Плотность энергии.

[Peter]

Уран 235, 233, Плутоний 239 и так далее.
Там проблема обратная - как справится с такими тепловыми потоками.
И ее решение приводит к ГФЯРД.

[Ark]

Я думаю, значим и объёмный показатель плотности энергии, тех же 10 МДж/кг. Одно дело Магний, а другое Водород.
Кроме этого немаловажно фазовое состояние энергетического материала.

[RadioactiveRainbow]

Я думаю, значим и объёмный показатель плотности энергии, тех же 10 МДж/кг. Одно дело Магний, а другое Водород.
Кроме этого немаловажно фазовое состояние энергетического материала.

В первом приближении можно не учитывать. Для химических источников энергии массма хранилища не превышает в среднем 10% от массы энергоносителя.
Вот для атомного топлива, конечно, необходимо учитывать и массу хранилища и, возможно, преобразователя и рабочего тела.

[Ark]

Существуют ещё расходы на производство энергетического материала.
Типа дрова собрать на опушке леса или построить цех по производству, хранению и заправки ракеты водородом.

[Имxотеп]

Я думаю, значим и объёмный показатель плотности энергии, тех же 10 МДж/кг. Одно дело Магний, а другое Водород. Кроме этого немаловажно фазовое состояние энергетического материала.

В первом приближении можно не учитывать.

Учитывать это все-таки нужно.
Например можно в качестве энергонакопителя использовать легкий газ (гелий) разогретый до состояния полной ионизации и выше. Энтальпия горячей плазмы будет настолько велика, что плотность запасенной энергии даже с учетом массы контейнера легко превысит и 10, и 20, и 30 МДж/кг.  Минус ровно один -  низкая объемная плотность энергии. Поэтому здесь необходимо ввести еще один критерий, скажем объемная плотность энергии должна быть не хуже чем у LOX/LH2 (3.6 ГДж/м3)

[hcube]

Не будет. Действительно, на единицу массы в плазме запасено дофига энергии... но... но есть проблема ее удержания. С этой точки зрения плазма - это сильно перегретый газ. И давление она оказывает такое же как газ. Давление пропорционально температуре, запас энергии - тоже температуре. Выигрыша один фиг нету ;-)

Народ, не мучьтесь ;-) Принципиальный выигрыш по отношению к водород-кислороду химико-физические методы не дают. Только ядерные. Скажем, бэта-распад трития до электрона плюс гелий-3. Но там немножко большой период полураспада - для АМС намана, а для выведения на LEO - фигня ;-).

[Имxотеп]

Не будет. Действительно, на единицу массы в плазме запасено дофига энергии... но... но есть проблема ее удержания. С этой точки зрения плазма - это сильно перегретый газ. И давление она оказывает такое же как газ. Давление пропорционально температуре, запас энергии - тоже температуре. Выигрыша один фиг нету ;-)

отнюдь
запас - это энергия потраченная на ионизацию плазмы. например у гелия потенциал ионизации - 25 эВ, а температура, при которой он может жить в ионизованном состоянии ~ 2-3 эВ. Хотя конечно по большому счету все это чистый сфероконь в вакууме.

[Татарин]

отнюдь
запас - это энергия потраченная на ионизацию плазмы. например у гелия потенциал ионизации - 25 эВ, а температура, при которой он может жить в ионизованном состоянии ~ 2-3 эВ. Хотя конечно по большому счету все это чистый сфероконь в вакууме.

А с чего это вдруг?
Термодинамику отменили?

Если охладить геливую плазму до 2-3эВ она начнёт, ессно, рекомбинировать. И ионизованой в итоге окажется только та часть плазмы, которая должна быть ионизированой при такой температуре.
И, конечно, плазму очень сложно термоизолировать: даже при идеальном магнитном удержании излучательные потери достаточно высоки.

[zyxman]

Не будет. Действительно, на единицу массы в плазме запасено дофига энергии... но... но есть проблема ее удержания. С этой точки зрения плазма - это сильно перегретый газ. И давление она оказывает такое же как газ. Давление пропорционально температуре, запас энергии - тоже температуре. Выигрыша один фиг нету ;-)

Зато легче потратить, что тоже может быть полезно.
Ну например, если я правильно понимаю, при аэродинамическом спуске с орбиты горячую плазму используют для рассеивания тепла.

[sychbird]

Исторически сложилось так, что большую часть знаний о свойствах и поведении плазмы получены применительно к задачам термоядерного синтеза. (за исключением задач по газовой динамике и горению.) А там проблема удержания плазмы является краеугольной.
Применительно к РД такая проблема не стоит вовсе. Здесь краеугольной задачей является эффективный, с точки зрения получения  максимальной скорости истечения, вывод плазменного потока..
Это различие необходимо учитывать при оценке эффективности плазмы, как энергетического контейнера.

До сих пор в двигателестроении активно не использовались физические методы эффективной ионизации рабочего тела в КС. Причина в отсутствии легких и компактных источников ЭДС. Однако существуют топливные элементы, позволяющие снимать очень большие плотности тока в единицу времени. И, что самое интересное есть, варианты очень мощных  топливных элементов с к крайне интенсивным выделением водорода в результате электро-химической реакции.

Акустическая энергия в КС тоже во многом рассматривается как паразитный процесс. Но если подойти к ней как дополнительному резерву для повышения эффективности ионизации рабочего тела, можно существенно увеличить удельный импульс при той же термодинамической эффективности по энтальпии.

РД на химической энгергии еще весьма далеки от пределов своей эффективности, ИМХО.

[Fakir]

А ЗА КАКИМ ЛЕШИМ вам ионизировать рабочее тело в ЖРД?!  :lol:

[zyxman]

А ЗА КАКИМ ЛЕШИМ вам ионизировать рабочее тело в ЖРД?!  :lol:

А за тем что можно еще ускорить рабочее тело _физическими_методами_ и поднять УИ, а эффективно ускорять незаряженные частицы (неионизированное рабочее тело) пока еще не научились.

[Fakir]

Энергию (в виде электричества!!!) для доускорения ГДЕ возьмёте? Из тумбочки?

[zyxman]

Энергию (в виде электричества!!!) для доускорения ГДЕ возьмёте? Из тумбочки?

Из тумбочки :lol:

Дело в том что кроме электромагнитных способов ускорения пока доступно только нагрев, а у нагрева проблема что он греет не только рабочее тело но и стенки камеры сгорания и сопло.
Сейчас уже перепробованы почти все несложные методы удержания нагретого рабочего тела, и уже дальнейший рост УИ сдерживается возможностями роста температуры.
Плюс есть проблема неудобных топлив, например что при сгорании образуются тугоплавкие и очень твердые вещества (по сути абразив).

Можно пытаться далее совершенствовать удержание нагретого рабочего тела, а можно перейти от сильного нагрева к электромагнитному ускорению - если КПД преобразования энергии будет достаточно высоким, электромагнитное ускорение однозначно выгоднее нагрева, особенно с неудобными топливами, вроде аллюминия, тк ускоритель может ускорять и пыль.

[Fakir]

а у нагрева проблема что он греет не только рабочее тело но и стенки камеры сгорания и сопло.

Ужасная проблема, просто чудовищная и нерешаемая!  

Сейчас уже перепробованы почти все несложные методы удержания нагретого рабочего тела, и уже дальнейший рост УИ сдерживается возможностями роста температуры.

Да ну?! Сами придумали?
А вам никогда не приходило в голову сравнить температуру и УИ у водородных и керосиновых ЖРД?

[dan14444]

Лучче б тумбочку пообсуждали... Ну там МГД с изотопным приводом али СБ/решётки для снятия больших мощностей с луча...

[sychbird]

А ЗА КАКИМ ЛЕШИМ вам ионизировать рабочее тело в ЖРД?!  :lol:

Ионизация рабочего тела в ЖРД может идти и за счет не первых потенциалов ионизации внешней электронной оболочки. А это открывает дополнительный и не слабый резервуар энергии, при рекомбинации этих уровней. Но это все интересно при не чисто термической ионизации.
Ну и прав zyxman, по поводу электромагнитного доразгона. Хотя здесь объехать закон сохранения энергии сложно. Но теоретически можно представить, что даже с учетом КПД преобразования тепловой энергии в электромагнитную эффективность преобразования энергии в кинетическую энергию реактивной струи, будет выше чем в самом совершенном расширительном сопле, за счет той части энергии, которая идет на нагрев сопла и стенок КС.

Насчет тумбочки: читайте внимательно мой предыдущий пост.

[Татарин]

там проблема удержания плазмы является краеугольной.
Применительно к РД такая проблема не стоит вовсе.

Ионизация - это температура порядка единиц эВ, то есть - десятки тысяч градусов. Нет материалов, способных выдержать более-менее длительный контакт с 20000-40000К плотной плазмой.
Замечу, что магнитное удержание к ней тоже неприменимо.

[Макар]

Можете мои фантазии пообсуждать
http://makarov.od.ua/index.php/teoreticheskieosnovi

[hcube]

Плазма в качестве РТ - это конечно здорово, но энергию-то где взять для ее нагрева? ;-) Химия хороша тем, что в ней энергия уже в рабочем теле содержится. А в плазму ее надо вкачивать...

Мое HO - что наилучшим по УИ был бы термоядерный двигатель прямого действия - т.е. линейный реактор, с одной стороны котрого магнитная ловушка открыта и отработанная гелиевая плазма свободно сбрасывается. Но это не в ближайшие десятилетия.