Электрореактивные двигатели

[Alex_II]

ZOOR пишет:
РККЭ предлагает для мегаваттного буксира ЭРДУ на йоде

Все, что способно заменить ксенон - уже заслуживает внимания... А то цена у него напрягает...

[Денеб]

Alex_II пишет:

ZOOR пишет:
РККЭ предлагает для мегаваттного буксира ЭРДУ на йоде

Все, что способно заменить ксенон - уже заслуживает внимания... А то цена у него напрягает...

Дык мировая общественность не дремлет - http://www.iepc2013.org/agenda - предлагает заменить ксенон аргоном или криптоном. Вот только по импульсу до ксенона им никак не дотянуться...

[vlad7308]

по импульсу?

[Денеб]

vlad7308 пишет:
по импульсу?

Хм... Snecma говорит за достаточно абстрактную "total efficiency", а вот ONERA приводит табличку, по которой аргон проигрывает как по удельному импульсу, так и по тяге при равном массовом расходе.

[Mark]

vlad7308 пишет:
по импульсу?

Американские ученые разработали уже ракетный двигатель для малых спутников, каторый возможет работать на воде или йоде где:

- Жидкое топливо испаряется в первую очередь.
- Газ поступает в камеру сгорания, оно ионизируется до 350000 град горячей плазмы.
- Постоянные магниты делают что получам большую скорость.
- Скорость до  20 000 метров в секунду.
- Масса топлива около 2,5 кг.
- Времия работы двигатели около 20 000 часов = 834 суток !!!
- Солнечные панели.
- Первый полет около 2015г. (?).

http://www.golem.de/news/raumfahrt-raketentriebwerk-soll-cubesats-durchs-sonnensystem-schiessen-1307-100479.html

[Lunatik-k]

Мне кажется в качестве рабочего тела нужно использовать СО2.
Все равно его избыток выбрасывают в космическое пространство.
Нужно выбрасывать не просто так , а с приличным ускорением придавая дополнительный импульс МКС и марсианскому кораблю.

Может и не все двигатели должны работать на СО2, но для части из них СО2 должен стать рабочим телом.

[vlad7308]

Денеб пишет:

vlad7308 пишет:
по импульсу?

Хм... Snecma говорит за достаточно абстрактную "total efficiency", а вот ONERA приводит табличку, по которой аргон проигрывает как по удельному импульсу, так и по тяге при равном массовом расходе.

дык надо при этом понимать, что имеется ввиду
аргон проигрывает ксенону по
1. энергии ионизации (немного)
2. плотности (и, следовательно, бакам)
3. температуре кипения
4. атомной массе

последнее, кстати, как раз указывает на достижимость более высокого УИ на аргоне при той же потребляемой энергии и аналогичном по конструкции двигателе
но "выигрываем в УИ - проигрываем в тяге"

[Ded]

Mark пишет:

vlad7308 пишет:
по импульсу?

Американские ученые разработали уже ракетный двигатель для малых спутников, каторый возможет работать на воде или йоде где:

- Жидкое топливо испаряется в первую очередь.
- Газ поступает в камеру сгорания, оно ионизируется до 350000 град горячей плазмы.
- Постоянные магниты делают что получам большую скорость.
-   Скорость до  20 000 метров в секунду.
  - Масса топлива около 2,5 кг.
- Времия работы двигатели около 20 000 часов = 834 суток !!!
- Солнечные панели.
- Первый полет около 2015г. (?).

 http://www.golem.de/news/raumfahrt-raketentriebwerk-soll-cubesats-durchs-sonnensystem-schiessen-1307-100479.html

Англоязычная есть? Пока два вопроса:

-американские ученые разработали или студенты придумали? 
- неужели "влезло" в кубосат (фото смущает).

А идея хорошая (видимо эксперты становятся более вменяемыми).

[Александр Ч.]

 Там же ссылка на кикстартер есть    

Гуглоперевод характеристик:

Двигатель CAT характеристики:

[/li]
• До 2 мН тяги для 10W (20мН для 100W импульсный)
• До 20000 м / с скорость истечения плазмы
• До 10 Вт непрерывной (или высшая сила, когда импульсный)
• > 90% эффективнее твердотельный постоянного напряжения в РФ преобразователя
• Ожидаемый срок службы двигателя,> 20 000 часов работы
• Ожидаемый ракетного топлива: Йод или воды
• Ожидаемая масса ракетного топлива: <2,5 кг (для 3U Cubesat)
• Постоянный магнит сходящихся-расходящихся сопла
  

Космические характеристики:

[/li]
• 3U CubeSat (30 см х 10 см х 10 см)
• 2,5 кг сухой массы (5 кг полная масса)
• 20 Вт мощности производится из развертываемых панелей солнечных батарей
• Пассивный стабилизации магнитного отношение к магнитам сопел, взаимодействующих с магнитным полем Земли
• Ожидаемая продолжительность жизни в LEO: 5 лет (излучение предельные для бортовых чипов)
• Ожидаемая продолжительность жизни за пределами Земли: 10 лет (срок службы батареи)
• Предполагаемый срок службы до микрометеоритов воздействия ухудшают космический корабль до неузнаваемости: 100000000 лет
  

Кстати, обратите внимание, этот проект не набрал запланированных 200 тыс $, только треть.
И автор доктор Benjamin Longmier доцент факультета аэрокосмических технологий университета Мичиган переключился с 10Вт-ных двигателей на 200кВт

[Ded]

Если Вы ко мне, то спасибо...

Это изобретение студентов... Особенно понравились "пассивная система ориентации по магнитному полю Земли" и "прощай Земля".

По поводу применения, возможно, но не сегодня и не завтра... Сражаются за грант.

[Mark]

@ Ded
 
- Проект американские ученые розработали.
- Более писал и Александр Ч.
- Интересная и хорошая розработка для мaлых спутников, ниская стоимость, высокая эффективность,

[Mark]

Lunatik-k пишет:
Мне кажется в качестве рабочего тела нужно использовать СО2.
Все равно его избыток выбрасывают в космическое пространство.
Нужно выбрасывать не просто так , а с приличным ускорением придавая дополнительный импульс МКС и марсианскому кораблю.

Может и не все двигатели должны работать на СО2, но для части из них СО2 должен стать рабочим телом.

- Справа не совсем проста, примерно зависит также от двигатели.
- Например в СПД двигатель водород не идёт, а до МПД без проблема.
- Я раньше писал про анализах полета на Марс с ВАСИМР двигателем, рабочие тело водород.
- В этой разработке компенсирует высоки УИ водорода до 230000м/с маленькие тягу.
- На 12 Мвт получаем раскрутку вокруг земли на 8 суток, ПН на около 80т.
- На 200 Мвт (около 200 т.) сможем полететь в течение 35-40 суток до Марса.
- Ест тоже много вариантов как и особенности при полетах на малых тягах на Луну или Марс.

[Lunatik-k]

Mark пишет:

Lunatik-k пишет:
Мне кажется в качестве рабочего тела нужно использовать СО2.
Все равно его избыток выбрасывают в космическое пространство.
Нужно выбрасывать не просто так , а с приличным ускорением придавая дополнительный импульс МКС и марсианскому кораблю.

Может и не все двигатели должны работать на СО2, но для части из них СО2 должен стать рабочим телом.

- Справа не совсем проста, примерно зависит также от двигатели.
- Например в СПД двигатель водород не идёт, а до МПД без проблема.
- Я раньше писал про анализах полета на Марс с ВАСИМР двигателем, рабочие тело водород.
- В этой разработке компенсирует высоки УИ водорода до 230000м/с маленькие тягу.
- На 12 Мвт получаем раскрутку вокруг земли на 8 суток, ПН на около 80т.
- На 200 Мвт (около 200 т.) сможем полететь в течение 35-40 суток до Марса.
- Ест тоже много вариантов как и особенности при полетах на малых тягах на Луну или Марс.

Этот пример я написал для повышения эффективности использования вторичного сырья МКС.
Сейчас излишний СО2 просто выбрасывается за пределы МКС не создавая никакого удельного импульса.
Может СО2 и не лучшее решение как рабочее тело, но это рабочее тело дормовое, которое постоянно создается человеческими легкими.
Извлекать СО2 из атмосферы станции просто, просто прогоняя атмосферу станции через холодильники.
На МКС или межпланетном корабле нужно поставить пару специально разработанных электроракетных  двигателей, которые в качестве рабочего тела смогут использовать СО2.

[Ded]

Mark пишет:
 @ Ded
 
- Проект американские ученые розработали.
- Более писал и Александр Ч.
- Интересная и хорошая розработка для мaлых спутников, ниская стоимость, высокая эффективность,

Не уверен... Вернее, возможно в рамках борьбы за гранты...

По его сообщению со ссылкой и пишу.

Рабочее тело: йод или вода. Йод - это твердое вещество и - "жидкость" попадает в камеру как-то не очень. Вода - нарисована "фляжка" в виде параллелепипеда" - тоже неплохо. 2,5 кг воды по объему почти весь предлагаемый "сабж".
Мне продолжать? Насчет "американских ученых"...

[Антикосмит]

Ded пишет:

Mark пишет:
 @ Ded
 
- Проект американские ученые розработали.
- Более писал и Александр Ч.
- Интересная и хорошая розработка для мaлых спутников, ниская стоимость, высокая эффективность,

Не уверен... Вернее, возможно в рамках борьбы за гранты...

По его сообщению со ссылкой и пишу.

Рабочее тело: йод или вода. Йод - это твердое вещество и - "жидкость" попадает в камеру как-то не очень. Вода - нарисована "фляжка" в виде параллелепипеда" - тоже неплохо. 2,5 кг воды по объему почти весь предлагаемый "сабж".
Мне продолжать? Насчет "американских ученых"...

Йод отлично возгоняется при умеренных температурах, но он довольно сильный окислитель. Сложно сказать как себя поведет йодная плазма, насколько сильно она может разъедать конструкцию.

[Алексей Любопытный]

Россия добывает 40% мирового ксенона. Ксенон можно получать тоннами из природного газа. Одно условие, добывать его можно только установив криоустановку возле источника добычи, что дорого. Иначе ксенон и многие другие инертные газы в больших количествах содержащиеся в природном газе будут сразу улетучиваться при добыче.

Проект такой установки есть у НИИ Доллежаля.

Йод чуть ли не самое эффективное вещество для получения ускорения путём ионизации.

[Salo]

http://www.spaceflightnow.com/news/n1403/12boeing702sp/#.UyFLas7-5eI

Boeing reveals government's all-electric satellite purchase
BY STEPHEN CLARK
SPACEFLIGHT NOW
Posted: March 12, 2014
 
A U.S. government customer last year ordered three light-class geostationary satellite platforms from Boeing with all-electric propulsion, an innovative design feature to reduce spacecraft mass and launch costs, industry officials disclosed for the first time Tuesday.
 
Artist's concept of a Boeing 702SP satellite in orbit. Photo credit: Boeing
 
 Boeing executives did not divulge the identity of the specific agency responsible for the purchase, the nature of the satellites' missions, or when they will launch, citing security concerns.
Jim Simpson, president of Boeing Satellite Systems International Inc., said the three satellites were ordered in early 2013.
The spacecraft are based on the Boeing 702SP platform, a smaller version of Boeing's 702 satellite bus used by commercial and military operators to deliver high-power communications services around the world.
The Boeing 702SP does not carry chemical fuel tanks, relying solely on electric propulsion to adjust its altitude and maintain its position in geostationary orbit, an arc of satellites 22,300 miles over the equator primarily used by communications platforms.
The system works by accelerating electrically-ionized xenon gas through a thrust chamber at more than 60,000 mph. The thrust of an ion engine is much lower than chemical propulsion, but they can fire for thousands of hours and consume less propellant.
Without the mass burden of large fuel tanks, satellite operators have the option of tailoring their spacecraft to be more lightweight, allowing the satellites to be launched on smaller rockets or in tandem to spread launch costs between two missions.
The other option is to fill the satellite with more communications equipment, such as transponders, antennas and additional frequencies to expand the spacecraft's revenue potential.
Officials revealed the government's order of three Boeing 702SP spacecraft at the Satellite 2014 conference in Washington. Boeing announced the Boeing 702SP design two years ago at the same conference two years ago, along with a deal for four of the satellites negotiated with Asia Broadcast Satellite and Satmex.
The first two Boeing 702SP satellites, ABS 3A and Satmex 7, will launch in early 2015 in a dual-launch aboard a SpaceX Falcon 9 rocket, Simpson said Tuesday. ABS 2A and Satmex 9 will launch on another Falcon 9 booster later in 2015.
Each of the ABS and Satmex satellites will have a launch mass of less than 4,000 pounds but still offer communications throughput and power comparable to larger classic satellites with conventional fuel.
Simpson did not say if any of the U.S. government's Boeing 702SP satellites would launch together.
Boeing's selection for three all-electric satellites is "more validation of our electric propulsion that we have on our small platform satellites," said Craig Cooning, CEO of Boeing's satellite manufacturing business.
The all-electric satellite design took the commercial satellite industry by storm after Boeing's announcement of the Boeing 702SP in 2012, with all of the world's major spacecraft manufacturers introducing or testing satellite models with full or partial electric propulsion options.
But Boeing has not received any commercial orders for all-electric satellites since the ABS/Satmex contract in 2012. ABS and Satmex have a contract option for four more all-electric satellites yet to be exercised.
Simpson attributes the lack of commercial buyers to delays in geostationary launches with the Falcon 9 rocket, not to a weak market.
Launching two all-electric telecom payloads on a Falcon 9 rocket puts launch costs for each satellite at about $30 million, Simpson said.
"The market was looking to see if the Falcon 9 was going to be successful, which is critical to the economics associated with the 702SP," Simpson said. "From a technology perspective, the technology has really been proven. The real issue was the Falcon 9, and I think there are some people waiting to see the first launch of the 702SP as well."
The Falcon 9 rocket completed its first two launches to geostationary transfer orbit in December and January.
Boeing says its satellite have used ion thrusters for fine orbit control for 15 years.
But some satellite operators hesitate to buy all-electric spacecraft because it takes up to eight months to gradually nudge the satellites from temporary transfer orbit reachable by the Falcon 9 rocket to their final operating posts in geostationary orbit.
The U.S. Air Force and Lockheed Martin achieved an inadvertent demonstration of all-electric orbit-raising in 2010 and 2011 following a mishap with the primary chemical propulsion system on an Advanced EHF strategic communications satellite. The AEHF 1 spacecraft reached its operational orbit nine months after launch.
Simpson said he is confident Boeing will announce a deal for an all-electric satellite with a regional telecom satellite operator before mid-year.
Eric Beranger, head of Airbus Defense and Space's satellite division, said about 20 percent of requests for proposals he receives ask for an all-electric option. With roughly two dozen commercial telecom satellites purchased each year, that percentage only equates to a handful of units annually.
 
Follow Stephen Clark on Twitter: @StephenClark1.

[Вал]

Salo пишет:
But some satellite operators hesitate to buy all-electric spacecraft because it takes up to eight months to gradually nudge the satellites from temporary transfer orbit reachable by the Falcon 9 rocket to their final operating posts in geostationary orbit.

Чего эти операторы боятся? Прецедент в виде АМ5 уже есть

[vlad7308]

предположу, что полугодовое выведение означает, что придется перестраивать бизнес-планы
опять же, необкатанная платформа повышает риски
и тд

[октоген]

Есть понятие упущенной прибыли за пол-года полета на ГСО. Эта упущенная прибыль у современных дорогих спутников телевещания ПМСМ дороже чем сама цена пуска. Поэтому выгоднее заплатить чуть дороже, но сразу начать получать доход.