Сверхпроводящий накопитель энергии.

[Гусев_А]

Все эти мысли не новы, но вроде пока однозначного заключения нет.

Мысль такая: Если создать водород-кислородный блок и в нижней части водородного бака поместить сверхпроводящую катушку-сверхмощный накопитель энергии. А за место турбины в ТНА установить электродвигатели (возможно со сверхпроводящими катушками, охлаждаемые тем же жидким водородом).

Возможно ЖРД станет очень значительно проще, особенно если сравнивать с замкнутой схемой. А УИ должен быть не меньше, а даже больше, так как не расходуется топливо на создание давления. И кроме того можно увеличить процент водорода.

По заявлениям некоторых авторов на сверхпроводящей катушке можно накопить очень большое кол-во энергии, при не больших размерах и массе соизмеримое с полной работой ТНА на полный полет.

[hcube]

Вообще выигрыша не будет. ТНА приводится в ЖРД за счет энергии, отбираемой от стенок сопла, которые так и так надо охлаждать. Вот в двигателе открытой схемы - может и имело бы смысл. Но не в в водородный - там за УИ гонятся, а открытая схема его снижает. И массовео совершенство падает. Кстати, в жидкий кислород катушку тоже вполне можно окунать - вот в керосинке открытой схемы, может быть, электродвигатель прогрессивнее перекиси окажется. ПРОЩЕ - нет, не станет. Там турбина, тут многополюсный электродвигатель. Может сать _многоразовее_. Точно станет более управляемым. Но проще - не. Примерно такой же и останется.
Еще оидн ньюанс - чем выше давление в камере, тем больше нужна мощность для подачи компонентов. AFAIK в современных ЖРД с высоким давлением она составляет до 5% от мощности двигателя. Так-то она отбирается даром, а так придется делать накопитель и запасать в нем энергию для всего времени работы ТНА.

Повторюсь - идея _в принципе_ перспективна для всяких самоделок на паре керосин (метан) - ЖК. Именно вместо аккумулятора. Потому как ЗНАЧИТЕЛЬНО проще контролировать двигатель. С другой стороны, у меня почему-то ощущение есть, что по стоимости литиевый аккумулятор в такой схеме будет выгоднее, чем сверхпроводящая катушка - товар штучный и пока недоведенный ;-).

[Старый]

Никаких шансов. По сравнению с двигателем замкнутой схемы УИ не изменится. А вот вес... Вес накопителя, преобразователя и электродвигателя соответствующей мощности уменьшит весовое совершенство и в итоге только ущерб.

[sychbird]

Идея, ИМХО, имеет смысл для реализации турбодетандера-ожижителя, предназначенного для обеспечения длительного хранения водорода в космосе.

[Дмитрий Виницкий]

Чё-то мне попадалась схема электротрансмиссии от турбогенератора на компрессор. Кажись, на Мерлин !

[Saul]

В методе ФСА (функционально стоимостной анализ) есть способ "мозгового штурма" через озвучивание случайных ассоциаций - отличный пример. Всем читателям "НК", не думайте что "крыша поехала", так надо!!! Уважаемый Гусев А. раскрой мысль "ширее".

[Дмитрий Виницкий]

Так нада, чтобы ехала?

[hcube]

Да - добавление. Сверхпроводящий накопитель по сути - это пружина. В нем сила Ампера растягивает сверхпроводящую катушку. Если катушка не будет дОлжным образом армирована - рассыплется нафиг ;-) Поэтому плотность энергии в ней не превысит плотность... да в том же супермаховичном накопителе - кстати говоря, может, проще им приводить? На земле закрутили, на орбите оно кончилось ;-) Чтобы избежать гироэффекта - два противовращающихся соосных маховика, работающих на две ступени ТНА ;-D.

[ааа]

А за счет чего в сверхпроводящей катушке накапливается большая энергия ?
Поясню вопрос. Когда сверхпроводник подключен к источнику ЭДС, мы можем увеличить ток за счет уменьшения внутреннего сопротивления источника (грубо говоря, вброс большего количества электронов). При этом  проводник электрически нейтрален: сколько электронов в него влетело с одной стороны, столько же ушло с другой, при том, что этих электронов может быть больше или меньше.
В замкнутом же кольце электронов ровно столько, сколько их есть в проводнике данного объема. За счет чего они могут обеспечить больший ток?  За счет их "разгона"?

[Scarecrow]

Правильнее называть "сверхпроводящий накопитель магнитной энергии"(E=1/2 L I^2). Тогда недоразумение исчезает, катушка она и есть катушка, то есть индуктивность.
А большой ток в сверхпроводнике вообще получить "нелегко", если хотим сохранить сверхпроводимось.

[KBOB]

Да - добавление. Сверхпроводящий накопитель по сути - это пружина. В нем сила Ампера растягивает сверхпроводящую катушку. Если катушка не будет дОлжным образом армирована - рассыплется нафиг ;-) Поэтому плотность энергии в ней не превысит плотность... да в том же супермаховичном накопителе - кстати говоря, может, проще им приводить? На земле закрутили, на орбите оно кончилось ;-) Чтобы избежать гироэффекта - два противовращающихся соосных маховика, работающих на две ступени ТНА ;-D.

Совершенно верно! Посути мы имеем сосуд высокого давления, только вместо газа - магнитное поле.

[Rakanishu]

Если мне не изменяет память, состояние сверхпроводимости совершенно "не дружит" с наличием магнитного поля. Так что накопить заметную энергию в такой катушке не получится.

[Дмитрий Виницкий]

Эээ, http://elementy.ru/news/164759

[ааа]

Правильнее называть "сверхпроводящий накопитель магнитной энергии"(E=1/2 L I^2). Тогда недоразумение исчезает, катушка она и есть катушка, то есть индуктивность.
А большой ток в сверхпроводнике вообще получить "нелегко", если хотим сохранить сверхпроводимось.

В смысле, большая энергия получается за счет высокой индуктивности? Вполне возможно, добротность-то будет высокая за счет никакого сопротивления.

[Chilik]

В смысле, большая энергия получается за счет высокой индуктивности? Вполне возможно, добротность-то будет высокая за счет никакого сопротивления.

Добротность тут вообще никакой роли не играет.
Можно пользовать два подхода, которые дадут одинаковую цифру.
Первый - физический. Энергия есть интеграл по всему объёму от Аш-квадрат/восемь-пи (СГС, естественно).
Второй - электротехнический, через индективность, как было выше указано.
Чтобы похерить идею с индуктивным накопителем, скажу, что стоимость магнитной системы на поле 5-6 тесла (50-60 килогаусс) с объёмом поля в долю кубометра составит примерно полмиллиона баксов. Плюс-минус, там в цену очень сильно входят конкретные решения по выбору конструкции криогенных и вакуумных систем и электропитания. Сколько на эти деньги можно керосина закупить? А энергозапас - несколько мегаджоулей. А киловатт-час = 3.6 мегаджоуля = рупь с чем-то по деньгам. Можно по энергетике и на керосин пересчитать, тоже плохо. По массогабаритным - ещё хуже.

[ааа]

Добротность тут вообще никакой роли не играет.

Почему же? Можно сделать две катушки одинаковой конфигурации, но одну из сверхпроводящего материала, а другую из обычного. Индуктивности катушек будут одинаковы, однако в первом случае можно пропустить через катушку гораздо больший ток и соответственно запасти в ней больше энергии.

[hcube]

Не в ней ;-) При большой плотности энергии первичное значение имеет ПРОЧНОСТЬ материала катушки, а не ее проводимость. Если есть даже сверхпроводник с безлимитной плотностью тока, все равно, чтобы запасти энергию, надо его охватить бандажем.

Индуктивность и внутреннее сопротивление катушки тут ВООБЩЕ не при чем. Первая определяет условно говоря рабочее напряжение катушки, а второе - скорость потери энергии (кстати энергия теряется даже в сверхпроводящей катушке - синхотронное излучение, ага).

[ааа]

Индуктивность и внутреннее сопротивление катушки тут ВООБЩЕ не при чем. Первая определяет условно говоря рабочее напряжение катушки, а второе - скорость потери энергии (кстати энергия теряется даже в сверхпроводящей катушке - синхотронное излучение, ага).

Ну а при некоторой заданной прочности? Как же величина индуктивности может определять только напряжение, если она входит в формулу энергии для катушки? А сопротивление ограничивает ток, который тоже входит в формулу энергии.

[hcube]

У сверхпроводника сопротивления нету ;-) А индуктивность с сопротивлением свзяаны обратным соотношением - ниже индуктивность, ниже сопротивление - потому что провод катушки толще и короче ;-) Поэтому катушки одного размера накапливают одинаковое количество энергии, вне зависимости от того, какова их индуктивность.

[ааа]

А индуктивность с сопротивлением свзяаны обратным соотношением - ниже индуктивность, ниже сопротивление.

Не, мне этого, наверное, никогда не понять...