ЯРД на метане

[mihalchuk]

Все смотрят на ТФЯРД через призму водорода. Действительно, УИ более 10 км/с – достаточно убедительный довод. Но интересно было бы узнать возможности ТФЯРД на метане. Вот какие соображения:
Свыше 800С метан начинает разлагаться, при более 1000С проходит реакция:
2СН4  ->  С2Н2 + 3Н2,
при этом поглощается немалое количество тепла – 11700 кДж/кг.
Состав смеси имеет неплохую среднюю молекулярную массу – 8. Это значит, что в ЯРД такая смесь даст УИ вдвое меньший, чем чистый водород. Дополнительную и заметную прибавку дадут реакции гидрирования ацетилена и его производных, которые будут протекать в сопле. Всё бы хорошо, и можно ожидать УИ порядка 6 км/с, но...
Температура в ТФЯРД подбирается к 3000К, что в обычных условиях приводит к образованию сажи. Хотя в камере будет отнюдь не атмосферное давление, что приведёт к смещению константы равновесия влево, состав продуктов мне представить сложно. Возможно, он будет ещё более энергонасыщеный, с радикалами и ещё меньшей молекулярной массой.
Если же с сажей невозможно будет бороться, то предлагаю попробовать 2 компонента: метан и воду:
СН4+Н2О -> СО+3Н2
Здесь реакция также идёт с поглощением энергии, а молекулярная масса продуктов составит 8,5. Тоже неплохо.
Что скажете?

[hcube]

А почему не аммиак? Если он пиролизируется, то средняя масса вообще будет (28+3*2)/4 = 34/4 = 8.5, но при этом и водород и аммиак, и азот - газы.

[mihalchuk]

Тоже неплохо. Правда, энергия, выделяемая в ходе обратной реакции образования аммиака будет относительно небольшой - около 4180 кДж/кг.

[Андрей Суворов]

А почему не аммиак? Если он пиролизируется, то средняя масса вообще будет (28+3*2)/4 = 34/4 = 8.5, но при этом и водород и аммиак, и азот - газы.

Аммиак не пиролизуется. Его можно на катализаторе разложить. При этом будет происходить некоторое поглощение энергии и охлаждение смеси. Средняя молекулярная масса получается в районе 11.

Уже считано-пересчитано и отвергнуто. Не забывайте, что у кислород-водородных ЖРД в точке оптимума УИ средняя молекулярная масса 9.

К тому же, азот сильно активируется в реакторе, поглощая нейтроны.

[mihalchuk]

А почему не аммиак? Если он пиролизируется, то средняя масса вообще будет (28+3*2)/4 = 34/4 = 8.5, но при этом и водород и аммиак, и азот - газы.

Аммиак не пиролизуется. Его можно на катализаторе разложить. При этом будет происходить некоторое поглощение энергии и охлаждение смеси. Средняя молекулярная масса получается в районе 11.

Уже считано-пересчитано и отвергнуто. Не забывайте, что у кислород-водородных ЖРД в точке оптимума УИ средняя молекулярная масса 9.

Cредняя молекулярная масса 9 при соотношении компонентов 3,5.
А ссылочки можно насчёт пересчитано и отвергнуто?

[falanger]

Немного не в тему, но эта тема самая схожая.

Дано:
Масса стартовая системы: - 19.500 - 20.000 тон.
Подъём "на тяге" на высоту в 80 км.
Подъём "на тяге" на высоту в 60 км.
Двигатели: - ЯРД на РВС водородные.
Скорость истечения: - 9 км/с.
Затраты топлива от стартовой массы в процентах или в тоннах в 1 и 2 случаях?

[RadioactiveRainbow]

Неужели ТФЯРД можно реально только на водороде делать? =/
Может всё таки можно использовать какие-нибудь другие газы, сжижаемые при мЕньшей температуре и имеющие бОльшую плотность в жидком виде?

[avmich]

Ну, УИ обратно пропорционален корню из молярной массы, поэтому водород так и хорош... Можно и другие газы, но - у них же атомы тяжёлые. Поэтому и...

В первом приближении - либо мы энергию добавляем (то есть, температуру повышаем), либо молярную массу понижаем. Ниже водорода понизить сложно - совсем, видимо, сложно. Нагревать - ну, можно пытаться, но чем горячее, тем сложнее предохранять сам двигатель. Ищут оптимум...

[avmich]

Кстати, по поводу той загадки - простой (неохлаждаемый - т.е. до 1000К в камере - и с малым, скажем, 10 атм, давлением в камере) ЖРД с УИ в примерно 360 секунд. Интересно бы обсудить :) .

[RadioactiveRainbow]

Ну, какой у водородного тфярда? 10 000 м/с ?
Может... Чистый азот получается даст уи меньше в 2,6 раза?
Фак. Шъерт.

Там в активной зоне температура высокая? Может там типа лития газифицировать удастся? =( Что ещё из лёгких...
Может что из бороводородных соединений...

ЛЯ! Хочу двигатель с УИ>10км/с, отношением тяга/масса не менее 1 и умеренным энергопотреблением! И не на водороде.  :cry:



Вообще, я так сегодня посчитал - без увеличения УИ на полпорядка-порядок об освоении Марса можно смело забыть. С химическими двигателями (даже с кислород-водородными) можно будет рахориться только на ракетах с топливом для межпланетных кораблей.

Я уже начинаю думать что, возможно, проект ЭРДшного старкрейсера от энергии имеет зачатки разума...
Надо только лопухи СБ убрать нахрен, воткнуть парочку мини-АЭС, увеличить размер на полпорядка...
И, возможно, добавить химические движки чтобы выкарабкиваться из самой глубины гравитационного колодца перед включением ЭРД.

[RadioactiveRainbow]

Кстати да, загадка...
Мне это напоминает только кислород-водородный с большим избытком водорода.

[WkWk]

Теперь дело за малым - изготовить летный ЯРД на водороде, а потом начать переделывать его на метан

[RadioactiveRainbow]

Теперь дело за малым - изготовить летный ЯРД на водороде, а потом начать переделывать его на метан

Скажите, доктор - а эту операцию обязательно делать через ж**у?

[WkWk]

А без водорода особого смысла нет (если реактор твердофазный),  а всякие газофазные, да ядреные лампы - вообще может сделать не получиться

[mihalchuk]

А без водорода особого смысла нет (если реактор твердофазный),  а всякие газофазные, да ядреные лампы - вообще может сделать не получиться

Ну почему же. Метан может пригодиться для полёта назад из далека. Туда - на водороде, обратно - на метане. Особенно, если есть где его добыть.

[avmich]

Кстати да, загадка...
Мне это напоминает только кислород-водородный с большим избытком водорода.

Точно :) . Вопрос, конечно, как заставить водород гореть в таком недостатке кислорода. Ну и мелочи типа огромных водородных баков... относительно огромных :) .

[avmich]

Вообще, я так сегодня посчитал - без увеличения УИ на полпорядка-порядок об освоении Марса можно смело забыть.

Звёздный ЯРД России - http://kuasar.narod.ru/library/russian-nuclear-engine/index.htm - это как бы вступление к теме.

УИ вроде пока 9000 м/с у ТФЯРДа.

С таким УИ, мне кажется, Луну точно осваивать можно "буднично", на Марс летать... Ну, сейчас на Луну летают нечасто - но если бы на месте Луны был Марс, думаю, летали бы почаще. Так вот, мне кажется, что с ТФЯРДом на Марс будут летать чаще, чем сейчас на Луну.

Другое дело, что Марс - это ещё не Солнечная система. Наша система...

[mihalchuk]

УИ вроде пока 9000 м/с у ТФЯРДа.

Американцы в пректе Нерва достигли, ЕМНИП, 9250 м/с, а в перспективных планах было 11000.

[Андрей Суворов]

Ну, не знаю, не знаю, моя память мне изменяет с совсем другими цифрами. В проект нерва был заложен УИ 8650 м/с
11000 - это вообще за пределами возможностей ТфЯРД. Может, псевдоожиженный слой, может, жидкий с центробежным удержанием, но никак не твёрдый. Повышение УИ с 9000 до 11000 - это на 20%, значит, повышение абсолютной температуры на 40%, что даёт нам с 3000 до 4200 градусов, а такого уже точно ни один материал не выдержит.

[mihalchuk]

Ну, не знаю, не знаю, моя память мне изменяет с совсем другими цифрами. В проект нерва был заложен УИ 8650 м/с
11000 - это вообще за пределами возможностей ТфЯРД. Может, псевдоожиженный слой, может, жидкий с центробежным удержанием, но никак не твёрдый. Повышение УИ с 9000 до 11000 - это на 20%, значит, повышение абсолютной температуры на 40%, что даёт нам с 3000 до 4200 градусов, а такого уже точно ни один материал не выдержит.

Там предполагаемая температура была около 3800К, а в своих выкладках вы ошибаетесь - при таких температурах у водорода нелинейно растёт теплоёмкость.

[Андрей Суворов]

И что? температура перестаёт быть мерой средней кинетической энергии? Или средний молекулярный вес уменьшается из-за диссоциации? Так диссоциацией до 5000 кельвинов можно пренебрегать - погрешность не превысит 10%

К тому же, это ведь температура водорода должна быть 3800 кельвинов, а температура поверхности, через которую идёт теплообмен, заметно выше должна быть - плотности потоков энергии просто чудовищные. Этим, кстати, псевдоожиженный слой выигрывает у конструкции - развитая поверхность уменьшает разницу температур между ТВЭЛами и рабочим телом.

[KBOB]

-----------------------------------------------------------------
В Загорске имеется превосходная база для наземных запусков ракетных двигателей, - поясняет Альберт Белогуров. - Мы изготовили около 30 образцов для стендовых испытаний. Водород сжигали в кислороде и затем газ направляли в двигатель - на турбину. Турбонасос перекачивал поток, но не в атомный реактор, как положено по схеме (реактора в Загорске, понятно, не было), а в атмосферу. Всего было проведено 250 испытаний. Программа завершилась полным успехом.
-----------------------------------------------------------------
Перед экспериментальным запуском реактор аккуратно опускали в шахту с помощью установленного снаружи (на поверхности земли) козлового крана. Шахта была соединена с выдолбленной на глубине 150 метров в граните и облицованной сталью сферической емкостью. В такой необычный "резервуар" закачивали под большим давлением газообразный водород (для использования его в жидком виде, что, конечно же, эффективней, не было денег). После запуска реактора водород поступал снизу в урановый котел. Газ раскалялся до 3000 градусов и с грохотом огненной струей вырывался из шахты наружу.
-----------------------------------------------------------------
Испытания реактора проводились в 1978-1981 годах. Результаты экспериментов подтвердили правильность конструктивных решений. В принципе ядерный ракетный двигатель был создан.
-----------------------------------------------------------------

Вот оказывается как в принципе ядреные двигатели создают!
Ну тогда получается что СССР в принципе и на Луну слетал!

[Андрей Суворов]

РД-0410, действительно, был фактически создан. Его первому полёту, который вполне мог состояться где-то в конце восьмидесятых, помешали лично Горбачёв и Чернобыльская катастрофа.
В Загорске отрабатывались внереакторные узлы, которые делают реактор двигателем.
Сам реактор отрабатывался на стенде довольно простой конструкции в Семипалатинске.
Программа была остановлена на стадии, когда уже нужно заказывать разработку разгонного блока с этим ЯРД.

[mihalchuk]

И что? температура перестаёт быть мерой средней кинетической энергии?

Непропорционально кинетической растёт внутренняя энергия молекул. При разгоне газа она переходит в кинетическую.

Или средний молекулярный вес уменьшается из-за диссоциации? Так диссоциацией до 5000 кельвинов можно пренебрегать - погрешность не превысит 10%

Это очень смелое заявление для 5000 К. При каком давлении? В водороднике при 3800 К из-за диссоциации падение УИ довольно заметно, а на стехиометрии (около 4000 К) достигает 1 км/с. И что входит в погрешность 10%? Если диссоциирует 10% водорода, то огого какой УИ получим.

К тому же, это ведь температура водорода должна быть 3800 кельвинов, а температура поверхности, через которую идёт теплообмен, заметно выше должна быть - плотности потоков энергии просто чудовищные. Этим, кстати, псевдоожиженный слой выигрывает у конструкции - развитая поверхность уменьшает разницу температур между ТВЭЛами и рабочим телом.

Это американские планы, я их защищать не буду. Просто сказал что знаю.

[Андрей Суворов]

Или средний молекулярный вес уменьшается из-за диссоциации? Так диссоциацией до 5000 кельвинов можно пренебрегать - погрешность не превысит 10%

Это очень смелое заявление для 5000 К. При каком давлении?

При том, при котором у нас будет 5000 К - в реакторе (в камере сгорания). В сопле давление меньше, но и холоднее. К тому же, если сопло вакуумное, т.е. длинное, часть молекул успевает рекомбинировать, потери от диссоциации уменьшаются на треть.

В водороднике при 3800 К из-за диссоциации падение УИ довольно заметно, а на стехиометрии (около 4000 К) достигает 1 км/с.

Что-что? Вы хотите сказать, что на стехиометрическом соотношении у водородника УИ меньше, чем оптимум у керосинки?

И что входит в погрешность 10%? Если диссоциирует 10% водорода, то огого какой УИ получим.

Нет, я писал про расчёт УИ - с потерями на диссоциацию и без.

[sas]

Не пинайте больно. В одном посте про ЖРД-шный сайт я уже попросил кратко рассказать о открытой, закрытой схеме, схеме газ-газ, кислой, сладкой, полусладкой и крепленой марочной схеме. Мне ответили и очень наглядно нарисовали.
Настала очередь ядреных двигателей. Твердо-фазный перед мысленным взором встает наглядно/грубо/зримо. Обычный реактор, только теплоноситель - рабочее тело вылетающее в трубу (сопло). Представить газофазный не могу. Мне бы схемку, аль чертеж.

[KBOB]

РД-0410, действительно, был фактически создан. Его первому полёту, который вполне мог состояться где-то в конце восьмидесятых, помешали лично Горбачёв и Чернобыльская катастрофа.
В Загорске отрабатывались внереакторные узлы, которые делают реактор двигателем.
Сам реактор отрабатывался на стенде довольно простой конструкции в Семипалатинске.
Программа была остановлена на стадии, когда уже нужно заказывать разработку разгонного блока с этим ЯРД.

Испытания реактора проводились в 1978-1981 годах. Причем тут Горбачев и Чернобыльская катострофа?

[mihalchuk]

Или средний молекулярный вес уменьшается из-за диссоциации? Так диссоциацией до 5000 кельвинов можно пренебрегать - погрешность не превысит 10%

Это очень смелое заявление для 5000 К. При каком давлении?

При том, при котором у нас будет 5000 К - в реакторе (в камере сгорания). В сопле давление меньше, но и холоднее. К тому же, если сопло вакуумное, т.е. длинное, часть молекул успевает рекомбинировать, потери от диссоциации уменьшаются на треть.

Диссоциация сильно зависит от давления. При 5800 на Солнце водород не только диссоциирован, но и ионизирован. Рекомбинация по длине сопла идёт непрерывно, пока есть чему рекомбинировать.

В водороднике при 3800 К из-за диссоциации падение УИ довольно заметно, а на стехиометрии (около 4000 К) достигает 1 км/с.

Что-что? Вы хотите сказать, что на стехиометрическом соотношении у водородника УИ меньше, чем оптимум у керосинки?

На стехиометрии что-то около 4200 м/с, а идеальный может подобраться к 5200 м/с. (1 км/с - это конечно, грубо. Реально поменьше, но много).

И что входит в погрешность 10%? Если диссоциирует 10% водорода, то огого какой УИ получим.

Нет, я писал про расчёт УИ - с потерями на диссоциацию и без.

Какой расчёт? Для нашего ЯРД?

[Андрей Суворов]

РД-0410, действительно, был фактически создан. Его первому полёту, который вполне мог состояться где-то в конце восьмидесятых, помешали лично Горбачёв и Чернобыльская катастрофа.
В Загорске отрабатывались внереакторные узлы, которые делают реактор двигателем.
Сам реактор отрабатывался на стенде довольно простой конструкции в Семипалатинске.
Программа была остановлена на стадии, когда уже нужно заказывать разработку разгонного блока с этим ЯРД.

Испытания реактора проводились в 1978-1981 годах. Причем тут Горбачев и Чернобыльская катострофа?

Испытания реактора шли и дальше. Остановились, потому что нужно было достраивать стенд, что было запланировано на 1986 год. На что не дали денег.

[KBOB]

Не пинайте больно. В одном посте про ЖРД-шный сайт я уже попросил кратко рассказать о открытой, закрытой схеме, схеме газ-газ, кислой, сладкой, полусладкой и крепленой марочной схеме. Мне ответили и очень наглядно нарисовали.
Настала очередь ядреных двигателей. Твердо-фазный перед мысленным взором встает наглядно/грубо/зримо. Обычный реактор, только теплоноситель - рабочее тело вылетающее в трубу (сопло). Представить газофазный не могу. Мне бы схемку, аль чертеж.

На Fas-е http://www.fas.org/nuke/space/c07sei_2.htm все знают!
Figure III-19 - Gas Core Reactor Program Milestones

Up to 1961 Air Force support of physics analysis

1961 Program transferred to NASA / AEC

1961 - 1973 Propulsion studies - Open Cycle NASA Lewis & UTC

- Nuclear Light Bulb UTC

- Cavity Reactor Experiments GE & INEL

1969 - 1973 Gas Reactors studied for power, breeder reactor and laser generation.

1970 - 1972 Cylindrical Cavity Test Reactor low power tests by Aerojet at INEL.

Spherical Test Reactor low power (0.5 kW) tests by NASA Lewis at INEL.

1973 Propulsion program terminated, NASA to study terrestrial power applications

1974 Nuclear pumped laser demonstrated (NASA JPL, NASA Langley, University of Florida, University of Illinois, Los Alamos and Sandia).

1975 - 1979 Los Alamos Critical Cavity Reactor Assembly with confined UF6 in seven tests achieved 20 kW for about 100 seconds.

UTRC Argon seeded with UF6 demonstrated reconversion and energy coupling in RF heated plasma confined in water-cooled fused silica walls, with equivalent Isp of 1,350 seconds.

1977 - 1979 Gas Core Reactor studied for Sustainer Breeder Reactor for Nonproliferation Alternative Systems Assessment Program (NASAP) at Los Alamos, UTRC and Science Applications.

1979 Program terminated (with over 160 reports issued)
-----------------------------------------------------------------------------
В 1979г программа была остановлена. Суворов вам подтвердит, что по вине Ченобыля и Горбачева!

[Андрей Суворов]

Диссоциация сильно зависит от давления. При 5800 на Солнце водород не только диссоциирован, но и ионизирован.

Мы говорим "от давления", реально подразумеваем - "от плотности", ро. А какая у Солнца плотность фотосферы?

На стехиометрии что-то около 4200 м/с, а идеальный может подобраться к 5200 м/с. (1 км/с - это конечно, грубо. Реально поменьше, но много).

Минуту. На стехиометрии УИ получается 5200, если бы не было диссоциации? Вы что-то путаете, нес па? А, если он получается таким при оптимальном соотношении компонентов, так это не из-за уменьшения диссоциации при падении температуры, а из-за снижения среднего молекулярного веса.

Ещё раз - фактические потери УИ в водородниках из-за диссоциации при существующих давлениях и соотношениях не превышают двух-трёх процентов.

И что входит в погрешность 10%? Если диссоциирует 10% водорода, то огого какой УИ получим.

Нет, я писал про расчёт УИ - с потерями на диссоциацию и без.

Какой расчёт? Для нашего ЯРД?

Любого газодинамического устройства, использующего водород в качестве рабочего тела. Хоть солнечнонагревный. Хоть электродуговой двигатель. В нём, кстати, температура и повыше, чем 5000 может быть, и всё такое. Главное, что в реакторе, теплообменнике, плазмотроне хоть 10 атмосфер, да будет. А скорее, и все 16. И этого хватит, чтобы потери УИ от диссоциации не превысили 10% при начальной т-ре 5000 кельвинов.

[KBOB]

РД-0410, действительно, был фактически создан. Его первому полёту, который вполне мог состояться где-то в конце восьмидесятых, помешали лично Горбачёв и Чернобыльская катастрофа.
В Загорске отрабатывались внереакторные узлы, которые делают реактор двигателем.
Сам реактор отрабатывался на стенде довольно простой конструкции в Семипалатинске.
Программа была остановлена на стадии, когда уже нужно заказывать разработку разгонного блока с этим ЯРД.

Испытания реактора проводились в 1978-1981 годах. Причем тут Горбачев и Чернобыльская катострофа?

Испытания реактора шли и дальше. Остановились, потому что нужно было достраивать стенд, что было запланировано на 1986 год. На что не дали денег.

Если двигатель "фактичски создан" зачем же стенд?

[mihalchuk]

Любого газодинамического устройства, использующего водород в качестве рабочего тела. Хоть солнечнонагревный. Хоть электродуговой двигатель. В нём, кстати, температура и повыше, чем 5000 может быть, и всё такое. Главное, что в реакторе, теплообменнике, плазмотроне хоть 10 атмосфер, да будет. А скорее, и все 16. И этого хватит, чтобы потери УИ от диссоциации не превысили 10% при начальной т-ре 5000 кельвинов.

Здесь у вас в корне неверные представления. Это в химическом ЖРД диссоциация портит картину. А в двигателях с внешним источником энергии (ЯРД, дуговой, гелиотермический) она наоборот способствует повышению УИ.

[KBOB]

Любого газодинамического устройства, использующего водород в качестве рабочего тела. Хоть солнечнонагревный. Хоть электродуговой двигатель. В нём, кстати, температура и повыше, чем 5000 может быть, и всё такое. Главное, что в реакторе, теплообменнике, плазмотроне хоть 10 атмосфер, да будет. А скорее, и все 16. И этого хватит, чтобы потери УИ от диссоциации не превысили 10% при начальной т-ре 5000 кельвинов.

Здесь у вас в корне неверные представления. Это в химическом ЖРД диссоциация портит картину. А в двигателях с внешним источником энергии (ЯРД, дуговой, гелиотермический) она наоборот способствует повышению УИ.

Шпасобствует, шпасобствует, только не очень сильно. 10-20% согласно теоретическим изысканиям американских ученых.

[Андрей Суворов]

В 1979г программа была остановлена. Суворов вам подтвердит, что по вине Ченобыля и Горбачева!

Газофазный реактор вообще не продвинулся так далеко, как твердофазный.
Янки закрыли программу ГфЯРД потому же, почему сворачивали производство одноразовых носителей - в пользу Шаттла

[mihalchuk]

Шпасобствует, шпасобствует, только не очень сильно. 10-20% согласно теоретическим изысканиям американских ученых.

Ну дык 9250 м/с + 20% =11 км/с, что и просил RadioactiveRainbow. Оттуда, наверное, и взяли цифирь.

[mihalchuk]

Не пинайте больно. В одном посте про ЖРД-шный сайт я уже попросил кратко рассказать о открытой, закрытой схеме, схеме газ-газ, кислой, сладкой, полусладкой и крепленой марочной схеме. Мне ответили и очень наглядно нарисовали.
Настала очередь ядреных двигателей. Твердо-фазный перед мысленным взором встает наглядно/грубо/зримо. Обычный реактор, только теплоноситель - рабочее тело вылетающее в трубу (сопло). Представить газофазный не могу. Мне бы схемку, аль чертеж.

Литература с чертежами по ним очень древняя, ещё с докосмических времён. Но в поисковиках всё-таки стоит порыться. И была одна статья в НК, можно поискать в оглавлении. Коротко суть такая. Имеется газофазный ядерный реактор, точнее - активная зона - в плазменном состоянии с магнитным удержанием. Через активную зону проходят прозрачные трубки, в которых нагревается водород. Он же эти трубки охлаждает.

[sas]

Так всеже в ГФ каналы есть! А то читал о минимальном - 0.1% уносе активной зоны с потоком рабочего тела. Тут мой мысленный взор и помутился.
Фактически, газовая фаза реактора - это медленно текуший ядеррый взрыв?

[WkWk]

Так всеже в ГФ каналы есть! А то читал о минимальном - 0.1% уносе активной зоны с потоком рабочего тела. Тут мой мысленный взор и помутился.
Фактически, газовая фаза реактора - это медленно текуший ядеррый взрыв?

Нет. Не взрыв - просто ядерное топливо в газобразном состоянии.
 В схеме физлер оно прямо в рабочей камере находиться - и соответственно уноситься в сопло.
 Еще была идея движок вращать чтобы уран центробежной силой к стенкам прижимало.

[KBOB]

В 1979г программа была остановлена. Суворов вам подтвердит, что по вине Ченобыля и Горбачева!

Газофазный реактор вообще не продвинулся так далеко, как твердофазный.
Янки закрыли программу ГфЯРД потому же, почему сворачивали производство одноразовых носителей - в пользу Шаттла

В гробу видели Штаты этот ЯРД. Они к Плутону на химии летят.

[Иван57]

RadioactiveRainbow пишет:
лити

RadioactiveRainbow пишет:
Там в активной зоне температура высокая? Может там типа лития газифицировать удастся? =( Что ещё из лёгких...
Может что из бороводородных соединений...

ЛЯ! Хочу двигатель с УИ>10км/с, отношением тяга/масса не менее 1 и умеренным энергопотреблением! И не на водороде.  :cry:  

http://rad-stop.ru/22-vzaimodeystvie-neytronov-s-veshhestvom/
"...Кадмий, литий и бор являются очень хорошими поглотителями тепловых нейтронов..."

http://ru.knowledgr.com/00020705/%D0%A2%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B8%D0%B9
"
...
Тритий произведен в ядерных реакторах нейтронной активацией лития 6. Это возможно с нейтронами любой энергии и является экзотермической реакцией, приводящей к 4.8 MeV. В сравнении сплав дейтерия с тритием освобождает приблизительно 17,6 MeV энергии.
...
"

Хм... Т.е. получается, что литий хорошо поглощает нейтроны, но с большим энерговыделением.
Т.е. можно нейтронным потоком от реактора греть газифицированный литий и иметь с этого приличную температуру, ибо литий выступает в виде ядерного топлива?
Холодный реактор-горячий литий?

[Andrey]

Иван57 пишет: 
Хм... Т.е. получается, что литий хорошо поглощает нейтроны, но с большим энерговыделением.
Т.е. можно нейтронным потоком от реактора греть газифицированный литий и иметь с этого приличную температуру, ибо литий выступает в виде ядерного топлива?
Холодный реактор-горячий литий?

Такой фокус не выйдет.
Дело в том что в реакции деления атомов урана выделяется порядка 200 МэВ энергии и 2,5 нейтрона. 
Один нейтрон необходимо направить на деление следующего атома урана, иначе цепная реакция заглохнет, а на литий остается 1,5 нейтрона.
Итого 4,8*1,5=7,2 МэВ, и это в лучшем случае.
То есть реакция в литии может дать прибавку не более 3,5% мощности.
 Соответственно горячий уран, а прибавкой от вашей реакции можно спокойно пренебречь.

[Иван57]

Andrey пишет:

Иван57 пишет:
Хм... Т.е. получается, что литий хорошо поглощает нейтроны, но с большим энерговыделением.
Т.е. можно нейтронным потоком от реактора греть газифицированный литий и иметь с этого приличную температуру, ибо литий выступает в виде ядерного топлива?
Холодный реактор-горячий литий?

Такой фокус не выйдет.
Дело в том что в реакции деления атомов урана выделяется порядка 200 МэВ энергии и 2,5 нейтрона.
Один нейтрон необходимо направить на деление следующего атома урана, иначе цепная реакция заглохнет, а на литий остается 1,5 нейтрона.
Итого 4,8*1,5=7,2 МэВ, и это в лучшем случае.
То есть реакция в литии может дать прибавку не более 3,5% мощности.
 Соответственно горячий уран, а прибавкой от вашей реакции можно спокойно пренебречь.

Выйдет.
Вот только у такого двигателя больше энергии будет выделяться через систему охлаждения реактора, чем через энергию реактивной струи.
КПД паровоза, да.
Но скорость реактивной струи можно будет сделать достаточно большой.
И таки да, литий тут хорошо заменить гексафторидом урана, например... Уран 238 или необогащенный. Больше энергии на 1 поглощенный нейтрон выделят.
Ну и в качестве основного рабочего тела - аммиак, наверно.
И запускать такой грязный движок только в космосе....

[Andrey]

Иван57 пишет: 
Выйдет.
Вот только у такого двигателя больше энергии будет выделяться через систему охлаждения реактора, чем через энергию реактивной струи.
КПД паровоза, да.
Но скорость реактивной струи можно будет сделать достаточно большой.
И таки да, литий тут хорошо заменить гексафторидом урана, например... Уран 238 или необогащенный. Больше энергии на 1 поглощенный нейтрон выделят.
Ну и в качестве основного рабочего тела - аммиак, наверно.
И запускать такой грязный движок только в космосе....

Если городить отдельную систему охлаждения с радиаторами, то будет еще хуже.
Уж лучше тогда добавить турбины с генераторами и ЭРД.

А если в качестве рабочего тела допускается применение урана,  то уж лучше вспомнить  «Орион».
Всяко удельный импульс будет больше.
Да и долю энергии в реакциях синтеза можно увеличить до половины и более.     

[Иван57]

Andrey пишет:

Иван57 пишет:
Выйдет.
Вот только у такого двигателя больше энергии будет выделяться через систему охлаждения реактора, чем через энергию реактивной струи.
КПД паровоза, да.
Но скорость реактивной струи можно будет сделать достаточно большой.
И таки да, литий тут хорошо заменить гексафторидом урана, например... Уран 238 или необогащенный. Больше энергии на 1 поглощенный нейтрон выделят.
Ну и в качестве основного рабочего тела - аммиак, наверно.
И запускать такой грязный движок только в космосе....

Если городить отдельную систему охлаждения с радиаторами, то будет еще хуже.
Уж лучше тогда добавить турбины с генераторами и ЭРД.

А если в качестве рабочего тела допускается применение урана, то уж лучше вспомнить «Орион».
Всяко удельный импульс будет больше.
Да и долю энергии в реакциях синтеза можно увеличить до половины и более.

После турбин температура низкая. Где-то 300 градусов Цельсия на радиаторе максимум.
А тут можно на радиаторе 700 градусов Цельсия сделать. А теплоизлучение оно в четвертой степени от абсолютной температуры...

Орион... Тяжеловат он. А тут штучка порядка первых десятков тонн.

Реакции синтеза... Да, было бы интересно зажечь ядерным запалом в таком движке и реакцию синтеза.
Но вот получится или нет - это другой вопрос.

[Andrey]

Иван57 пишет: 
После турбин температура низкая. Где-то 300 градусов Цельсия на радиаторе максимум.
А тут можно на радиаторе 700 градусов Цельсия сделать. А теплоизлучение оно в четвертой степени от абсолютной температуры...

С чего вы взяли что именно 300 градусов Цельсия?
Она может быть как больше так и меньше. 
Обязана быть только меньше чем перед турбиной.
У современных авиационных турбин входная температура больше 1500 градусов Цельсия.
Значит 700 градусов выходная вполне допустима.

Иван57 пишет: 

Орион... Тяжеловат он. А тут штучка порядка первых десятков тонн.

Реакции синтеза... Да, было бы интересно зажечь ядерным запалом в таком движке и реакцию синтеза.
Но вот получится или нет - это другой вопрос.

Какие первые десятки тонн, один радиатор на столько потянет.
Не получится.
Даже баланс энергий порождает тяжелую проблему.
Мы еще и не подошли к материалам из которых это чудо делать.
А как направлять нейтроны в литий?

[Иван57]

Andrey пишет:
У современных авиационных турбин входная температура больше 1500 градусов Цельсия.

...и лопатки этих турбин охлаждают...
Andrey пишет:

А как направлять нейтроны в литий?

Как, как.... Пропустить через активную зону реактора трубу.
Достаточно длинная активная зона и достаточно длинная труба.
Чтобы горячий литий стенок не касался можно тангенциально дуть туда какой-нибудь газ. В результате всё горячее будет в центре вихря.

[Юрий михайлович Темников]

Интересно, получится, нет?Ядерный импульсный двигатель без реактора , если микрокапсулу урана обжать  лазерным импульсом и в это же время ударить по ней высокоэнергетическим протонным импульсом разбивающим  атомы урана вдребезги ,с образованием десятков нейтронов?Наверное проще чем термояд?Получающаяся плазма  источник движения  для ЛА и источник энергии для МГД генератора и сверхпроводникового накопителя .

[Andrey]

Иван57 пишет: 
...и лопатки этих турбин охлаждают...

 А что запрещает охлаждать лопатки турбин в космосе.

Иван57 пишет: 
Достаточно длинная активная зона и достаточно длинная труба.
Чтобы горячий литий стенок не касался можно тангенциально дуть туда какой-нибудь газ. В результате всё горячее будет в центре вихря.

В такой конфигурации только половина избыточных нейтронов попадут в литий.
То есть мощность тепловыделения в литии еще упадет более чем в два раза.
Соответственно радиатор еще в два раза вырастет.   

[Chilik]

Иван57 пишет:
Чтобы горячий литий стенок не касался ...

Да пусть касается. Лишь бы воды и кислорода поблизости не было и не было некоторых других конструкционных материалов, несовместимых с литием. Сейчас уже больше 5 штук крупных плазменных установок используют жидкий литий в качестве элемента первой стенки, который принимает на себя основную мощность плазменного потока. Всё работает при температуре градусов 500. Гуглить по словам +Mirnov +lithium , там первая страничка поиска вся по делу.

[Дмитрий Инфан]

А как насчёт солевого двигателя Зубрина на растворе тетрабромида урана?

[космофан]

mihalchuk пишет:
Свыше 800С метан начинает разлагаться, при более 1000С проходит реакция:
2СН4->С2Н2 + 3Н2,

2СН4 -> С2Н2 + 3Н2 -> 2C + 4H2  из-за сажи от метана и отказались

[Дмитрий В.]

космофан котофеич пишет:

mihalchuk пишет:
Свыше 800С метан начинает разлагаться, при более 1000С проходит реакция:
2СН4->С2Н2 + 3Н2,

2СН4 -> С2Н2 + 3Н2 -> 2C + 4H2 из-за сажи от метана и отказались

Да Вы что?!

[космофан]

Дмитрий В. пишет: 

космофан котофеич пишет:

mihalchuk пишет:
Свыше 800С метан начинает разлагаться, при более 1000С проходит реакция:
2СН4->С2Н2 + 3Н2,

2СН4 -> С2Н2 + 3Н2 -> 2C + 4H2 из-за сажи от метана и отказались

Да Вы что?!  

к сожалниею да    
но водород нас спасет  

[Дмитрий В.]

космофан котофеич пишет:

Дмитрий В. пишет:

космофан котофеич пишет:

mihalchuk пишет:
Свыше 800С метан начинает разлагаться, при более 1000С проходит реакция:
2СН4->С2Н2 + 3Н2,

2СН4 -> С2Н2 + 3Н2 -> 2C + 4H2 из-за сажи от метана и отказались

Да Вы что?!    

к сожалниею да    
но водород нас спасет  

А вот по результатам испытаний метановых (и даже на СПГ) ЖРД никаких следов сажи не обнаружено.

[космофан]

Дмитрий В. пишет:

космофан котофеич пишет:

Дмитрий В. пишет:

космофан котофеич пишет:

mihalchuk пишет:
Свыше 800С метан начинает разлагаться, при более 1000С проходит реакция:
2СН4->С2Н2 + 3Н2,

2СН4 -> С2Н2 + 3Н2 -> 2C + 4H2 из-за сажи от метана и отказались

Да Вы что?!    

к сожалниею да    
но водород нас спасет    

А вот по результатам испытаний метановых (и даже на СПГ) ЖРД никаких следов сажи не обнаружено.

как я понял в ТфЯД идёт прямой нагрев рабочего тела, температура реактора около 3000К, а метан распадается на ацетилен и водород, а так как ацетилен нестабилен он сразу же распадается на водород и углерод
ЖРД немного другая тема