- kerosene
- Постоялец
Разработан детальный облик и определены технические характеристики ключевых составляющих транспортно-энергетического модуля с ядерным реактором – системы преобразования энергии, системы сброса тепла на основе капельного холодильника-излучателя, электроракетной двигательной установки.
Завершено проектирование, изготовление, монтаж и пусконаладочные испытания теплового имитатора ядерного реактора мощностью до 1 МВт и рабочей температурой до 1500 К.
Это в ИЦ им.Келдыша проектируют и испытывают раетный ядерный реактор для полета на Марс.
al
> > РД0410. Ядерный ракетный двигатель
> Сделано в Советском Союзе.
Ну это я в качестве примера привел. Это устаревший двигатель и он естественно никуда не полетит, а полетит тот, который сейчас разрабатывается в ИЦ им.Келдыша - реактор с тепловой мощностью 1 МГВт.
Транспортно-энергетический модуль с ядерным реактором для полета на Марс.
Генеральный директор этого центра академик Коротеев в свою очередь подтвердил обозревателю «Оружия России» Валерию Елисаветскому информацию о том, что «эскизный проект космического корабля с ядерной энергоустановкой мегаваттного класса будет завершен к концу 2012 года.
А проектирование ядерного реактора для него планируется закончить уже в этом году». На основе ядерной энергодвигательной установки будет создан транспортно-энергетический модуль (ТЭМ). В его состав войдет газоохлаждаемый атомный ректор с турбомашинным преобразованием тепловой энергии в электрическую и высокоэффективные электроракетные двигатели.
По словам Коротеева, ТЭМ - это качественно новое космическое средство. Он сможет обеспечить длительные экспедиции в дальний космос, рост экономичности транспортных операций в 20 раз, рост электрической мощности в космосе более чем в 10 раз, эффективную межорбитальную транспортировку.
Также ТЭМ сможет осуществить эффективную реализацию экспедицию на другие небесные тела, например, Луну или Марс, с созданием напланетных станций, т.е. осуществление экспедиций пребывания, а не посещения, промышленное производство в космосе, создание эффективных систем очистки космоса от мусора, борьбу с астероидной опасностью.
Конечно, проект интересный, и хотя на его осуществление планируется выделить около 500 млн. руб., весь вопрос в том, что дойдут ли эти деньги до наших ученых и инженеров. Даже тот же Коротеев говорил о том, что в 2010 г им было выделено всего 70 млн. руб., причем из них из них 40 млн. были перечислены РКК "Энергия" на реализацию ее программы. Посмотрим, что будет дальше, время покажет.
D-Prince
Повторю, антивещество вовсе не подразумевает фотонную тягу, это лишь компактный источник энергии
> Я уже понял, что для вас фотонный звездолет это фонарик
ну да, патент еще не прочитал, но там тоже речь идет о лазере, теперь чуток математики
E=mc^2 P=mc P/E=1/c
E=mv^2/2 P=mv P/E=2/v
Чем больше знаменатель (скорость истечения), тем меньше отношение импульса к затраченной энергии (или силы к мощности), менее эффективен двигатель
Но тут вступает др ограничение - ракета несет рабочее вещ-во с собой, его запас ограничен и приходится все же наращивать скорость истечения, см. формула Циолковского:
v=v0*ln(m0/m) -
v-конечная скорость ракеты
v0-скорость истечения топлива
m0-нач. масса (с топливом)
m-конеч.масса (без топлива)
Сейчас скорость истечения для самых эффективных двигателей значит. меньше потребной конечной скорости (8 км/c лишь для выхода на орбиту), это заставляет строить многоступенчатые ракеты, где большая часть массы - топливо, нужен разумный минимум скорости истечения, превышающий суммарные затраты скорости на все маневры в пути в неск. раз, фотонный двигатель нужен разве что для полетов к др звездам, и то он остается адски неэффективен
Вообще идеальный двигатель был бы тот, который не несет раб. вещество с собой и не ограничен его запасом, см. межзвездный газ
al
> Ухты, какие картинки, да ещё и на русском!
Из старых советских книжек )
kerosene
Есть ссылка, где подробно почитать? И он для полетов или работы на стенде, как РД0410?
Aslan
> фотонный двигатель нужен разве что для полетов к др звездам, и то он остается
> адски неэффективен
Поправлю - про имульс и скорость ты сейчас рассуждал с позиций механики Ньютона. С фотонами всё немного по другому. Фотон - это "читая энергия", не обременная массой и потому формулы по которым ты делал прикидки не работают. Энергия фотона определяется как E=hv, а импульс равен p=hv/c (где v - частота). Как видишь квадратичной зависимости в энергии против линейной у импульса... просто нет. Именно потому фотонные двигатели и рассматриваются КАК САМЫЕ ЭФФЕКТИВНЫЕ в литературе. Дело тут на самом деле даже не в том что у фотона максимально возможная сокрость - эта штука сидит в его природе - а именно в том что фотон это "чистая энергия-импульс", не обремененная массой.
=A=L=X=
> Энергия фотона определяется как E=hv, а импульс равен p=hv/c (где v - частота).
P/E=1/c, как и у меня, все верно
Фотонный двигатель - величайшее расточительство во вселенной
Для простоты пусть наш корабль "весит" 1000 тонн, хотим ускорение 1g (до скорости света год разгонятся),
P=Fc=3e15Вт
3млн Гвт всего лишь, 1 год разгон, 1 год торможение (не учитывая ОТО, там все хуже)
Aslan
> Вообще идеальный двигатель был бы тот, который не несет раб. вещество с собой и
> не ограничен его запасом, см. межзвездный газ
#Фотонные ракеты в первую очередь подразумевали ловлю (на борту антивещества больше, если не путаю)
Ну млин, даже на Марс сегодняшние "примитивные" проекты рассматривают возможность захвата прозапас вещества "по пути". А потенциальные движки на будущие (если видеть с подробным описанием схемы) - тем более. "Ловушки" и прочие приспособления для ловли чего-то-там из космоса, для дальнейшей переработки.
==
Например, проект "Созвездие" (к Марсу и Луне), по условию конкурса разработки /CEV, Crew Exploration Vehicle/, обязательным условием было предоставить блок рес.переработки вещества и эффективное использования в двигателях.
История носителей Дельта-4 и Атлас-5 (с "нашими" движками), вариант корабля "Орион"...
==
Итак, вариант CEV "локхида", компоновка (с элементами нашего "Клиппера"):
ВА (возратный модуль)
ресурсный модуль с энергосистемой и двигателями ("приборно-агрегатный отсек")
"ресурсный" надмодуль (сборщик вещества)
жилой модуль
грузовой модуль
универсальный ракетный блок (КВТ)
-
На врезке - второй вариант CEV от «Локхида»: слева ракетный блок, справа возвращаемый аппарат, между ними цилиндрический «модуль миссии»
/...сверху над ним - сборщик? /
Aslan
Посмотри теперь на мои прикидки.
Пусть у нас есть система двигатель-топлива общей массой M. Конструкцию самого двигателя выкинем из рассмотрения оставим только то что есть топливные баки массой M.
1. Конструкция - фотонный двигатель. Масса M состоит из двух равных частей m1 и m2, которые аннигилируют в фотоны и часть импульса мы от них отбираем для разгона.
Общий импульс считаем так:
Энерговыделение в виде фотонов по E=mc^2 будет:
E=(m1+m2)*c^2=M*c^2.
Фотонов выделилось N, их общая энергия по формуле: E=Nhv (где v - частота), равенство соблюдаем, поэтому:
Nhv=M*c^2
Чтобы из левой части получить импульс делим на c, а значит и правая часть поделенная на c тоже будет импульсом, итого общий импульс составит:
P=M*c
запоминаем.
2. Конструкция на отбросе инертной массы. Есть некая энергетическая установка, которая "взрывает" инертную массу, опять таки та приобретает хаотичный импульс частью которого мы разгоняемся.
Пусть энергетическая установка будет максимально эффективной - опять таки аннигиляционной. Поэтому поделим контейнер M опять на две части - m1 и m2 (уже необязательно равные). m1 по формуле E=mc^2 тратится на энерговыделение и энергией этой мы разгоняем массу m2 до некоей скорости (в принципе вариабельной, но учтем что мы должны полностью потратить и топливо и инертную массу для максимального выхода, как увидим в дальнейшем оно будет зависеть от соотношения m1 и m2.
Итак, выделяем энергию: E=m1*c^2 и тратим её на разгон массы m2 до некой скорости v по Ньютону будет: E=m2*v^2/2
Равенство:
m1*c^2=m2*v^2/2
Находим скорость которая сложится при данных массах:
v=sqrt(2*m1*c^2/m2)=sqrt(2*m1/m2)*c
Ага, значит импульс массы m2 будет:
P=m2*sqrt(2*m1/m2)*c, где m1+m2=M
Теперь подмечаем такой момент - мы можем сказать что в первой формуле M есть сумма таких же m1 и m2 виртуально разделенных как контейнеры с топливом наполовину состоящих из вещества и антивещества и общий импульс составит тогда P=(m1+m2)*c
Таким образом задача сводится к анализу
m1+m2 ??? m2*sqrt(2*m1/m2)
где ??? - это неравенство при каких то значениях m1 и m2, которые бы посчитать.
Нахрапом подставляя разные числа я не смог добится чтобы левая часть была меньше правой, однако нужна строгая математика, помучаю ка вольфрам...
ну вот, вольфрам сказал что решение неравенства m1+m2<m2*sqrt(2*m1/m2) (которое он логично сократил, кстати до m1+m2<sqrt(2*m1*m2) ) .... лежит в отрицательной области числовых осей, т.е. для нас - не существует.
Следательно фотонные двигатели дают максимальный импульс возможный из двигательной установки и таким образом являются более экономичными чем любые основанные на инертной массе.
=A=L=X=
Бумага сказала, что должно быть 1 + (m1/m2)^2 < 0,
т.е. достаточно, чтобы m1/m2 < i
Вы тут уравнение Циолковского пытаетесь вывести?
Так там логарифм получается, а не кoрни кврадратные.
dave
Нет, проводим сравнительные оценки двигателей.
В общем, нужно, чтобы m2 была чисто мнимой и по модулю больше m1. Тогда взлетит эффективнее.
begr
> В общем, нужно, чтобы m2 была чисто мнимой
С мнимой массой и до сверхсвета недалече =)))
Раз уж пошла такая пьянка, - никто не в курсе, что там с китайским EmDrive? Взлетел?
Тема в архиве.