ИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ!

[ааа]

Я думаю, ксенон используют неспроста, а именно из-за большой массы. Возможно с криптоном удельный импульс будет меньше.

[AlexB14]

Я думаю, ксенон используют неспроста, а именно из-за большой массы. Возможно с криптоном удельный импульс будет меньше.

Наоборот. УИ растёт процентов на 15, а тяга падает, где-то на столько же.

Сравнение выходных характеристик СПД-100 и СПД-140, работающих на ксеноне и ксенон-криптоновой смеси природного состава, проведено в работах [6, 7]. В частности, показано, что при ограничении на располагаемую мощность 2–2.5 кВт и замене ксенона на криптон-ксеноновую смесь удельный импульс СПД-100 может быть увеличен примерно на 10–20% по сравнению с удельным импульсом СПД на ксеноне. Однако уровень тяги при этом снизится примерно на 20%. Для СПД-140 при потребляемой мощности 3–5 кВт и анодном напряжении соответственно 300 и 500 В уровень удельного импульса при использовании криптон-ксеноновой смеси примерно на 17% выше по сравнению с СПД на ксеноне, а тяга снижается на 15–17%. Эти особенности тягово-энергетических характеристик СПД на криптон-ксеноновой смеси в значительной степени определяют эффективность ее использования в выполняемых ЭРД задачах управления космическими аппаратами.

Думаю ксенон пользовали и будут пользовать пока не возникнет серьёзного дифицита, - даже если он относительно дорогой, то всё равно его абсолютная стоимость ничто по сравнению со стоимостью КА на ГСО. :wink:

[ааа]

при ограничении на располагаемую мощность 2–2.5 кВт и замене ксенона на криптон-ксеноновую смесь удельный импульс СПД-100 может быть увеличен примерно на 10–20% по сравнению с удельным импульсом СПД на ксеноне. Однако уровень тяги при этом снизится примерно на 20%.

Честно говоря, не очень понимаю, за счет чего увеличивается уд.импульс.
В качестве минуса более легкого рабочего тела можно привести больший угол раскрыва струи, истекающей из сопла.

[AlexB14]

Честно говоря, не очень понимаю, за счет чего увеличивается уд.импульс.
В качестве минуса более легкого рабочего тела можно привести больший угол раскрыва струи, истекающей из сопла.

В качестве рабочей гипотезы можно предположить, что важнее бОльшая скорость на срезе сопла. Ну, а куда эти ионы будут разбегаться уже после выхода из сопла, вполне может быть по-барабану. :wink:

[Дем]

Честно говоря, не очень понимаю, за счет чего увеличивается уд.импульс.

Атом легче - его итоговая скорость больше (а следовательно и УИ). Но не настолько больше, чтобы дать ту же тягу, результат где-то посерединке

[AlexB14]

Честно говоря, не очень понимаю, за счет чего увеличивается уд.импульс.

Атом легче - его итоговая скорость больше (а следовательно и УИ). Но не настолько больше, чтобы дать ту же тягу, результат где-то посерединке

А почему посерединке!? Для СПД-140 и 500V, где-то 1 к 1. :wink:

[AlexB14]

Очень интересно, но вы бы лучше объяснили это Василию.
Глядишь, и его уровень знаний вознесся бы вслед за вашим на недосягаемую высоту.

Василию!?  Нет, уж! Спасибо! К нему учителя и так до конца ветки в очередь выстроились. А я очереди со времён развитого социализма слабо перевариваю.

Вы ведь больше не предлагаете отправить 17К к Луне парой тонн ксенона?

Нет! Не предлагаю. Можете взять себе эту несчастную пару тонн ксенона.  Я уже переделал блоки ЛОС и ГТК на смесь криптона и ксенона. Думаю уложиться в одну тонну этой чудесной смеси. На целевой орбите получим 20500кг. сухого веса. При этом, согласно моим экселевским подсчётам, блок ЛОС добирается самостоятельно с 200-км до целевой орбиты на двух СПД-290 за 1,7 года (с учётом снижения потребной ХС до 6400м/с). К сожалению на одном отпраить уже не получится, - время перелёта превысит время ресурса двигателя (Зато на 2-х, - почти бесплатно). При этом срок активного существования (далее - САС) на целевой орбите блока ЛОС снизится на 11%. Думаю это оптимально. На трёх СПД-290 блок ЛОС доберётся за 1,1 года, что составит всего 8% потерь от САС ЛОС. С учётом пробем по возведению 90кВт-ной СБ, как мне кажется, не стоит овчинка выделки. :wink:

[Димитър]

А существующие проекты посмотреть никак нельзя !?
ПРОЕКТ МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ РАЗРАБОТКИ РКК "ЭНЕРГИЯ":    
http://www.energia.ru/energia/mars/concept.html

1. ЭРД использующие литий как рабочее тело.
2. Солнечная ЭУ с пленочными фотопреобразователями энергии
3. http://www.energia.ru/energia/mars/nucl.html
Проведены работы по электрореактивным двигателям, в том числе по созданию литиевых электродуговых двигателей с электромагнитным ускорением плазмы большой мощности. Испытан электрореактивный двигатель мощностью до 300 кВт в одном агрегате.
4. РКК "Энергия" до 1988 года предусматривала использование ядерных реакторов в качестве электростанции для электрореактивных двигателей.
Источник электрической энергии - термоэмиссионный реактор-преобразователь на быстрых нейтронах со встроенными в активную зону термоэмиссионными преобразователями тепловой энергии в электрическую.

[AlexB14]

... по созданию литиевых электродуговых двигателей с электромагнитным ускорением плазмы большой мощности. Испытан электрореактивный двигатель мощностью до 300 кВт в одном агрегате. ...

Возможности двигателя, который забросили даже разработчикм, вызывают определённые сомнения. :?

[Димитър]

И так :
Я тоже считаю ГФЯРД НАМНОГО ЛУЧШЕ, чем ЭРД + ЯЭУ или СЭУ.
Вот только ЭРД, СЭУ и ЯЭУ уже существуют и летали, а для ГФЯРД пока только "доказана теоретическая возможность создания".
ИМХО - единственный проблем создания ГФЯРД - отсуствие желания управляющих отдать несколько миллиардов долларов на их создание. Но это вполне достаточно.  :evil:
Хотя те же миллиарды дают на ИТЕР и развитие термоядерных исследований! А используя те же технологии ГФЯРД сделать легче, чем термоядерный реактор...

Про КК на ЭРД:
1. До Марса спокойно можно летать на СЭУ и не заморачываться с радиацией и управлением реакторов. А вот к Юпитеру и дальше - однозначно ЯЭУ.
2. Он использования ксенона надо отказаться - при производстве в 15 тонн в год, только на ОДИН пиллотируемый полет до Марса надо копить ксенона более 20 лет!

[Димитър]

... по созданию литиевых электродуговых двигателей с электромагнитным ускорением плазмы большой мощности. Испытан электрореактивный двигатель мощностью до 300 кВт в одном агрегате. ...

Возможности двигателя, который забросили даже разработчикм, вызывают определённые сомнения. :?

Так СССР распался ...  

Или у Вас какие-то конкретные сведения? Так поделитесь !

[Дем]

А почему посерединке!? Для СПД-140 и 500V, где-то 1 к 1. :wink:

А ты сам посчитай
Если имеем одинаковую силу и дистанция разгона для частиц разной массы - то что будет со скоростью и импульсом?

[AlexB14]

А ты сам посчитай
Если имеем одинаковую силу и дистанция разгона для частиц разной массы - то что будет со скоростью и импульсом?

Да я согласен, что ионы с меньшей массой будут разгоняться до больших скоростей. Меня, в отличии от ааа, смутило несколько иное. При переводе на криптон СПД-100 УИ выросло на 15%, а тяга упала на 20%. А вот для СПД-140 и тяга и УИ изменились на один и тот же процент. Почему для разных движков немного разный эффект? Хотя, впрочем, разница не велика и вполне может укладываться в погрешности измерений. :wink:

[TestPilot]

Если имеем одинаковую силу и дистанция разгона для частиц разной массы - то что будет со скоростью и импульсом?

Очень может быть, что импульс сообщаемый КК, и соответственно скорость КК будет отличаться очень незначительно. Если же идет речь именно про разницу в скорости/импульсе ускоряемых частиц, то в английском языке есть такая идиома, who cares? С точки зрения разработчиков, двигатели то будут примерно одинаковой массы и мощности...

[Бахус]

Да я согласен, что ионы с меньшей массой будут разгоняться до больших скоростей. Меня, в отличии от ааа, смутило несколько иное. При переводе на криптон СПД-100 УИ выросло на 15%, а тяга упала на 20%. А вот для СПД-140 и тяга и УИ изменились на один и тот же процент. Почему для разных движков немного разный эффект?

В идеальном движке УИ обратно пропорционален квадратному корню атомной массы РТ. Т. к. массовый расход линейно зависит от атомной массы, то по формуле тяги получам, что она будет пропорциональна корню атомной массы.
В реале, при переходе на криптон имеем дополнительные потери, в основном, по ионизации и "размытости" начала зоны ускорения. Уровень потерь отличатся для разных моделей из-за неидеальности масштабирования. У моделей с большим диаметром - потери меньше. Основной фактор - снижается отношение объема плазмы к площади стенок камеры, соответственно снижаются пристеночные потери.
Что  и наблюдалось в сравнении 100 и 140 моделей.

[Dude]

Наверное тут офф, но никто не рассматривал такую экзотику как накопление на Земле весового кол-ва УХН и разогрев их какими-то нейтронными инициаторами на КА в целях использования как "рабочее тело" для РД?

[AlexB14]

Т.е. реактор (обычный тепловой, только котел греется от U/Pu), затем преобразователь тепла в механическую энергию (ПТУ или Стирлинг), потом преобразование в электричество, потом уже ЭРД? Да, и еще охладитель рабочего тела...
Попробуйте посчитать. Массу рабочего тела только не забудьте.
Это, конечно лучше, чем СБ на 2 МВт (27 МКС), но...

А разве гфЯРД не лучше, чем у комбинации ЭРД + ЯЭУ?
Удельный импульс практически тот же если не выше, но нет цикла преобразования тепло-механика-электричество-кинетическая энергия?
Да, гфЯРД, если я не ошибаюсь, вообще не испытывались, но никаких запретов на их создание нет. А за счет выкидывания ненужных промежуточных процессов удельная масса должна быть сильно (если не на порядки) меньше.

Что касается маленького ядерного реактора с турбомашиной, то подобную ЯЭУ мощностью 100 кВт американские специалисты хотят поставить на КА JIMO, предназначенный для исследования ледяных лун Юпитера. Имея практически одинаковую массу с рассматриваемой в отечественном проекте ЯЭУ типа «Топаз» со встроенными в активную зону термоэмиссионными преобразователями, американская установка отличается гораздо большими габаритами за счет вынесенного из активной зоны турбомашинного генератора и характерного для этого метода преобразования энергии крупногабаритного низкотемпературного излучателя.

Термоэмиссионные реакторы и на их основе ядерные энергетические установки прошли летные испытания ("Космос 1818", "Космос 1867"). Характеристики реактора-преобразователя большой мощности, включая вопросы обеспечения ядерной безопасности, исследованы на физическом стенде.
Более 200 реакторных термоэмиссионных преобразователей прошли испытания в активных зонах экспериментальных реакторов.

Птыц! А зачем нам американские методы и их проблемы? Может ограничимся отечественным опытом?  :wink:

[AlexB14]

Даже если я и преувеличил необходимую дополнительную массу, все равно гибрид ЭРД+ЯЭУ существенно проигрывает гфЯРД.
ИМХО, конечно

Птыц! Никак не могу понять Вашего юношеского максимализма. Что значит Ваше "или-или"? Для переброски грузов (а это основной транспортный поток) важнее УИ. Следовательно рулят ЭРД. А вот для "скоропортящихся грузов" типа людей, важнее тяга (эта часть грузопотока не велика, но важна). Значит от Земли до Луны, - ЖРД. А от Луны и далее, - РД-0410. А стремление к одному типа двигателя, - это детская болезнь ПК. :wink:

[Chilik]

Наверное тут офф, но никто не рассматривал такую экзотику как накопление на Земле весового кол-ва УХН и разогрев их какими-то нейтронными инициаторами на КА в целях использования как "рабочее тело" для РД?

Вопрос одним словом: "Анахрена?"
Ни одного видимого глазом преимущества ультрахолодных нейтронов (а правильно ли я это расшифровал? - а то прям щазз человека мочить начну, и конфуз получится  :oops: ) перед обычными протонами из водорода я не вижу. А геморроя по совершенно разным причинам неимоверно много.

[Dude]

Наверное тут офф, но никто не рассматривал такую экзотику как накопление на Земле весового кол-ва УХН и разогрев их какими-то нейтронными инициаторами на КА в целях использования как "рабочее тело" для РД?

Вопрос одним словом: "Анахрена?"
Ни одного видимого глазом преимущества ультрахолодных нейтронов (а правильно ли я это расшифровал? - а то прям щазз человека мочить начну, и конфуз получится  :oops: ) перед обычными протонами из водорода я не вижу. А геморроя по совершенно разным причинам неимоверно много.

Мочите, я плавать умею, это они самые!
Преимущество вижу в высокой плотности топлива. Т.е. фиксированный объем баков, на громадную массу "рабочего тела".
Геморрой я и сам вижу. Лучше расскажите как примерно будет выглядеть схема РД на УХН. Я мечтаю, о чем-то типа направленного, многоступенчатого процесса нагрева.