Электрические ракетные двигатели

Коль скоро перешли с электрики на тепло, то посмотрите http://www.inspi.ufl.edu/

CaRRibeaN, узнаете расчеты ?
Все о чем мы с вами беседовали уже, в общих чертах, сделали.
А скоро (думаю где то к 2005-2006) и тяжелые платформы
появятся...

Двигатель - СПД-100 (PPS1350), цель - Луна, время выведения - 15/17 мес, вес 350 кг.
Умножаем все это на 10 - и уже можно осваивать Луну роботами .
Доставка 3/2.5т робота на Луну < $20М.

Одна война в Афганистане = 2000 роботов на Луне

SSC
European Space Agency


404 Not Found



Кстати, обратите внимание, уи у них 1600 (я говорил 1500 ).

ratman>>Двигатель - СПД-100 (PPS1350)

CaRRibeaN>Нет, это не равноценные вещи. Франзуцы достаточно многое переделали (ухудшили ).

А что они поменяли ?

ratman>>Одна война в Афганистане = 2000 роботов на Луне

CaRRibeaN>У вас есть цифры стоимости войны в Афганистане? Про 2-ую чеченскую говорили что-то вроде 30 млрд. $ за 3 года. это 50 бюджетов РАКА в год.

Конгресс выделил $40 млрд

ratman>>А что они поменяли ?

CaRRibeaN>Ой, ну точно я не знаю. Можно конечно отделаться "параметры"... Вас это настолько интересует?

да нет, не очень...

ratman>>Конгресс выделил $40 млрд

CaRRibeaN>На что он выделил? На чеченскую или авганскую войну, али на Росавиакосмос?


на Афган

Европейское космическое агентство намеревается продолжить исследование Луны. В конце 2002 года будет запущен зонд SMART-1 и спустя два года после продолжительных тестов питающегося от солнечной энергии двигателя выйдет на лунную орбиту.

Вот интересно о чем тут речь идет? Что это за двигатель питающейся от солнечной энергии ?

Да вообще-то можно было догадаться что это ЭРД (учитывая что мы его 3 раза назвали ). ЭРД как раз и питаеться солнечной энергией используя один преобразователь - СБ

CaRRibeaN>Да вообще-то можно было догадаться что это ЭРД

Да догадался я, догадался! Иначе зачем бы я поместил эту вырезку в этот топик? Просто забыл смайлик после вопроса поставить. Я имел ввиду что журналюги могли бы так и написать ЭРД, а то написали красиво - двигатель работающий на солнечной энергии

VASIMR

CaRRibeaN>Да вообще-то можно было догадаться что это ЭРД (учитывая что мы его 3 раза назвали ). ЭРД как раз и питаеться солнечной энергией используя один преобразователь - СБ
Если вам интересно, то в качестве преобразователей солнечной энергии также часто используют ТЭП и ТЭЛП, а кроме солнечной энергии - радиоизотопные источники тепла.

Дорогой Карибец и другие сторонники ЭРД!
Прийдётся вас расстроить: на геостационарную орбиту (далее ГСО) спутники НИКОГДА не полетят с помощью ЭРД. :-( И проблема здесь принципиальная. Начну издалека: идея "электрореактивного буксира" для геостационара существует с начала 70х гг прошлого века, практически с полёта SERT-2. Жаль, что вы не могли тогда читать популярных журналов, они пестрели аналогичными картинками как эта вот. Но увы, идея эта и сейчас точно так же далека от реализации, как и 30 лет назад. В чём же дело?
Дело в том, что для выхода на ГСО надо не только увеличить высоту орбиты, но изменить её НАКЛОНЕНИЕ до нулевого. Для запусков из России это как минимум на 45 градусов. А изменить наклонение до нулевого можно только прикладывая импульс в момент пересечения экватора. Для манёвра с высокоэллиптической переходной орбиты на ГСО тоже нужно прикладывать импульс исключительно в районе апогея. Таким образом, большую часть витка двигатель будет "отдыхать", включаясь только на короткое время в апогее (собственно говоря, так выводятся на ГСО все современные спутники).
Но для того, чтобы ЭРД выдал необходимое для перехода на ГСО приращение скорости примерно 2.3 км/с, ему нужно 90-100 дней НЕПРЕРЫВНОЙ работы. Если даже считать, что двигатель сможет работать в районе пересечения переходной орбиты с ГСО четверть всего времени витка, то и тогда на выдачу всего импульса потребуется более года. Цикл создания современного спутника связи от заключения контракта до сдачи на орбите "под ключ" составляет 9-12 месяцев. В такой ситуации вряд ли найдётся потребитель, согласный потратить целый год только на вывод спутника в рссчётную точку стояния.
Но если бы и нашёлся, то ничего бы у него не получилось. Дело в том, что (увы!) существуют возмущения орбиты, в частности прецессия большой полуоси. Большая полуось переходной орбиты (линия соединяющая апогей с перигеем, вдруг не знаете )поварачивается в плоскости орбиты со скоростью примерно 5 градусов в месяц. Таким образом через 6 месяцев апогей переходной орбиты уйдёт аж на 30 град от плоскости ГСО, и нормальное выполнение манёвра станет вообще невозможным. Вот такие дела.
Нужно подчеркнуть, что эти ограничения принципиальные. Каким то образом обойти их невозможно. Использование других траекторий приведёт только к росту характеристической скорости и времени выведения. Не пытайтесь найти обходных манёвров - все они уже отвергнуты до вас. Именно поэтому быстро утихли разговоры о геостационарных электрореактивных буксирах в 70-е годы. Именно поэтому ни одна серъёзная фирма не планирует их на обозримое будущее.
Легко сказать, что нужно, чтобы всё это стало реальностью. Нужно уменьшить время выхода на ГСО до 20-40 суток, то есть увеличить тягу двигателей примерно в 10-20 раз, разумеется при сохранении нынешних массы и габаритов. Но что особенно печально - во столько же раз прийдётся увеличить мощность энергоустановки спутника. Можно ли создать солнечные батареи с удельной мощность в 10 раз больше, чем сейчас? Увы...
Да, кстати, а стоит ли вообще овчинка выделки? На современных геостационарных платформах масса топлива составляет около половины стартовой массы спутника. ЭРДУ с увеличенными солнечными батареями, преобразователями напряжения, баллонами со сжатым ксеноном и т.п. может оказаться ненамного легче, зато намного дороже.
Таким образом, дорогие сторонники ЭРД, совершить перелёт на геостационарную орбиту с помощью ЭРД при современном уровне техники невозможно. Маленькие медленные коррекции - вот их удел.
Но в то же время следите за прессой: как только появятся неизвестые сейчас новые и мощные источники энергии, так сразу же невозможное станет возможным.

PS. И не забудьте, что это не мои вымыслы, а общепринятая точка зрения всех ведущих мировах производителей спутников, реализуемая ими на практике.

Старый>Нужно подчеркнуть, что эти ограничения принципиальные. Каким то образом обойти их невозможно.

Мдаааа... ну вы нарисовали мрачную картину ВОобще говоря можно придумать все же несколько вещей что бы обойти это "принципиальное" ограничение.
1) Запускать с экватора.
2) Запускать не с экватора, то РБ выводить на элиптическую орбиту наклонением 0 (хотя это конечно бред в какой-то мере)
3) Комбинация всего вышеперечисленного.

Вообще говоря есть одна контора, которая в серьез подумывает о доставке спутников на ГСО с помощью ЭРД - НПОмашиностроения Старый>Да, кстати, а стоит ли вообще овчинка выделки? На современных геостационарных платформах масса топлива составляет около половины стартовой массы спутника. ЭРДУ с увеличенными солнечными батареями, преобразователями напряжения, баллонами со сжатым ксеноном и т.п. может оказаться ненамного легче, зато намного дороже.

А вы почитайте что нибудь про XIPS - вод ведь дураки, правда? Поставили вместо дешевейшей гидразиновой системы стабилизации, дорогущий, и не намного более легкий (всего в 10 раз) XIPS. Чем отличаеться случай с маршевой системой спутника - тоже не могу понять. Да, ЭРД удельно тяжелее ЖРД, но в конкретном "маршевом" случае могут быть и легче. Система преобразования напряжения и мощные СБ коммерческумо связному спутнику как ни крути необходимы.

.
CaRRibeaN>1) Запускать с экватора.

это действительно снимает ряд прпоблем, но для проектов "Диалог" и "Руслан ММ" не подходит. Их планируют запускать с Плесецка Или Байконура.

CaRRibeaN>Вообще говоря есть одна контора, которая в серьез подумывает о доставке спутников на ГСО с помощью ЭРД - НПОмашиностроения Есть ещё и Хруничев с Диалогом или Яхтой, как их там? Но так ли уж всеръёз? Создаётся впечатление, что они просто отчаянно пытаются найти хоть какое-нибудь применение ракете "Стрела". О том, что они занимаются всеръёз можно будет судить, когда они объяснят, как же они собираются решить проблемы, о которых говорилось выше.

Старый> Прийдётся вас расстроить: на геостационарную орбиту (далее ГСО) спутники НИКОГДА не полетят с помощью ЭРД. :-(

Полетят-полетят - никуда не денутся ! Старый> идея "электрореактивного буксира" для геостационара существует с начала 70х гг прошлого века, практически с полёта SERT-2.

Например в 78 в "Энергии" разрабатывали буксир "Геркулес" с ядерным реактором для вывода на ГСО 100-тонных (!) военных платформ


Старый> Дело в том, что для выхода на ГСО надо не только увеличить высоту орбиты, но изменить её НАКЛОНЕНИЕ до нулевого. Для запусков из России это как минимум на 45 градусов. А изменить наклонение до нулевого можно только прикладывая импульс в момент пересечения экватора.

Старый> Для манёвра с высокоэллиптической переходной орбиты на ГСО тоже нужно прикладывать импульс исключительно в районе апогея.

Как это ?!!! Ничего подобного !

Давайте проведем мысленный эксперемент: на круговой орбите наклонением 45 гр., находясь на широте 20 гр., повернем вектор скорости горизонтально (в плоскость 20-й параллели). У нас получится круговая орбита с наклонением 20 гр. Так, постепенно, уменьшая наклонение, мы приведем орбиту к допустимым наклонениям.

Точно так же, постепенно, по спирали, увеличивается высота орбиты. При этом орбита все время остается почти круговой.

Старый>Таким образом, большую часть витка двигатель будет "отдыхать", включаясь только на короткое время в апогее (собственно говоря, так выводятся на ГСО все современные спутники).

Это только потому, что такие переходы найболее эффективны с точки зрения дельта-V.

Старый> В такой ситуации вряд ли найдётся потребитель, согласный потратить целый год только на вывод спутника в рссчётную точку стояния.

Во-первых меньше года, а во-вторых - если это уменьшит стоимость вывода в 3 раза - то, очередь будет от Байконура до Москвы Кроме того, радикальное уменьшение стоимости увеличит спрос и откроет этот рынок для самых разных людей. Включая тех, кто может и подождать лишний год.

Старый> Дело в том, что (увы!) существуют возмущения орбиты, в частности прецессия большой полуоси. Большая полуось переходной орбиты (линия соединяющая апогей с перигеем, вдруг не знаете )поварачивается в плоскости орбиты со скоростью примерно 5 градусов в месяц.

Ключевое слово - в плоскости орбиты. Для круговой орбиты это не значит ровным счетом ничего. Кроме того, эти цифры для низкой орбитым. А на ГСО прецессия намного меньше (я думаю, порядка на полтора-два). Вопрос на засыпку - какая прецессия орбиты у Луны ? Старый> Не пытайтесь найти обходных манёвров - все они уже отвергнуты до вас.

Удобная точка зрения Старый> Да, кстати, а стоит ли вообще овчинка выделки? На современных геостационарных платформах масса топлива составляет около половины стартовой массы спутника.

А почему вы не считаете топливо и ступень для вывода на ГТО и ГСО ? Это раза в 4-5 больше, чем масса спутника вместе с его топливом.


ПС: давным-давно, в тридесятом государстве, в журнале "Техника молодежи" печатался цикл рассказов Пухова о том, как два мужика на списаном корыте летят с Луны на Землю. Каждый рассказ соответствовал части перелета и к нему прилагалась игровая программа для МК64 (точнее, подозреваю, что рассказы прилагались к программам )

А части были такие:
1. взлет, выход на лунную орбиту и маневры над грав. возмущением
2. стыковка со станцией на лунной орбите
3. выход в точку Лагранжа
4. переход из точки Лагранжа до земной орбиты (в условиях нехватки топлива)
5. вход в атмосферу

Все это давало превосходную тренировку в расчете орбит - все цифры были более-менее реальными.

До сих пор восхищаюсь програмистами - каждая программа была <100 байт. Часть статических данных использовалась в качестве кода, а часть кода была самомодифицирующейся.

Кстати, если это дело у кого-то есть, то я бы с удовольствием вспомнил молодость Заодно бы такой интерфейс к этому наваял !

Старый>> Прийдётся вас расстроить: на геостационарную орбиту (далее ГСО) спутники НИКОГДА не полетят с помощью ЭРД. :-(

ratman>Полетят-полетят - никуда не денутся ! Старый>> идея "электрореактивного буксира" для геостационара существует с начала 70х гг прошлого века, практически с полёта SERT-2.

ratman>Например в 78 в "Энергии" разрабатывали буксир "Геркулес" с ядерным реактором для вывода на ГСО 100-тонных (!) военных платформ ratman>http://www.astronautix.com/stages/intaltug.htm

да так и не разработало!

ratman>Давайте проведем мысленный эксперемент: на круговой орбите наклонением 45 гр., находясь на широте 20 гр., повернем вектор скорости горизонтально (в плоскость 20-й параллели). У нас получится круговая орбита с наклонением 20 гр. Так, постепенно, уменьшая наклонение, мы приведем орбиту к допустимым наклонениям.

ratman>Точно так же, постепенно, по спирали, увеличивается высота орбиты. При этом орбита все время остается почти круговой.

Эти мысленные эксперименты уже давно проведены в формулах и без нас. Вы совершенно правы, такой разворот плоскости с точки зрения дельта V не оптимален, и очень неоптимален! Посчитайте на досуге потребное дельтаV и вы поймёте, что тогда даже года НЕПРЕРЫВНОЙ работы двигателю не хватит для перехода на стационар

.

ratman>Ключевое слово - в плоскости орбиты. Для круговой орбиты это не значит ровным счетом ничего. Кроме того, эти цифры для низкой орбитым. А на ГСО прецессия намного меньше (я думаю, порядка на полтора-два). Вопрос на засыпку - какая прецессия орбиты у Луны ? Опять приходится повторяться - невнимательно читаете (или может быть невнятно излагаю). Я говорю о прецессии ПЕРЕХОДНОЙ орбиты, то есть высокоэллиптической орбиты, апогей которой касается геостационара, а перигей гдето у земли. Вот её-то апогей уйдёт из плоскости экватора, и увы, прямой манёвр на несоприкасающуюся орбиту невозможен. Нарисуйте на листочке, и всё поймёте.
С луной пример не в тую. Скорость прецессии большой полуоси обратно пропорциональна фокальному параметру, а он у орбиты луны ровно в 10 раз больше , чем у геостационарной, и почти в 100 раз больше, чем у переходной. (что такое "фокальный параметр" не надо объяснять?)
Да вы голову не забивайте теорией, возьмите Годдардовские TLE например на блоки ДМ, которыми запускали Астру-1F, Тельстар-6 и всякую прочую Гаруду, и посмотрите по ним, как прецессирует большая полуось. Там диапазон переходных орбит какраз такой, какой будет в нашем случае.

ratman>ПС: давным-давно, в тридесятом государстве, в журнале "Техника молодежи" печатался цикл рассказов Пухова о том, как два мужика на списаном корыте летят с Луны на Землю. Каждый рассказ соответствовал части перелета и к нему прилагалась игровая программа для МК64 (точнее, подозреваю, что рассказы прилагались к программам )

ratman>А части были такие:
ratman>1. взлет, выход на лунную орбиту и маневры над грав. возмущением
ratman>2. стыковка со станцией на лунной орбите
ratman>3. выход в точку Лагранжа
ratman>4. переход из точки Лагранжа до земной орбиты (в условиях нехватки топлива)
ratman>5. вход в атмосферу

ratman>Все это давало превосходную тренировку в расчете орбит - все цифры были более-менее реальными.

ratman>До сих пор восхищаюсь програмистами - каждая программа была <100 байт. Часть статических данных использовалась в качестве кода, а часть кода была самомодифицирующейся.

ratman>Кстати, если это дело у кого-то есть, то я бы с удовольствием вспомнил молодость Заодно бы такой интерфейс к этому наваял ! Читал. летал. не сохранил.
но в принципе можно и без неё не хуже наваять, с нынешними-то возможностями! у меня друг этим увлекается.
А МК-64 до сих пор жива. а как тут улыбку ставить?