Электрореактивные двигатели

[Salo]

https://twitter.com/jemckevitt/status/1405085838602551301

James E. McKevitt @jemckevitt

From operational, and very impressive, @gk_launch
ridesharing platforms to some detailed studies into a fusion drive propulsion system, all in one session - #GLEX2021 technical sessions are great for creative thinking!



11:52 AM · 16 июн. 2021 г.·Twitter for Android

[Димитър]

https://3dnews.ru/1041117/v-kitae-tayno-ispitivayut-ionnie-dvigateli-dlya-polyotov-k-marsu-i-dalshe

В Китае без привлечения лишнего внимания проходят испытания ионных двигателей для космических аппаратов, сообщают местные источники. Опытный 50-кВт двигатель HET-3000 проработал на номинальной мощности более 11 месяцев, обещая заложить фундамент для пилотируемых миссий на Марс и для запуска космических аппаратов в глубокий космос.

Строящаяся Китаем орбитальная станция Тяньгун будет удерживаться на заданной орбите благодаря четырём ионным двигателям на эффекте Холла -- это двигатели LHT-100 с тягой 80 мН. Фактически станция станет первым пилотируемым космическим объектом, который использует ионные двигатели. До этого подобными силовыми установками оснащались только автоматические станции и спутники.

Отказ от химических ракетных двигателей позволит существенно сократить потребность в топливе и сделает полёты к Марсу более быстрыми -- около 39 дней с использованием 200-МВт двигателя и, что немаловажно, полёт будет не такими затратным по ресурсам. Вместо топлива можно будет взять дополнительное оборудование или отправить в полёт небольшой космический корабль. Например, на год обслуживания станции Тяньгун потребуется менее 400 кг топлива, тогда как МКС для удержания на орбите в год требует около 4 тонн топлива.

Разработками перспективных ионных двигателей в Китае занимается закрытый институт в Шанхае. Для полётов в дальний космос и для налаживания транспортного сообщения с Луной и Марсом там разрабатываются перспективные ионные двигатели на эффекте Холла мощностью от 5 МВт до 500 МВт. Перед учёными стоит задача создать силовые установки, которые не разрушались бы под воздействием мощного ионного ветра, для чего разрабатываются специальные керамические покрытия и силовые магнитные экраны. Тестовый прогон двигателя HET-3000 в течение 8 240 часов показал, что новые двигатели способны обеспечить не менее 15 лет эксплуатации силовой системы, что необходимо для дальних полётов.

[Бертикъ]

Ионники на 5 МВт? И даже до 500?
Красно-звездный флаг им в руки.

ЗЫ: а вот фраза "на Марс за 40 дней на ионных двигателях" - этот бред уже навсегда прижился в СМИ?

[/Иван/]

Ученые разрабатывают сверхмалый плазменный двигатель для наноспутников

Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ) занимаются разработкой двигательных установок для спутников. Плазменный двигатель уникальной конструкции будет отвечать всем требованиям по габаритам, массе, энергопотреблению и безопасности, предъявляемым к наноспутникам CubeSat.

С начала 2021 года в космос запустили более полутора сотни наноспутников, созданных по спецификациям CubeSat. CubeSat - это общее название малых и сверхмалых искусственных спутников Земли для исследования космоса. Наиболее популярным форматом (почти 2/3 спутников, запущенных в этом году) стал CubeSat 3U, имеющий размеры 100x100x340,5 мм и массу не более 4 кг.

Как и любые другие спутники, аппараты CubeSat должны иметь возможность совершать сложные орбитальные маневры. При этом жесткие ограничения по габаритам, массе и энергопотреблению всех компонентов спутников, повышенные требования к безопасности, исключающие применение взрывоопасных веществ и ограничивающие применение баллонов со сжатыми газами, делают разработку двигательных установок для спутников сложной и до сих пор полностью не решенной задачей. Именно над решением этой проблемы и работают инженеры-исследователи лаборатории плазменных ракетных двигателей Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ. Сейчас в разработке находится абляционный импульсный плазменный двигатель уникальной конструкции, позволяющей ему отвечать всем требованиям по габаритам, массе, энергопотреблению и безопасности.

Разработчик двигателя, руководитель лаборатории плазменных ракетных двигателей Института ЛаПлаз Игорь Егоров предложил частной космической компанией «Спутникс» интегрировать новый сверхмалый плазменный двигатель с наноспутниковой платформой ОрбиКрафт-Про. «Примерка» прототипа двигателя показала, что он идеально входит внутрь рамы спутника формата CubeSat 3U. Сейчас разработчики перешли к следующей задаче - электрической интеграции двигателя с системами платформы. В планах - установка таких плазменных двигателей на два космических аппарата, которые будут запущены на орбиту уже осенью этого года.

Помимо коррекции и поддержания орбиты наноспутников в околоземном пространстве, модифицированная версия двигателя от инженеров НИЯУ МИФИ в перспективе может использоваться в системе ориентации и стабилизации аппаратов, исследующих Луну.

[Salo]

https://tass.ru/kosmos/11878899

12 июл, 00:08
Два петербургских вуза разработали ионный двигатель для дальнего космоса
В основу проекта заложена эффективная и перспективная технология ионизации газа в вакууме с применением пористых мембран

ТАСС, 12 июля. Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого разработали ионный электрический двигатель, который в будущем может быть использован для освоения дальнего космоса.
"[В настоящее время] ведутся исследования по созданию электрических ракетных двигателей и целых двигательных платформ на их основе для выполнения транспортных операций в космосе, довыведения аппаратов с промежуточных орбит на рабочие. Актуальность обозначенного направления побудила крупнейшие учебные заведения Санкт-Петербурга - Военно-космическую академию имени А. Ф. Можайского и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого на создание творческого коллектива для проведения теоретических и экспериментальных исследований по разработке ионного электрического ракетного двигателя нового поколения", - говорится в статье начальника лаборатории Военно-космической академии имени А. Ф. Можайского Николая Шуневича, старшего научного сотрудника военного института Виктора Мартынова, опубликованной в газете "Красная звезда".
Как уточняется в статье, в основу проекта заложена эффективная и перспективная технология ионизации газа в вакууме с применением пористых мембран. "Для подтверждения возможностей новой технологии выполнены теоретический расчет элементов конструкции двигателя и математическое моделирование процесса ионизации, изготовлен лабораторный образец электрического ракетного двигателя нового поколения, произведена модернизация вакуумной системы для огневых испытаний образца", - отмечают Шуневич и Мартынов.
Чтобы провести испытания, говорится в статье, были созданы высоковольтные источники питания, система дозированной подачи рабочего тела, устройство оценки силы тяги. "Лабораторный образец электрического ракетного двигателя нового поколения подтвердил свою работоспособность", - подчеркнули сотрудники Военно-космической академии.

Лабораторный образец устойчиво работал на различных видах топлива. Наряду с традиционно применяемым ксеноном в качестве рабочего тела использовались аргон, гелий, элегаз и воздух. "Полученные результаты легли в основу ряда научных трудов, публикаций, докладов и патентных изысканий", - говорится в статье.

[Верный Союзник с Окинавы]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

[Бертикъ]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

У амеров летали и летают XIPSы и NSTARы.
Это примерно до 4 кВт, но с УИ около 3500, с соразмерной тягой и, главное, - с подтвержденным космосом ресурсом 16000 часов. Но вот на бОльших мощностях (что и нужно для маршевых ИД) начинаются всякие проблемы, в основном связанные с ресурсом.
У нас же штатных ионников в космосе никогда не было, и сейчас всё только на уровне лабораторных моделей и "хотелок", типа описанной выше питерской.

[Владимир Шпирько]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

Энергия пропорциональна квадрату скорости истечения, а импульс первой степени=>  чем выше УИ, тем ниже КПД!!!.

[Бертикъ]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

Энергия пропорциональна квадрату скорости истечения, а импульс первой степени=>  чем выше УИ, тем ниже КПД!!!.

Что за бред Вы несете! Как можно рассуждать о работе ЭРД на основе только двух школьных формул!

[algol5720]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

Энергия пропорциональна квадрату скорости истечения, а импульс первой степени=>  чем выше УИ, тем ниже КПД!!!.

Что за бред Вы несете! Как можно рассуждать о работе ЭРД на основе только двух школьных формул!

Самое простое - УИ - Столько кг тяги создает 1кг топлива

[algol5720]

А вообще-то ребята почитайте книгу Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли 1970г. Там все популярно написано. И вы поймете всю ситуацию с ЯРД, что за 50 лет мы не продвинулись ни на шаг в практическом исполнении, а с конца 80-х упали в пропасть...

[Бертикъ]

А вообще-то ребята почитайте книгу Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли 1970г. Там все популярно написано. И вы поймете всю ситуацию с ЯРД, что за 50 лет мы не продвинулись ни на шаг в практическом исполнении, а с конца 80-х упали в пропасть...

Спасибо за совет, но я изучал эту дисциплину шесть лет в институте. Мне хватило.
А вот при чем здесь ЯРД, о котором Вы пишете, мне невдомек...

[Владимир Шпирько]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

Энергия пропорциональна квадрату скорости истечения, а импульс первой степени=>  чем выше УИ, тем ниже КПД!!!.

Что за бред Вы несете! Как можно рассуждать о работе ЭРД на основе только двух школьных формул!

Вашего понимания процессов и на эти две формулы не хватило?  При любом отбрасывании массы при прочих равных условиях УИ и КПД связаны именно так.

[algol5720]

А вообще-то ребята почитайте книгу Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли 1970г. Там все популярно написано. И вы поймете всю ситуацию с ЯРД, что за 50 лет мы не продвинулись ни на шаг в практическом исполнении, а с конца 80-х упали в пропасть...

Спасибо за совет, но я изучал эту дисциплину шесть лет в институте. Мне хватило.
А вот при чем здесь ЯРД, о котором Вы пишете, мне невдомек...

Потому, что элреактивные двигатели нуждаются в мегаватного класса источниках энергии, если только не ориентации. И создавать их в отрыве от источника энергии(ядерного реактора и преобразователя) нет смысла.

[Верный Союзник с Окинавы]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

Энергия пропорциональна квадрату скорости истечения, а импульс первой степени=>  чем выше УИ, тем ниже КПД!!!.

Скорее так - чем выше УИ - тем ниже тяга при тех же энергозатратах.

А КПД это другое. Типа при затратах энергии в N киловатт ты имеешь УИ и тягу, но в реале затрачиваешь больше энергии - N1, и это N/N1 = КПД.

[Верный Союзник с Окинавы]

А вообще-то ребята почитайте книгу Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли 1970г. Там все популярно написано. И вы поймете всю ситуацию с ЯРД, что за 50 лет мы не продвинулись ни на шаг в практическом исполнении, а с конца 80-х упали в пропасть...

Спасибо за совет, но я изучал эту дисциплину шесть лет в институте. Мне хватило.
А вот при чем здесь ЯРД, о котором Вы пишете, мне невдомек...

Потому, что элреактивные двигатели нуждаются в мегаватного класса источниках энергии, если только не ориентации. И создавать их в отрыве от источника энергии(ядерного реактора и преобразователя) нет смысла.

А то, что мегаваттные источники энергии фактически выходят многотонными, даже с учётом высокой удельной мощности теоретических бумажных и перспективных систем. Только многопуск и все дела, но там уже проще химией.

[Бертикъ]

А вообще-то ребята почитайте книгу Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли 1970г. Там все популярно написано. И вы поймете всю ситуацию с ЯРД, что за 50 лет мы не продвинулись ни на шаг в практическом исполнении, а с конца 80-х упали в пропасть...

Спасибо за совет, но я изучал эту дисциплину шесть лет в институте. Мне хватило.
А вот при чем здесь ЯРД, о котором Вы пишете, мне невдомек...

Потому, что элреактивные двигатели нуждаются в мегаватного класса источниках энергии, если только не ориентации. И создавать их в отрыве от источника энергии(ядерного реактора и преобразователя) нет смысла.

В порядке ликбеза: "мегаватные источники энергии" называются ЯЭУ. 
А ЯРД - это двигатель, а не источник энергии.
Что же касается ЯЭУ, то до орбиты Марс вполне можно обойтись и СБ.

[Верный Союзник с Окинавы]

В порядке ликбеза: "мегаватные источники энергии" называются ЯЭУ. 

А может быть парень имел ввиду какой-нить солнечный концентратор?

[Верный Союзник с Окинавы]

А МБ есть смысл в мощных накопителях энергии?

Я где-то читал, что у амеров в их последних авиках для катапульт есть специальный накопитель энергии на основе хитровычурного маховика, и запасение энергии там порядка нескольких гигаджоулей с очень быстрой отдачей на катапульты.

Дело ещё в школе было, но я тогда про эти маховики считал, штуки они классные, если забыть о силе трения, что допустимо, при употреблении энергии почти на месте.

[Бертикъ]

Есть что-то с до 2000 секунд УИ и нормальной тягой с хорошим КПД и простотой конструкции?

Ну или хотя бы двумя кач-вами из 3...

Энергия пропорциональна квадрату скорости истечения, а импульс первой степени=>  чем выше УИ, тем ниже КПД!!!.

Что за бред Вы несете! Как можно рассуждать о работе ЭРД на основе только двух школьных формул!

Вашего понимания процессов и на эти две формулы не хватило?  При любом отбрасывании массы при прочих равных условиях УИ и КПД связаны именно так.

Следите за рукой:
кпд=Wk/We=mV^2/2We=PV/2We
т.е. "при прочих равных условия" кпд ПРЯМОПРОПОРЦИОНАЛЬНО скорости (то бишь УИ).
Чем больше скорость, тем БОЛЬШЕ кпд.