкую энергию ионизации на атом среди всех стабильных благородных газов. Он и самый тяжелый. Так он будет наиболее энергоэффективным в использовании. 131,2 а.е.м. для Xe, 83,8 а.е.м. для Kr, 40,0 а.е.м. для аргона.Если предположить, что мы разгоняем каждый из этих атомов до 20 км/с (около 2000 с Isp), то они будут иметь кинетическую энергию 272, 174 и 83 эВ соответственно.
12,13 эВ, 14,00 эВ, 15,76 эВ первая энергия ионизации соответственно. Таким образом, если все остальное полностью эффективно, ксенон может иметь КПД 96%, Kr 92,6%, а аргон 84%.

https://vsatman888.livejournal.com/404074.html
И на этом фоне новость про 50% КПД у двигателя на аргоне выглядит особенно интересной. Почему же у РК Ксеноновый СПД-140Д при той же мощности имеет КПД всего 53%?
https://www.roscosmos.online/168.ru.html

[Бертикъ]

Значит надо оптимизировать конструкцию и делать "конкретно криптоновый" СПД.

Нужно делать"конкретно йодный",  у которого КПД на 50% больше, чем на ксеноне.

Ссылочку на получение таких характеристик в заслуживающих доверия лабораториях можно?

[Старый]

Потом окажется что йод химически активный и что-нибудь у них там съедает. 

[Бертикъ]

И на этом фоне новость про 50% КПД у двигателя на аргоне выглядит особенно интересной. Почему же у РК Ксеноновый СПД-140Д при той же мощности имеет КПД всего 53%?

Не люблю сравнивать ЭРД по кпд. За счет квадрата скорости в формуле кпд его можно легко подтягивать на проценты.
Предпочитаю оценивать по "цене тяги".
А тут, по этим данным, у 140Д цена тяги всего 15 Вт/мН, против 25 Вт/мН у спэйсовского "аргона". Примерно такая цена тяги была у наших самых первых, еще в 10 раз более слабеньких, космоСПД в начале 70-х.

[ratcustorb]

Значит надо оптимизировать конструкцию и делать "конкретно криптоновый" СПД.

Нужно делать"конкретно йодный",  у которого КПД на 50% больше, чем на ксеноне.

Ссылочку на получение таких характеристик в заслуживающих доверия лабораториях можно?

ЙОД КАК АЛЬТЕРНАТИВНОЕ РАБОЧЕЕ ТЕЛО ЭЛЕКТРОРАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Проведённые предварительные ис-
пытания продемонстрировали принципи-
альную возможность применить йод в ка-
честве рабочего тела СПД. При этом, как
и ожидалось, характеристики двигателя на
йоде, по крайней мере, не уступали пара-
метрам ксенонового двигателя. Испыта-
ния показали, что при повышенном на-
пряжении отношение тяги к мощности
при работе на йоде выше, чем аналогич-
ная характеристика на ксеноне, а также
заметно выше анодный КПД и удельный
импульс.

Пруф

elibrary_24055697_87608468.pdf

Орбитальная демонстрация йодной электрической двигательной установки

Общепринятым показателем эффективности ионизацииявляется эффективность использования массы топлива  ηm При максимальной производительности в нашей системе ηm  ≈ 60 % для йода и ηm  ≈ 40 % для ксенона

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04015-y

[Бертикъ]

Значит надо оптимизировать конструкцию и делать "конкретно криптоновый" СПД.

Нужно делать"конкретно йодный",  у которого КПД на 50% больше, чем на ксеноне.

Ссылочку на получение таких характеристик в заслуживающих доверия лабораториях можно?

ЙОД КАК АЛЬТЕРНАТИВНОЕ РАБОЧЕЕ ТЕЛО ЭЛЕКТРОРАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Проведённые предварительные ис-
пытания продемонстрировали принципи-
альную возможность применить йод в ка-
честве рабочего тела СПД. При этом, как
и ожидалось, характеристики двигателя на
йоде, по крайней мере, не уступали пара-
метрам ксенонового двигателя. Испыта-
ния показали, что при повышенном на-
пряжении отношение тяги к мощности
при работе на йоде выше, чем аналогич-
ная характеристика на ксеноне, а также
заметно выше анодный КПД и удельный
импульс.

Пруф

elibrary_24055697_87608468.pdf

Орбитальная демонстрация йодной электрической двигательной установки

Общепринятым показателем эффективности ионизацииявляется эффективность использования массы топлива  ηm При максимальной производительности в нашей системе ηm  ≈ 60 % для йода и ηm  ≈ 40 % для ксенона

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04015-y

Не имею наглости спорить с Островским, но основной упор в статье делается на стоимость РТ и на второстепенные технологические аспекты. Причем стыдливо замалчивается высокая токсичность йода. А никаких двигательных преимуществ СПД на йоде я в статье не нашел.
Что касается второго первоисточника, то приведенные там значения "кпд" не имеют к тяговым характеристикам никакого отношения. Это - отношение массы ионизованной части плазмы к суммарному расходу РТ.

[ratcustorb]

Не имею наглости спорить с Островским, но основной упор в статье делается на стоимость РТ и на вторичные технологические аспекты. Никаких двигательных преимуществ СПД на йоде я в статье не нашел.
Что касается второго первоисточника, то приведенные там значения "кпд" не имеют к тяговым характеристикам никакого отношения. Это - отношение массы ионизованной части плазмы к суммарному расходу РТ.

Ну если из вышесказанного Вы не видите  преимуществ СПД на йоде, в том числе кратного снижения стоимости их использования, изготовления и разработки, тогда дальнейшая дискуссия представляется бессмысленной.

[Антикосмит]

А толку от той токсичности? В твердом состоянии он медленно сублимирует. Работают движки в космосе, где без скафандра делать нечего. Другой вопрос, что возможна конденсация на поверхности или даже коррозия. Йод химически довольно активен: раствором йода медицинского можно даже золотишко растворить.

[Бертикъ]

Не имею наглости спорить с Островским, но основной упор в статье делается на стоимость РТ и на вторичные технологические аспекты. Никаких двигательных преимуществ СПД на йоде я в статье не нашел.
Что касается второго первоисточника, то приведенные там значения "кпд" не имеют к тяговым характеристикам никакого отношения. Это - отношение массы ионизованной части плазмы к суммарному расходу РТ.

Ну если из вышесказанного Вы не видите  преимуществ СПД на йоде, в том числе кратного снижения стоимости их использования, изготовления и разработки, тогда дальнейшая дискуссия представляется бессмысленной.

Ну, если бы Вы в своем первом посте сказали о стоимости йода, а не о КПД при работе на нем, я бы и реагировать на пост не стал - было бы всё верно.

[ratcustorb]

Ну, если бы Вы в своем первом посте сказали о стоимости йода, а не о КПД при работе на нем, я бы и реагировать на пост не стал - было бы всё верно.

То, что 60% ксенона не используется для создания тяги, а йода - только 40%, - это на КПД никак не влияет?

[Serge V Iz]

Чтобы не облизываться на разные вкусные рабочие тела, надо, в первую очередь, изобретать сверхстойкие к электроэрозии и температуре материалы. Тогда и магнетроном можно будет дунуть посильнее, и ассортимент веществ сразу подрастёт. )