Доступный для России супертяж

[Seerndv]

m-s Gelezniak пишет:
Четыре лопасти и 2500 об не сильно вяжутся. Что то тут не так.

- Аэрбас не усомнился и они уже ваяют пепелац на его основе.

[Leonar]

Seerndv пишет:

Как учили меня в своё время в конторе - лучше тупой карандаш, чем острая память  
Про твёрдоокисные ТЭ и сброс газов через рулевые сопла уже забыли?
Хотя. конечно, можно дожечь в КС, но мы же хотим максимально безпроблемный ( сточки зрения родовых дефектов) двигатель?

И как вы будете решать проблему инертности тэ? пока он на режим выйдет, ракета уэже должна половину пути преодалеть...
и с весом тэ определились? Так же в соотношении мощность на кг?
И с регулятором?

[Seerndv]

См. п.2  - нужны НИР и ОКР  

Но по моему, обсуждение ушло в глубокий ОФФ, и надо вернуть эту площадку для маленьких любителей "тризенитов"   

[Leonar]

Seerndv пишет:
См. п.2- нужны НИР и ОКР

не... так не пойдет, это называется:
"ядерный реактор условно не показан"(с)
мнение:
плюсы от эл.привода насосов (для их более плавного регулирования расхода) перекроются с лихвой от минусов ибо в доказательство прикинте массы существующих ТНА и массу предложенной вами системы, причем некоторые узлы вы вообще себе не представляете...

[m-s Gelezniak]

Seerndv пишет:

m-s Gelezniak

пишет:
Четыре лопасти и 2500 об не сильно вяжутся. Что то тут не так.

- Аэрбас не усомнился и они уже ваяют пепелац на его основе.

Аирбас большой специалист по мелколётам и винтам?

[Leonar]

кстати у меня тоже дурацкие идеи есть для надежности с ТЭ (если он у нас будет весить как "пушинка")
берем баки Н2....О2 ---> ТЭ--->( 1), 2))
1) вырабатываем липездричество, часть липездричества насосами качаем в ТЭ, выхлоп в "камеру"

2) ТЭ греется же да? вот выхлоп греется,расширяется, в сопле ускоряется,
 ионизируем его и ускоряем выработанным липездричеством 
больше импульс, больше эффективность
наверное 

[Leonar]

Seerndv,а теперь докажи , что дурацкая идея

[Буцетам]

Leonar пишет:
Seerndv ,а теперь докажи , что дурацкая идея

Может он и станет доказывать. А я бы не стал...надоело. Если долго писать откровенную ерунду, то тема улетит в чёрную дыру, не думали?

Так вот, возвращаясь к электроприводу и топливным элементам. Помню, читал презентацию какого-то российского завода, который делал ТЭ на кислород-водороде. Они сообщали что у опытного образца была 2 кВт/кг удельная мощность. Не 2 кг/кВт, а именно 2 кВт/кг. С такими параметрами - хоть сейчас электрический ЖРД разрабатывай!
Презентация старая была, 2009 год, вроде. Если найду, дам ссылку.

Что же до преобразователя, то при его КПД 90% и мощности насосов 6 МВт (это ЖРД на 100 тонн тяги с давлением около 70 атмосфер), тепловыделение будет 600 кВт. Считая теплоту кипения кислорода (у водорода примерно то же) 200 кДж/кг, нужно иметь расход на охлаждение 1,5 кг/сек. Совсем немного! Такой теплообменник сделать не составит труда. Главное - это сделать преобразователь, так сказать, "распределённым" - из большого числа элементов. так проще будет охлаждать.

Какую тяговооружённость можно получить? Ну, при 6 МВт на насосах, КПД двигателя 85% и КПД преобразователя 90%, нужен топливный элемент на 8 МВт. Весить он будет 4 тонны (это если 2кВт/кг). Электродвигатель: 5 кВт/кг, весит полторы тонны (округлим). остальные "потроха" весить будут килограмм 600 (взял тяговооружённость Мерлина и посчитал с запасом). Суммируем: около 6 тонн. Тяга - 100 тонн-силы. Тяговооружённость: 17. Немного, совсем немного. Но для вакуумного двигателя - вполне приемлемо. Уже сейчас, при текущих технологиях. Сможем сделать ТЭ легче в три раза - и можно ставить на первую ступень.

Upd: поискал ссылку. Оказывается тот завод (Уральский электрохимический комбинат) делал всё же 2кг/кВт (0,5 кВт/кг). Но! Американцы несколько лет назад достигли 3 кВт/кг, причём это твердооксидный элемент, способный работать не только на водороде, но и на углеводороде    и лишь с небольшой потерей мощности . Так что ЖРД может быть не только водородным, но и на метане-этане или даже керосине. Тяговооружённость же подрастёт до 21. Ура, товарищи!

[Seerndv]

-  серийный ТЭ разработан 2011 для ниссановских электромобилей 

Nissan Motor yesterday revealed a new Fuel Cell Stack for Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) that packs 85 kW-h into a 34-liter package. Through improvements to the Membrane Electrode Assembly and the separator flow path, Nissan has improved the power density of the Fuel Cell Stack to 2.5 times greater than its 2005 model, and in so doing has created a world's best 2.5 kW.h per liter power density. Similarly, by reducing the need for platinum by 75 percent, manufacturing costs have been reduced by 85 percent.

Как говорится, был бы интерес.

[Буцетам]

Seerndv пишет:


- серийный ТЭ разработан 2011 для ниссановских электромобилей

Nissan Motor yesterday revealed a new Fuel Cell Stack for Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) that packs 85 kW-h into a 34-liter package. Through improvements to the Membrane Electrode Assembly and the separator flow path, Nissan has improved the power density of the Fuel Cell Stack to 2.5 times greater than its 2005 model, and in so doing has created a world's best 2.5 kW.h per liter power density. Similarly, by reducing the need for platinum by 75 percent, manufacturing costs have been reduced by 85 percent.

Как говорится, был бы интерес.

Ага, так что идея  - жизнеспособна, надо полагать!

 Только тут говорится про мощность на литр, а не на кг. Если посчитать на кг, например берём 2,5 кВт/литр и плотность в 2,5 кг/литр (довольно низкая плотность!), то получается 1 кВт/кг.

[Seerndv]

Я в качестве примера что за 5 лет плотность возросла в 2.5 раза, всё совершенствуется

Nissan has improved the power density of the Fuel Cell Stack to 2.5 times greater than its 2005 model, and in so doing has created a world's best 2.5 kW.h per liter power density.

- а по малогабаритности было тоже " чудо" работающее, кстати, на метане:

Компактные твердооксидные метановые топливные элементы достигли рекордной эффективности

Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (США) разработала высокоэффективный компактный твердооксидный топливный элемент (ТТЭ), использующий для повышения КПД паровой риформинг в микроканальном теплообменнике.
Обычные топливные элементы требуют дорогого платинового катализатора, легко отравляемого угарным газом и серой. Поэтому в них нужно использовать чистый водород, а не радикально более дешёвый метан (или биогаз).
Твердооксидные топливные элементы на основе диоксида циркония имеют катод, анод и даже электролит из керамики, поэтому способны работать при 700–1 000 ˚С — и без дорогой и чувствительной к отравлению платины.
Рис. 1. Твердооксидный топливный элемент с внешним паровым риформингом значительно увеличил свой КПД. (Здесь и ниже иллюстрации Pacific Northwest National Laboratory).
Но у них есть другая проблема: для выхода на рабочую температуру топливо и окислитель (кислород воздуха) надо разогреть до 700 ˚С, что требует затрат энергии. Можно использовать подогрев уже горячими продуктами реакции, выходящими из топливного элемента, но если делать это в самом топливном элементе, то произойдёт неравномерный нагрев его участков и растрескивание составляющих его керамических пластин.
Поэтому разработчики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории применили внешний микроканальный теплообменник, диаметр теплообменных каналов которого не больше обычной скрепки.
Помимо подогрева кислорода и природного газа продуктами реакции, теплообменник дополнительно проходит паровой риформинг: вода и углекислый газ (продукты реакции), реагируя с входящим метаном и кислородом при высокой температуре, дают водород и угарный газ, которые также реагируют в топливном элементе, играя роль топлива.
В результате в экспериментах на одном и том же топливном элементе удалось добиться нетто-КПД (с учётом затрат электроэнергии из сети на первоначальный разогрев ТТЭ) в 48,2% при мощности в 2,2 кВт и в 56,6% (!) — при мощности в 1,7 кВт.
До сих пор максимальный КПД твердооксидных топливных элементов не превышал 50%, поэтому речь идёт о весьма значительном достижении.
Рис. 2. Сам топливный элемент невелик: рядом для сравнения помещена разменная монета, призванная продемонстрировать компактность устройства. Да и оболочка теплообменника (слева внизу) не больше носового платка.
Почему мощность экспериментального ТТЭ была выбрана столь небольшой, не более 2,2 кВт?
По мнению разработчиков, источник именно такой мощности нужен средней американской семье для распределённого сценария производства энергии.
Множество домовладений в США имеют доступ к природному газу, служащему основным источником энергии и в большой американской энергетике. Однако КПД даже самых современных парогазовых установок не превышает 60%, в то время как у ТТЭ, по словам исследователей, 60% может быть достигнуто уже в ближайшее время, и это притом, что при распределённом сценарии использования нет потерь электроэнергии на передачу по проводам на сотни и тысячи километров.
Кроме того, если в большой энергетике $1 400 на киловатт-час установленной мощности строящейся ТЭС считается хорошим показателем, то твердооксидные топливные элементы уже сейчас имеют чуть меньшую себестоимость, а в ближайшее время могут выйти на показатель менее $1 000 за кВт•ч мощности.
Результаты проведённой работы опубликованы в Journal of Power Sources.



 

Однако, тему таки надо освободить.
Где-то болталась тема про бортовые электроисточники - там это как-то лучше будет смотреться.

[Кубик]

Seerndv пишет: $1 400 на киловатт-час :!:  установленной мощности:cry: строящейся ТЭС

За такие расценки прибьют без разговоров - и так руки чешутся... популярно объяснить, что мощность измеряется в КИЛОВАТТАХ!

[m-s Gelezniak]

End.

[Александр Ч.]

Эта музыка будет вечной (с) 

[m-s Gelezniak]

Александр Ч. пишет:
Эта музыка будет вечной (с)

Я о Железках.

[Александр Ч.]

Железки, чисто в инициативном порядке, под очередной диссер начальника, будут. Да и в ФКП пока финансирование в рамках "технологического задела" не аннулировали.

[m-s Gelezniak]

Александр Ч. пишет:
Железки, чисто в инициативном порядке, под очередной диссер начальника, будут. Да и в ФКП пока финансирование в рамках "технологического задела" не аннулировали.

А имеющегося недостаточно?

[Александр Ч.]

А тем временем за океаном (компиляция):

Tom Martin, Aerojet Rocketdyne пишет: 
SLS Block 1B offers co-manifesting capability sized nicely for ISS logistics modules.
That could be used for hab module, extends missions. Orion is the pickup truck, and hab module is camper you hitch to it.
Developed a notional manifest of SLS missions, 2/yr, including both crewed cislunar flights and other launches.

Ага, две миссии супертяжа в год.

[m-s Gelezniak]

Александр Ч. пишет:
А тем временем за океаном (компиляция):

Tom Martin, Aerojet Rocketdyne пишет:
SLS Block 1B offers co-manifesting capability sized nicely for ISS logistics modules.
That could be used for hab module, extends missions. Orion is the pickup truck, and hab module is camper you hitch to it.
Developed a notional manifest of SLS missions, 2/yr, including both crewed cislunar flights and other launches.

Ага, две миссии супертяжа в год.

Если в баках жить будут. Я нажрусЬ
!

[Seerndv]

- это ТМ у ЦиХ-а взяла?